CN112020661A - 车底雷达单元 - Google Patents

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Abstract

示例实施例涉及车底雷达单元。一个示例雷达***可以涉及被耦合到车辆的车底的一组雷达单元，使得每个雷达单元具有在车辆的保险杠线下方的视场。该组雷达单元可以包括被配置为在第一方向上测量车辆环境的第一雷达单元和被配置为在第二方向上测量车辆环境的第二雷达单元。第二方向不同于第一方向。在一些实施方式中，第一雷达单元位于靠近车辆的前保险杠的位置，第二雷达单元位于靠近车辆的后保险杠的位置。其他示例配置可以涉及使用耦合到车辆的车底的更多或更少的雷达单元。

Description

车底雷达单元
背景技术
无线电检测和测距(radar，雷达)***可用于通过发射无线电信号并检测返回的反射信号来主动估计到环境特征的距离。到无线电反射特征的距离可以根据发送和接收之间的时间延迟来确定。雷达***可以发射频率随时间变化的信号，诸如具有时变频率斜坡(ramp)的信号，然后将发射信号与反射信号之间的频率差与间距估计相关联。一些雷达***还可以基于所接收到的反射信号中的多普勒频移来估计反射物体的相对运动。
定向天线可用于信号的发送和/或接收，以将每个间距估计与方位(bearing)相关联。更一般地，定向天线也可以用于将辐射能量聚焦在感兴趣的给定视场上。结合测量的距离和方向信息允许将周围的环境特征绘制成地图。
发明内容
车辆雷达***通常使用雷达单元来测量车辆周围的环境，雷达单元通常附接在诸如车辆的侧后视镜、车顶或者车门的车辆的位置。与常规的、既定的方法相反，本文给出的示例实施例描述了使用耦合到车辆的车底的雷达单元的车辆雷达***。实际上，申请人已经认识到，通过将雷达单元耦合到车辆的车底，雷达单元可以具有比常规位置的雷达单元受到更少干扰(例如，在全自主或半自主车辆运行期间来自其他车辆的干扰)的新视场(field of view，FOV)。
因此，第一示例实施例可以涉及一种雷达***，其包括被耦合到车辆的车底的一组雷达单元，使得每个雷达单元具有在车辆的保险杠线下方的视场。在第一示例实施例中，所述一组雷达单元包括：第一雷达单元，被配置为在第一方向上测量车辆的环境，和第二雷达单元，被配置为在第二方向上测量车辆的环境。第二方向不同于第一方向。
第二示例实施例可以涉及操作雷达***。特别地，第二实施例可以涉及由车辆的第一雷达单元在车辆环境的第一方向上发送雷达信号，并且在第一雷达单元处接收来自环境的第一方向的反射雷达信号。第二实施例还可以涉及由车辆的第二雷达单元在车辆环境的第二方向上发送雷达信号，并且在第二雷达单元处接收来自环境的第二方向的反射雷达信号。在第二实施例中，第二方向不同于第一方向，并且第一雷达单元和第二雷达单元被耦合到车辆的车底，以使每个雷达单元具有在车辆的保险杠线下方的视场。
第三实施例可以涉及雷达***，其包括被配置为处理雷达测量结果的处理器和一组雷达单元，所述一组雷达单元可配置为耦合到车辆的车底，以使每个雷达单元具有在车辆的保险杠线下方的视场。在第三实施例中，该组雷达单元包括被配置为在第一方向上测量车辆的环境的第一雷达单元和被配置为在第二方向上测量车辆的环境的第二雷达单元。第二方向不同于第一方向。
第四实施例可以涉及包括用于执行第一、第二和第三实施例的每个操作的各种装置的***。
通过阅读以下详细描述，并适当参考附图，这些以及其他实施例、方面、优点和替代方案对于本领域普通技术人员来说将变得显而易见。此外，应当理解，本文提供的发明内容和其他描述和附图仅旨在通过示例的方式说明实施例，并且因此，许多变化是可能的。例如，结构元素和过程步骤可以被重新排列、组合、分布、取消或以其他方式改变，同时保持在所要求保护的实施例的范围内。
附图说明
图1是示出根据示例实施例的车辆的功能框图。
图2示出了根据示例实施例的车辆的物理配置。
图3示出了根据示例实施例的雷达扇区的布局。
图4示出了根据示例实施例的雷达单元的扇区的波束转向。
图5A示出了根据示例实施例的具有以第一配置耦合到车辆车底的雷达单元的车辆的侧视图。
图5B示出了根据示例实施例的具有以第一配置耦合到车辆车底的雷达单元的车辆的后视图。
图5C示出了根据示例实施例的具有以第一配置耦合到车辆车底的雷达单元的车辆的仰视图。
图5D示出了根据示例实施例的耦合到车辆车底的雷达单元的示例工作路径。
图6A示出了根据示例实施例的具有以第二配置耦合到车辆车底的雷达单元的车辆的侧视图。
图6B示出了根据示例实施例的具有以第二配置耦合到车辆车底的雷达单元的车辆的后视图。
图6C示出了根据示例实施例的具有以第二配置耦合到车辆车底的雷达单元的车辆的仰视图。
图7A示出了根据示例实施例的配置为具有位于车辆保险杠线下方的被耦合到车辆的车底的雷达单元的车辆的侧视图。
图7B示出了根据示例实施例的将雷达单元放置到车辆上的车辆的仰视图。
图8A示出了根据示例实施例的涉及车辆雷达***检测附近车辆的场景。
图8B示出了根据示例实施例的涉及车辆雷达***检测附近车辆的另一场景。
图9是根据示例实施例的方法的流程图。
图10A示出了根据示例实施例的雷达单元被耦合到车辆的车底的另一车辆的侧视图。
图10B示出了根据示例实施例的雷达单元被耦合到车辆的车底的车辆的仰视图。
图11示出了根据示例实施例的计算机程序的示意图。
具体实施方式
在以下详细描述中，参考了形成描述的一部分的附图。在附图中，相似的符号通常标识相似的组件，除非上下文另有指示。具体实施例、附图和权利要求中描述的例示性实施例并不意图进行限定。可以利用其他实施例，并且可以作出其他改变，而不脱离本文给出的主题的范围。将容易理解，本文概括描述并且在附图中图示的本公开的各方面可按许多种不同的配置来布置、替换、组合、分离和设计，所有这些在这里都明确地设想到了。
雷达***可以使用发送天线在预定方向发射(即，发送)雷达信号，以测量环境的各个方面。当与环境中的表面接触时，发射的雷达信号可以在多个方向上散射，发射的雷达信号的一部分穿透到表面中，雷达信号的另一部分从表面朝向能够捕获反射的接收天线反射回来。然后，接收到的反射信号被处理，以确定环境的二维(2D)或三维(3D)测量结果，包括各种附近表面的位置、朝向和移动。
由于雷达***可以测量环境中物体和其他表面的距离和运动，因此雷达***越来越多地用于车辆导航和安全***。车辆雷达***可以检测和帮助识别附近的车辆、道路边界、天气情况(例如，潮湿或积雪的道路)、交通标志和信号以及行人，以及周围环境中的其他特征。因此，在制定自主或半自主导航的控制策略时，可以使用雷达测量结果。
现在，许多车辆雷达***的常规做法是使用附接到车辆上的侧后视镜、保险杠、车顶、前格栅、车门或侧板上的雷达单元。雷达单元附接到这些外部位置的一个原因是，它可以使车辆雷达***能够安装在标准车辆上，而不需要重新设计和专门制造车辆。在一些情况下，还因为这些位置使得雷达单元的朝向和位置能够容易调整而将雷达单元放置在这些位置。
本文给出的各种示例实施例背离了这种常规做法，并且涉及将一个或多个雷达单元耦合到车辆的车底。事实上，已经认识到，通过将雷达单元放置在车辆的车底，并由此背离常规的、既定的做法，可以提供许多技术益处。例如，放置于车辆的车底的雷达单元的位置和视场(FOV)可以实现位于其他外部位置的雷达单元可能无法执行的操作。此外，与常规放置的雷达单元相比，耦合到车辆的车底的雷达单元的FOV可以在诸如全自动或半自动车辆的运行期间受到较少的干扰。
与常规放置的雷达单元相比，当雷达单元被耦合到车底时，雷达单元更靠近地面，这可以导致具有更少的障碍物，诸如附近行驶的车辆，的发送和接收路径。车底雷达可以在邻近车辆和其他障碍物之下发送和接收雷达信号。在这样的配置中，邻近车辆的车轮可以对应于相邻车辆中可能会干扰车底雷达单元的唯一部分。因此，通过将一个或多个雷达单元放置于车辆的车底，雷达单元可以避免来自附近车辆的车体的干扰(常规放置的雷达单元可能受到这种干扰)，并且可以使雷达单元能够更好地测量附近车辆以外的区域。此外，通过将一个或多个雷达单元放置于车辆的车底，雷达单元可以避免来自车辆本身的一些部分的干扰，而常规放置的雷达单元可能会受到这些干扰。因此，例如，与常规的安装在车顶或侧后视镜上的可能不能精确地测量车辆周围的区域的雷达单元相比，这可以使雷达单元能够更精确地测量车辆附近、周围或下方的区域。例如，一些安装在车顶上的雷达单元可能在车辆侧面附近有盲点，因为车顶线会阻挡雷达发送。
此外，在一些情况下，车底雷达可以利用与地面的接近性将雷达从地面朝向环境散射，以测量周围环境。因此，车底雷达单元的变化的FOV可以带来对车辆下方和周围区域的详细测量。反过来，车底雷达可以产生行驶道路的情况的更精确的测量结果，其可以被用于检测道路标记、潜在危险(例如，坑洼、***)和天气情况(例如，潮湿或积雪的道路)。
车底雷达单元的配置和布局可以设计成使车辆对其性能的影响最小。在一些示例中，雷达单元可以在某个位置处耦合到车辆的车底(或保险杠)，使得雷达单元具有在车辆的保险杠线下方的FOV。因此，FOV可以具有比路径中(即，车辆的保险杠线)的保险杠(或车辆部分)的最低部分还要低的发送和接收路径。为了进一步说明，耦合到车底并被配置为测量车辆的前向路径的雷达单元可以具有一位置，该位置导致在位于最接近地面的位置的前保险杠的部分(即，前保险杠的保险杠线)下方的FOV。可替换地，被配置为在多个方向(例如，车辆周围360度)测量环境的雷达单元可以在车底上具有以位置，该位置导致在车辆的最低保险杠的最低部分下方的FOV。在其他示例中，保险杠线可以对应于位于靠近车辆下方地面的位置的车辆的其他部分(例如，车辆框架的元件)。
在一些示例中，雷达单元可以在不低于车辆的保险杠线的位置处被耦合到车辆的车底(即，雷达单元的水平发送可能被车辆的一部分阻挡)。为了使雷达单元能够在没有来自车辆的干扰的情况下捕获测量结果，雷达单元可以被耦合(或运行)在允许雷达单元避开在直接路径中的车辆部分的朝向上。例如，雷达单元可以以向下的朝向(例如，从水平面向下4度)被耦合，这实现了对保险杠或车辆的其他部分之外的测量，如果不是向下的朝向，这些部分可能已经阻挡了雷达单元的工作路径。此外，一些车底雷达单元可以被配置为测量车辆正下方的区域，并且不要求车辆的保险杠线以下的位置。
此外，在进一步的示例中，一个或多个机械部件可以调整车底雷达单元的位置或朝向，以能够捕获目标区域的测量结果。例如，(雷达***或车辆的)机械部件可以调节耦合到车辆的车底的雷达单元的FOV、朝向和/或离地高度。此外，虽然在一些示例中车轮可能会阻挡一些发送或接收路径，但是尽管有来自车轮的潜在干扰，雷达单元也可以被耦合在车底的特定位置，以使雷达***能够获得车辆周围360度的测量结果。例如，车辆可以具有被耦合在车辆的四个角附近的四个车底雷达。
在示例中，对于车辆雷达***，不同类型的雷达单元可以被耦合到车辆车底以捕获测量结果，包括在各种距离(例如，短距离、中距离)和方位角(例如，窄波束、宽波束)下工作的一个或多个雷达单元。例如，短距离雷达单元可以被耦合到车底，以执行被耦合到车辆侧面或顶部部分的雷达单元可能不能理想地执行的操作。特别地，短距离雷达单元可以测量道路情况(例如，坑洼、***、构成下层道路的材料类型和行进道路的坡度)、行驶道路的表面情况(例如，湿、雪、冰、油、泥泞、严重情况)和/或诸如行人、附近的车辆的物体。在一些情况下，短距离雷达单元可用于确定行驶道路中的障碍物或道路情况的高度或深度(例如，坑洼的深度、减速带的高度或非水平地形)。车底雷达还可以检测和测量道路路缘、护栏和车道标记，以及其他可能影响车辆运行的地面因素。来自一个或多个车底雷达单元的各种雷达测量结果可以根据道路和天气情况协助车辆安全导航。
在一些示例中，车底雷达单元可以具有指向水平面或略低于水平面的宽边波束(broadside beam)(如前所述)。为了测量车辆正下方的路面，雷达单元可以利用雷达发送的光栅波瓣。实际上，光栅波瓣通常是不希望的。然而，在此，光栅波瓣(即旁瓣)可用于测量路面，以辅助车辆确定车辆速度、路面情况等。换句话说，一个或多个雷达单元可以被定向成使得雷达单元的主瓣指向水平面或略低于水平面，并且使得一个或多个旁瓣通常指向路面。
一个或多个车底雷达单元也可用于确定与车辆和附近车辆(或其他移动物体)的操作相关的信息。例如，来自被耦合到车辆的车底的一个或多个雷达单元的测量结果可以用于确定车辆的姿态(pose)(例如，在环境中的位置和朝向)。车辆控制***可以在确定环境中的控制策略时使用车辆姿态。此外，在一些示例中，来自被耦合到车辆的车底的一个或多个单元的雷达可用于确定附近行驶的车辆的速度和/或朝向。例如，来自车底雷达单元的雷达测量结果中的多普勒频移、方位角和间距可用于估计邻近车辆的车轮速度和朝向。反过来，车辆控制***可以在确定导航策略时使用车辆姿态的测量结果和/或附近车辆的测量结果。
车底雷达也可用于检测进入或离开车辆的乘客。反过来，车辆控制***可以保持车辆静止，直到检测到的在离车辆的阈值距离内的乘客进入车辆内部或者移动到远离车辆的安全距离的位置。在其他示例中，车底雷达可用于增强乘客的整体体验，例如基于测量到的乘客的移动来打开和关闭车门。类似地，位于车辆下方和周围的地面的雷达测量结果可用于确保车辆在乘客能安全离开车辆的区域(例如，没有泥、水或雪的干燥位置)让乘客下车。
在其他示例中，车底雷达单元可以被涂覆，以帮助减少污垢、灰尘、水、冰、雪和其他可能影响性能的材料的影响。例如，可以在车底雷达单元上施加疏水涂层，以帮助去除在车辆导航过程中可能与雷达单元接触的水或其他物质。此外，将雷达单元放置在车底可以降低乘客或行人损坏雷达单元的可能性。
虽然描述了涉及车底雷达的示例，但是其他传感器也可以被耦合到车底以执行类似的操作。例如，替代实施例可以涉及使用被耦合到车辆车底的相机或其他类型的传感器。
此外，出于说明目的，本文包括描述雷达单元在车辆的车底上的布置的示例配置。可以使用具有不同布置的其他配置，这可能涉及总体上使用更多或更少的雷达单元。例如，一些实施例可以涉及被耦合到车辆的车底的单个雷达单元，而其他实施例可以涉及将几个或者甚至几十个雷达单元耦合到车底。
此外，一些实施例可以涉及使用不同类型的雷达单元(例如，短距离、中距离和远距离)或将雷达单元与其他传感器组合。此外，一些示例可以涉及使用车底雷达单元作为包括放置于车辆其他位置(例如，在车顶、后视镜上)的雷达单元的车辆雷达***的一部分。例如，在一些示例中，雷达***可以安装在车辆的车顶上，以观察远离车辆的长距离，并且车底雷达可以用于观察距离车辆的短距离和中距离。
以下详细描述可与具有一个或多个天线阵列的设备(例如，雷达单元)一起使用，所述一个或多个天线阵列可采用单输入单输出、单输入多输出(SIMO)、多输入单输出(MISO)、多输入多输出(MIMO)和/或合成孔径雷达(synthetic aperture radar，SAR)雷达天线架构的形式。
在一些实施例中，雷达单元架构可以包括多个“双末端开口波导”(dual open-ended waveguide，DOEWG)天线。术语“DOEWG”可以指水平波导通道的短的部分加上分成两部分的垂直通道，其中垂直通道的两部分中的每一部分可以包括被配置为辐射进入天线的电磁波的至少一部分的输出端口。此外，在一些情况下，多个DOEWG天线可以排列成天线阵列。
一些示例雷达***可以被配置为在W波段的电磁波频率成处运行，例如频率可以是77千兆赫兹(Gigahertz，GHz)，其对应于毫米(例如，1毫米、4毫米)数量级的电磁波。雷达***可以使用能够将辐射能量聚焦成紧密的波束的天线，以高精度测量环境。这种天线可以是紧凑的(通常具有矩形形式的因素)、高效的(即，很少的77GHz能量因天线发热或反射回发射器电子器件而损失)、低成本的和易于制造的(即，具有这些天线的雷达***可以大批量生产)。
一些示例雷达架构可以包括用计算机数控(computer numerical control，CNC)加工的对准并结合在一起的多个金属层(例如，铝板)。例如，金属层可以包括输入波导通道的第一半，其中第一波导通道的第一半包括可以被配置为将电磁波(例如，W波段波)接收到第一波导通道中的输入端口。金属层还可以包括多个分波通道的第一半。多个分波通道可以包括从输入波导通道分支出来的通道网络，并且可以被配置为从输入波导通道接收电磁波，将电磁波分成电磁波的多个部分(即，功率分配器)，并且将电磁波的各个部分传播到多个波辐射通道的相应波辐射通道。在一些实施例中，波导天线元件和/或波导输出端口可以是矩形形状的。在替代实施例中，波导天线元件和/或波导输出端口可以是圆形形状的。其他形状也是可能的。
例如，基于相应的极化修正通道和波导的形状和材料，传播能量的分布可以在天线内的不同位置变化。极化修正通道和波导的形状和材料定义了电磁能量的边界条件。边界条件是极化修正通道和波导的边缘处的电磁能量的已知条件。例如，在金属波导中，假设极化修正通道和波导壁几乎是完全导电的(即，波导壁可以近似为完全电导体-PEC(perfect electric conductors))，边界条件规定在任何壁侧都没有切向(即，在波导壁平面内)定向的电场。一旦边界条件已知，就可以用麦克斯韦方程来确定电磁能量是如何通过极化修正通道和波导传播的。
麦克斯韦方程可以定义用于任何给定的极化修正通道或波导的几种工作模式。每种模式具有一种电磁能量可以通过极化修正通道或波导传播的特定方式。每种模式都有相关的截止频率。如果电磁能量的频率低于截止频率，则极化修正通道或波导不支持这一模式。通过适当地选择(i)尺寸和(ii)工作频率，电磁能量可以以特定的模式通过极化修正通道和波导传播。极化修正通道和/或波导可以被设计成使得在设计频率下仅支持一种传播模式。
存在四种主要类型的波导传播模式：横向电(Transverse Electric，TE)模式、横向磁(Transverse MagneticTM)模式、横向电磁(Transverse Electromagnetic，TEM)模式和混合模式。在TE模式中，电磁能量在电磁能量传播的方向上没有电场。在TM模式中，电磁能量在电磁能量传播的方向上没有磁场。在TEM模式中，电磁能量在电磁能量传播方向上没有电场或磁场。在混合模式中，电磁能量在电磁能量传播方向上具有电场和磁场两者的一些。
TE、TM和TEM模式可以使用对应于与传播方向正交的两个方向(例如宽度方向和高度方向)的两个后缀数字来进一步指定。非零后缀数字表示等于相应极化修正通道或波导(例如，假设为矩形波导)的宽度和高度的电磁能量的半波长的相应数量。然而，后缀数字0表示该场相对于该方向没有变化。例如，TE10模式表示极化修正通道或波导的宽度为半波长，并且在高度方向上没有场变化。通常，当后缀数等于零时，波导在相应方向上的尺寸小于波长的一半。在另一个示例中，TE21模式表示波导宽度为一个波长(即，两个半波长)，高度为一个半波长。
当在TE模式下操作波导时，后缀数字还表示沿波导各自方向的场最大值的数量。例如，TE10模式表示波导在宽度方向上具有一个电场最大值，在高度方向上具有零个最大值。在另一个示例中，TE21模式表示波导在宽度方向上具有两个电场最大值，在高度方向上具有一个最大值。
附加地或可选地，使用不同极化的不同雷达单元可以防止雷达***中不同雷达之间的干扰。例如，雷达***可以被配置为通过SAR功能在自主车辆的行驶方向的法线(normal)方向上进行询问(即，发送和/或接收雷达信号)。因此，雷达***可以能够确定关于车辆经过的路边物体的信息。在一些示例中，该信息可以是二维的(例如，各种物体离路边的距离)。在其他示例中，该信息可以是三维的(例如，检测到的物体的各个部分的点云)。因此，例如，车辆可以能够在沿道路行驶时针对道路一侧“绘制地图”。
一些示例可能涉及使用具有以MIMO架构排列的天线阵列的雷达单元。特别地，可以确定滤波器以调整通过具有以MIMO架构排列的天线阵列的雷达单元进行的近场测量。由发送天线发射的雷达信号彼此正交，并且可以由一个或多个相应的接收天线接收。因此，雷达***或相关信号处理器可以执行2D SAR图像形成，并与3D匹配滤波器一起估计基于经处理的雷达信号形成的2D SAR图中的像素的高度。
如果两辆自主车辆使用类似的雷达***来询问环境(例如，使用上述的SAR技术)，则这些自主车辆使用不同的极化(例如，正交极化)来进行询问也可以是有用的，从而防止干扰。此外，单个车辆可以操作两个具有正交极化的雷达单元，使得每个雷达单元不会干扰另一个雷达单元。
此外，雷达***的配置在示例中可以有所不同。例如，一些雷达***可能由每个配置有一个或多个天线阵列的雷达单元组成。天线阵列可以包括一组多个连接的天线，其可以作为单个天线一起工作来发送或接收信号。通过组合多个辐射元件(即，天线)，与使用非阵列天线的雷达单元相比，天线阵列可以增强雷达单元的性能。特别地，当雷达单元配备有一个或多个天线阵列时，可以获得更高的增益和更窄的波束。因此，雷达单元可以被设计成具有天线阵列，该天线阵列的配置使得雷达单元能够测量环境的特定区域，例如位于离雷达单元不同范围(距离)的位置处的目标区域。
配置有天线阵列的雷达单元在总体配置上可以有所不同。例如，雷达单元上阵列的数量、阵列的位置、阵列的朝向和天线阵列的尺寸可以在示例中变化。此外，雷达单元的阵列内的辐射元件(天线)的数量、位置、对准和朝向也可以变化。因此，雷达单元的配置通常可以取决于雷达单元的期望性能。例如，被设计成测量远离雷达单元的距离(例如，雷达单元的远距离)的雷达单元的配置与用于测量雷达单元附近区域(例如，雷达单元的近场)的雷达单元的配置相比可以不同。
为了进一步说明，在一些示例中，雷达单元可以包括相同数量的发送天线阵列和接收天线阵列(例如，四个发送天线阵列和四个接收天线阵列)。在其他示例中，雷达单元可以包括不同于接收天线阵列数量的发送天线阵列数量(例如，6个发送天线阵列和3个接收天线阵列)。此外，一些雷达单元可与能够控制雷达发送的寄生阵列一起工作。其他示例雷达单元可以包括具有连接到能量源的辐射元件的一个或多个驱动阵列，与寄生阵列相比，该驱动阵列具有较小的总能量损失。
雷达单元上的天线可以排列在一个或多个线性天线阵列(即，阵列中的天线以直线对准)中。例如，雷达单元可以包括以特定配置(例如，在雷达单元上的平行线中)排列的多个线性天线阵列。在其他示例中，天线也可以布置在平面阵列(即，布置在单个平面上的多条平行线中的天线)中。此外，一些雷达单元可以具有排列在多个平面中的天线，从而形成三维阵列。
雷达单元还可以包括多种类型的阵列(例如，一部分上的线性阵列和另一部分上的平面阵列)。因此，配置有一个或多个天线阵列的雷达单元可以减少雷达***测量周围环境可能需要的雷达单元的总数。例如，车辆雷达***可包括具有天线阵列的雷达单元，该天线阵列可以用于在车辆导航时根据需要测量环境中的特定区域。
一些雷达单元可以具有不同的功能和工作特性。例如，雷达单元可以被配置用于远距离工作，而另一个雷达单元可以被配置用于短距离工作。雷达***可以使用不同雷达单元的组合来测量环境的不同区域。因此，可能希望短距离雷达单元的信号处理为了雷达单元近场中的雷达反射而被优化。
现在参考附图，图1是示出示例性车辆100的功能框图，该车辆100可以被配置为完全或部分以自主模式运行。更具体地，车辆100可以通过从计算***(例如，车辆控制***)接收控制指令，在没有人类交互(或减少人类交互)的情况下以自主模式运行。作为在自主模式下运行的一部分，车辆100可以使用传感器来检测并可能地识别周围环境的物体，以能够安全导航。在一些实施方式中，车辆100还可以包括使驾驶员(或远程操作员)能够控制车辆100的运行的子***。
如图1所示，车辆100包括各种子***，例如推进***102、传感器***104、控制***106、一个或多个***设备108、电源110、计算机***112、数据存储器114和用户接口116。在其他示例中，车辆100可以包括更多或更少的子***。车辆100的子***和组件可以以各种方式(例如，有线或无线连接)互连。此外，本文描述的车辆100的功能可以在实施方式中被分成附加的功能或物理组件，或者被组合成更少的功能或物理组件。
推进***102可包括可操作以为车辆100提供动力运动的一个或多个组件，并可包括引擎/发动机118、能量源119、变速器120和车轮/轮胎121以及其他可能的组件。例如，引擎/发动机118可以被配置为将能量源119转换成机械能，并且可以对应于内燃机、电动机、蒸汽机或斯特林引擎中的一个或其组合，以及其他可能的选择。例如，在一些实施方式中，推进***102可以包括多种类型的引擎和/或发送机，例如汽油引擎和电动机。
能量源119代表可以全部或部分地为车辆100的一个或多个***(例如，引擎/发动机118)提供动力的能量源。例如，能量源119可以对应于汽油、柴油、其他基于石油的燃料、丙烷、其他基于压缩气体的燃料、乙醇、太阳能电池板、电池和/或其他电力源。在一些实施方式中，能量源119可以包括燃料箱、电池、电容器和/或飞轮的组合。
变速器120可以将机械动力从引擎/发动机118传递到车轮/轮胎121和/或车辆100的其他可能的***。因此，变速器120可以包括变速箱、离合器、差速器和驱动轴以及其他可能的组件。驱动轴可以包括连接到一个或多个车轮/轮胎121的轴。
在示例实施方式中，车辆100的车轮/轮胎121可以具有各种配置。例如，车辆100可以以独轮车、自行车/摩托车、三轮车或汽车/卡车四轮形式存在，以及其他可能的配置。因此，车轮/轮胎121可以以各种方式连接到车辆100，并且可以以不同的材料存在，例如金属和橡胶。
传感器***104可以包括各种类型的传感器，例如全球定位***(GlobalPositioning System，GPS)122、惯性测量单元(inertial measurement unit，IMU)124、雷达单元126、激光测距仪/LIDAR单元128、相机130、转向传感器123和节气门/制动传感器125，以及其他可能的传感器。在一些实施方式中，传感器***104还可以包括被配置为监测车辆100的内部***的传感器(例如，O2监测器、燃料表、引擎油温、制动器情况)。
GPS 122可以包括可操作以提供关于车辆100相对于地球的位置的信息的收发器。IMU 124可以具有使用一个或多个加速度计和/或陀螺仪的配置，并且可以基于惯性加速度感测车辆100的位置和朝向变化。例如，IMU 124可以在车辆100静止或运动时检测车辆100的俯仰和偏航。
雷达单元126可以代表被配置为使用无线电信号来感测在车辆100的本地环境内的物体(包括物体的速度和航向)的一个或多个***。因此，雷达单元126可以包括被配置为如上所述地发送和接收雷达信号的天线。在一些实施方式中，雷达单元126可以对应于可安装的被配置为获得车辆100的周围环境的测量结果的雷达***。例如，雷达单元126可以包括被配置为耦合到车辆的车底的一个或多个雷达单元。
激光测距仪/LIDAR 128可以包括一个或多个激光源、激光扫描仪和一个或多个检测器，以及其他***组件，并且可以以相干模式(例如，使用外差检测)或非相干检测模式运行。相机130可以包括被配置为捕获车辆100的环境的图像的一个或多个设备(例如，静态相机或视频相机)。
转向传感器123可以感测车辆100的转向角(steering angle)，这可以涉及测量转向轮的角度或者测量代表转向轮角度的电信号。在一些实施方式中，转向传感器123可以测量车辆100的车轮的角度，例如检测车轮相对于车辆100的前向轴线的角度。转向传感器123还可以被配置为测量转向轮的角度、代表转向轮的角度的电信号以及车辆100的车轮的角度的组合(或子集)。
节气门/制动传感器125可以检测车辆100的节气门位置或制动器位置的位置。例如，节气门/制动传感器125可以测量油门踏板(节气门)和制动踏板两者的角度，或者可以测量可以代表诸如油门踏板(节气门)的角度和/或制动踏板的角度的电信号。节气门/制动传感器125还可以测量车辆100的节气门体的角度，节气门体可以包括向引擎/发动机118提供能量源119的调节的物理机构的一部分(例如，蝶形阀或化油器)。此外，节气门/制动传感器125可以测量车辆100的转子上的一个或多个制动片的压力或者油门踏板(节气门)和制动踏板的角度、代表油门踏板(节气门)和制动踏板的角度的电信号、节气门体的角度以及至少一个制动片施加到车辆100的转子上的压力的组合(或子集)。在其他实施例中，节气门/制动传感器125可以被配置为测量施加到诸如节气门或者制动踏板的车辆踏板的压力。
控制***106可以包括被配置为协助导航车辆100的组件，例如转向单元132、节气门134、制动单元136、传感器融合算法138、计算机视觉***140、导航/路径***142和避障***144。更具体地，转向单元132可操作以调节车辆100的行驶方向，节气门134可控制引擎/发动机118的运行速度以控制车辆100的加速度。制动单元136可以使车辆100减速，这可以包括使用摩擦来使车轮/轮胎121减速。在一些实施方式中，制动单元136可以将车轮/轮胎121的动能转换成电流，以供车辆100的一个或多个***随后使用。
传感器融合算法138可以包括卡尔曼滤波器、贝叶斯网络或其他可以处理来自传感器***104的数据的算法。在一些实施方式中，传感器融合算法138可以基于传入的传感器数据提供评估，例如对单个物体和/或特征的评估、对特定情况的评估和/或对给定情况下的潜在影响的评估。
计算机视觉***140可以包括可操作以处理和分析图像的硬件和软件，以努力确定物体、环境物体(例如，停车灯、道路边界等)和障碍物。因此，计算机视觉***140可以使用例如对象识别、运动恢复结构(Structure From Motion，SFM)、视频跟踪以及计算机视觉中使用的其他算法，以识别对象、绘制环境地图、跟踪对象、估计对象的速度，等等。
导航/路径***142可以确定车辆100的驾驶路径，这可以涉及在操作期间动态地调整导航。因此，导航/路径***142可以使用来自传感器融合算法138、GPS 122和地图以及其他来源的数据来导航车辆100。避障***144可基于传感器数据评估潜在的障碍物，并使车辆100的***避开或以其他方式越过潜在的障碍物。
如图1所示，车辆100还可以包括***设备108，诸如无线通信***146、触摸屏148、麦克风150和/或扬声器152。***设备108可以为用户提供控件或其他元素以与用户接口116交互。例如，触摸屏148可以向车辆100的用户提供信息。用户接口116也可以通过触摸屏148接受来自用户的输入。***设备108还可以使车辆100能够与诸如其他车辆设备的设备通信。
无线通信***146可以直接或通过通信网络与一个或多个设备进行无线通信。例如，无线通信***146可以使用诸如CDMA、EVDO、GSM/GPRS的3G蜂窝通信，或者使用诸如WiMAX或LTE的4G蜂窝通信。可选地，无线通信***146可以使用WiFi或其他可能的连接与无线局域网(wireless local area network，WLAN)通信。例如，无线通信***146也可以使用红外链路、蓝牙或ZigBee直接与设备通信。在本公开的上下文中，诸如各种车辆通信***的其他无线协议也是可能的。例如，无线通信***146可以包括一个或多个专用短程通信(dedicated short-range communications，DSRC)设备，其可以包括车辆和/或路边站之间的公共和/或私有数据通信。
车辆100可以包括用于为组件供电的电源110。在一些实施方式中，电源110可以包括可充电锂离子电池或铅酸电池。例如，电源110可以包括被配置为提供电力的一个或多个电池。车辆100也可以使用其他类型的电源。在一个示例实施方式中，电源110和能量源119可以集成到单个能量源中。
车辆100还可以包括计算机***112以执行操作，诸如本文中描述的操作。因此，计算机***112可以包括至少一个处理器113(其可以包括至少一个微处理器)，所述处理器可操作以执行存储在诸如数据存储器114的非暂时性计算机可读介质中的指令115。在一些实施方式中，计算机***112可以代表可以用于以分布式方式控制车辆100的各个组件或子***的多个计算设备。
在一些实施方式中，数据存储器114可以包含可由处理器113执行的指令115(例如，程序逻辑)，以执行车辆100的各种功能，包括上文结合图1所描述的那些功能。数据存储器114还可以包含附加指令，包括用于向推进***102、传感器***104、控制***106和***设备108中的一个或多个发送数据、从其接收数据、与其交互和/或对其进行控制的指令。
除了指令115之外，数据存储器114可以存储诸如道路地图、路径信息以及其他信息的数据。在车辆100以自主、半自主和/或手动模式运行期间，车辆100和计算机***112可以使用这些信息。
车辆100可以包括用于向车辆100的用户提供信息或者从车辆100的用户接收输入的用户接口116。用户接口116可以控制或使能控制可以在触摸屏148上显示的交互式图像的内容和/或布局。此外，用户接口116可以包括一组***设备108内的一个或多个输入/输出设备，例如无线通信***146、触摸屏148、麦克风150和扬声器152。
计算机***112可以基于从各种子***(例如，推进***102、传感器***104和控制***106)以及从用户接口116接收到的输入来控制车辆100的功能。例如，计算机***112可以利用来自传感器***104的输入来估计由推进***102和控制***106产生的输出。根据实施例，计算机***112可以可操作以监控车辆100及其子***的许多方面。在一些实施例中，计算机***112可以基于从传感器***104接收的信号禁用车辆100的一些或所有功能。
车辆100的组件可以被配置为以与它们各自***内部或外部的其它组件相互连接的方式来工作。例如，在示例实施例中，相机130可以捕获多个图像，这些图像可以代表关于以自主模式操作的车辆100的环境状态的信息。环境状态可以包括车辆在其上工作的道路的参数。例如，计算机视觉***140可能够基于道路的多个图像来识别坡度(斜坡(grade))或其他特征。另外，GPS 122和由计算机视觉***140识别的特征的组合可以与存储在数据存储器114中的地图数据一起使用，以确定特定的道路参数。此外，雷达单元126还可以提供关于车辆周围环境的信息。
换句话说，各种传感器(可以称为输入指示和输出指示传感器)和计算机***112的组合可以相互作用，以提供被提供以控制车辆的输入的指示或提供车辆的周围环境的指示。
在一些实施例中，计算机***112可以基于由无线电***之外的***提供的数据来做出关于各种物体的确定。例如，车辆100可以具有被配置为感测车辆视场中的物体的激光器或其他光学传感器。计算机***112可以使用来自各种传感器的输出来确定关于车辆视场中的物体的信息，并且可以确定到各种物体的距离和方向信息。计算机***112还可以基于来自各种传感器的输出来确定物体是期望的还是不期望的。
虽然图1示出了车辆100的各种组件，即，被集成到车辆中的无线通信***146、计算机***112、数据存储器114和用户接口116，但是这些组件中的一个或多个可以与车辆100分开安装或关联。例如，数据存储器114可以部分或全部与车辆100分开存在。因此，可以以分开或一起定位的设备元件的形式提供车辆100。构成车辆100的设备元件可以以有线和/或无线方式通信地耦合在一起。
图2示出了车辆200的物理配置，其可以代表参考图1所描述的车辆100的一种可能的物理配置。根据实施例，车辆200可以包括传感器单元202、无线通信***204、无线电单元206、偏转器(deflectors)208和相机210以及其他可能的组件。例如，车辆200可以包括图1中描述的组件的一些或全部元件。尽管在图2中车辆200被描绘为汽车，但是车辆200在示例中可以具有其他配置，例如卡车、货车、半挂牵引车、摩托车、公共汽车、班车(shuttle)、高尔夫球车、越野车、机器人设备或农用车辆以及其他可能的示例。
传感器单元202可以包括被配置为捕获车辆200周围环境的信息的一个或多个传感器。例如，传感器单元202可以包括相机、雷达、LIDAR、测距仪、无线电设备(例如蓝牙和/或802.11)和声学传感器以及其他可能类型的传感器的任意组合。在一些实施方式中，传感器单元202可以包括可操作以调节传感器单元202中的传感器的朝向的一个或多个可移动的安装件。例如，可移动安装件可以包括可扫描传感器以便从车辆200周围的每个方向获得信息的旋转平台。传感器单元202的可移动安装件也可以在特定的角度和/或方位角范围内以扫描方式可移动。
在一些实施方式中，传感器单元202可以包括使传感器单元202能够被安装在汽车车顶上的机械结构。此外，在示例中其他安装位置也是可能的。
无线通信***204可以具有如图2所示的相对于车辆200的位置，但是也可以具有不同的位置。无线通信***200可以包括可以与其他外部或内部设备通信的一个或多个无线发送机和一个或多个接收机。例如，无线通信***204可以包括一个或多个收发器，用于与用户的设备、其他车辆和道路元素(例如，标志、交通信号)以及其他可能的实体进行通信。因此，车辆200可以包括用于促进通信的一个或多个车辆通信***，例如专用短程通信(DSRC)、射频识别(RFID)和针对智能运输***的其他建议的通信标准。
相机210可以具有相对于车辆200的各种位置，例如车辆200的前挡风玻璃上的位置。如此，相机210可以捕获环境的图像。例如，相机210可以从相对于车辆200的前视视角捕获图像，但是在实施方式中，相机210的其他安装位置(包括可移动安装)和视角是可能的。在一些示例中，相机210可以对应于一个或多个可见光相机，但是也可以是其他类型的相机(例如，红外传感器)。相机210还可以包括可以提供可调视场的光学器件。
图3示出了自主车辆200的雷达扇区的示例布局。如图所示，每个雷达扇区可以具有大约等于雷达单元的扫描范围的角宽度(如将参考图4描述的)。例如，扇区可以将自主车辆200周围的方位平面划分成多个扇区(例如，90度扇区、120度扇区)。
示例雷达扇区可以相对于车辆200与轴线302、304对齐。在一些情况下，每个雷达单元可以被配置为扫描整个一个扇区。此外，由于图3的每个示例雷达单元具有大约90度的扫描角度，因此每个雷达单元扫描的区域可与其他雷达单元的扫描角度不重叠。在其他示例中，扇区可以重叠。
为了实现由车辆200的中点限定的雷达扇区，每个雷达单元可以相对于车辆200的两个轴线成45度角安装。通过相对于车辆200的两个轴线成45度角安装每个雷达单元，雷达单元的90度扫描将从一个车辆轴线扫描到另一个车辆轴线。例如，侧后视镜单元212中的与轴线成45度角安装的雷达单元可能够扫描左前扇区(即，从穿过车辆200前部的垂直轴线302到穿过车辆侧面的水平轴线304)。
另外的雷达单元可以在侧后视镜单元214中与轴线成45度角安装，可以扫描右前扇区。为了扫描右后扇区，可以在尾灯单元218中安装雷达单元。另外，为了扫描左后扇区，可以在尾灯单元216中安装雷达单元。图3所示的雷达单元布置仅仅是为了说明一个可能的例子。
在各种其他示例中，雷达单元可以放置在其他位置，例如在车辆的顶部或沿着车辆的其他部分或在车辆的其他部分内，和/或耦合到车辆200的车底。此外，在其他实施例中，也可以不同地定义扇区。例如，扇区可以相对于车辆成45度角。在这个例子中，一个雷达单元可以面向前方，另一个面向后方，另外两个面向车辆的两侧。
在一些示例中，车辆200的所有雷达单元可以配置为具有相同的扫描角度。车辆周围的方位平面等于全360度。因此，如果每个雷达单元配置有相同的扫描角度，那么雷达单元的扫描角度将等于大约360°除以车辆上雷达单元的数量。因此，对于全方位平面扫描，具有一个雷达单元的车辆200将需要该雷达单元能够扫描全360度。
如果车辆200有两个雷达单元，每个雷达单元将扫描大约180度。对于三个雷达单元的情况，每个雷达单元将被配置为扫描120度。对于四个雷达单元的情况，如图3所示，每个雷达单元可以扫描大约90度。在车辆200上可以配置五个雷达单元，每个雷达单元可能够扫描72度。此外，六个雷达单元可以被配置在车辆200上，并且每个雷达单元可能够扫描大约60度。其他例子也是可能的。
在进一步的示例中，雷达单元的数量可以基于一些标准来选择，例如雷达单元的制造容易度、车辆布置或其他标准。例如，一些雷达单元可以配置为具有足够小的平面结构。平面雷达单元可以安装在车辆上的不同位置。例如，车辆可以具有安装在车辆顶部的专用雷达外壳。该雷达外壳可以包含各种雷达单元。在其他实施例中，雷达单元可以放置在车辆结构内。
在一些实施例中，可能期望将雷达单元放置在覆盖雷达单元的物体对雷达至少部分透明的位置上。例如，各种塑料、聚合物和其他材料可以形成车辆结构的一部分，并覆盖雷达单元，同时允许雷达信号通过。
另外，在一些实施例中，对于不同的雷达单元，雷达单元可以被配置有不同的扫描范围。在一些实施例中，具有宽扫描角度的特定雷达单元可能无法被放置在车辆上的适当位置。因此，可以在该位置放置具有较小扫描角度的较小雷达单元。然而，其他雷达单元可能够具有更大的扫描角度。因此，雷达单元的总扫描角度可加起来为360度(或更大)，并提供全360度方位的扫描。例如，车辆可以有每个扫描超过100度的3个雷达单元和扫描超过60度的第四雷达单元。因此，雷达单元可能够扫描全方位平面，但是扫描扇区的角度大小可能不相等。
图4示出了雷达单元400的扇区的示例波束转向。雷达单元400可以配置为具有可转向的波束(即，雷达单元400可能够控制波束辐射的方向)。通过控制传播方向，雷达单元400可以引导辐射并测量环境的期望区域。在一些示例中，雷达单元400可以以连续的方式在跨方位平面的各个角度上扫描雷达波束。在其他实施例中，雷达单元400可以以离散步阶跨方位平面的角度扫描雷达波束。
如图4所示，雷达单元400可以产生可转向的雷达波束406，其可以具有大约22.5度的半功率波束宽度。例如，半功率波束宽度描述了雷达波束406的主瓣在对应于雷达波束406的最大幅度的一半的两个点之间的宽度(以度为单位来度量)。或者，雷达波束406的半功率波束宽度可以不同于22.5度。
此外，在一些实施例中，雷达波束406的半功率波束宽度可以根据雷达波束406指向的角度而变化。例如，当雷达波束406指向更靠近辐射表面的正交404A(即，宽边)方向并且变宽、并且雷达波束406被转向远离正交方向404A时，雷达波束406的半功率波束宽度可以变窄。
如图4进一步所示，雷达单元400可以被配置为以不同的角度(例如，四个不同的角度)转向雷达波束406。可以相对于辐射表面的正交404A(即，宽边)方向测量转向角。例如，雷达波束406也可以被转向到在404C处的+36度和在404E处的-36度。此外，雷达波束406可以被转向到在404B处的+12度和在404D处的-12度。这四个不同的角度可以代表雷达波束406可以被转向的离散角度。
在一些另外的示例中，雷达单元400可以同时将雷达波束406转向到两个角度。例如，雷达单元400可以同时将雷达波束406转向到+12度和-12度两者。这可导致在角度总和的方向上被整体转向的波束(例如-12+12＝0，因此在该示例中波束将处于宽边方向404a)。然而，当雷达波束一次在两个方向上被转向时，雷达波束的半功率波束宽度可能被加宽。因此，雷达分辨率可能会降低。
通过将雷达波束406转向到角度404B-404E中的每一个，可以扫描全90度视场。例如，当雷达波束406被转向到+36度404C时，雷达波束406的半功率波束宽度将覆盖从+47.25度到+24.75度(从宽边方向404A测量)。另外，当雷达波束406被转向到-36度404E时，雷达波束406的半功率波束宽度可以覆盖从-47.25度到-24.75度。此外，当雷达波束406被转向到+12度404B时，雷达波束406的半功率波束宽度将覆盖从+23.25度到+0.75度。以及最后，当雷达波束406被转向到-12度404D时，雷达波束406的半功率波束宽度将覆盖-23.25度到-0.75度。因此，雷达波束406将能够有效地扫描(即，选择性地启用(enable)或禁用(disable)跨越该角度宽度的四个波束)从-47.25度到+47.25度，覆盖95度的范围。转向角的数量、转向角的方向和雷达波束406的半功率波束宽度可以根据具体示例而变化。
例如，并且将在下面进一步讨论，雷达单元的雷达波束可以被配置为仅扫描60度区域。如果雷达单元可以扫描60度区域，则可以用六个雷达单元来扫描全360度方位平面。然而，如果雷达单元可以扫描90度，则四个雷达单元可以扫描全360度方位平面。
图5A、5B、5C和5D示出了用于将雷达单元502A、502B和502C耦合到车辆500的车底的第一示例配置。用于耦合车底雷达单元的其他示例配置可以涉及在其他布置中使用更多或更少的雷达单元。雷达单元502A、502B和502C的类型和性能也可以在示例中变化。例如，根据示例实施方式中使用的雷达单元，距离、更新速率、FOV和距离分辨率可能不同。
在一些示例中，雷达单元502A、502B和502C可以向车辆控制***或可用于导航和绘制地图(mapping)目的(例如，SAR绘制地图和定位)的另一计算***(例如，远程定位计算***)提供高分辨率的距离和方位信息。雷达测量结果还可用于检测车辆周围阈值距离内的乘客、行人(例如，骑自行车的人)、动物或其他运动(例如，其他车辆)。例如，车底雷达测量结果可以指示乘客何时正在接近车辆500，或者离开车辆500的乘客何时位于足够远的地方从而车辆500可以恢复导航。
此外，由于雷达单元(例如，雷达单元502A、502B和502C)被示出为附接到车辆的车底，因此用于将每个雷达单元耦合到车底的组件不需要美观。当雷达单元被耦合在车辆外部位置(例如，车门、侧后视镜)时，可能希望以视觉上吸引人的方式连接每个雷达单元(例如，使雷达单元的附着看起来最小化并且是被专业地执行的)。将雷达单元的位置移动到车底可以减少或消除这种以视觉上吸引人的方式耦合雷达单元的期望。这样可以允许简化将雷达单元耦合到车辆的机构。此外，位于车底位置的雷达可以避免降低车辆的美学吸引力。
图5A示出了具有被耦合到车辆500的车底的雷达单元502A、502B和502C的车辆500的侧视图。具体而言，雷达单元502A在前轮前方的位置(即，在车辆500的前保险杠504A附近)被耦合到车底，雷达单元502B在车辆500的前轮和后轮之间的位置被耦合到车底，并且雷达单元502C在车辆500的后轮后方的位置(即，靠近车辆500的后保险杠504B)被耦合到车底。这些位置是出于说明目的而显示的，但在其他实施方式中可以有所不同。此外，雷达单元502A、502B、502C可以放置于和/或朝向(例如，向下5度的朝向)车辆500的一条或多条保险杠线下方(例如，前保险杠504A和后保险杠504B的底部以下)，使得每个雷达单元的FOV不被保险杠(例如，504A、504B)或除车辆500的车轮之外的车辆500的其他元件阻挡。
雷达单元502A被示出为位于靠近车辆500的前保险杠504A的位置，并且可以对应于被配置为测量车辆500的前视环境的前向雷达单元。在一些情况下，前视环境可以是车辆500的正前方的区域。在其他示例中，前视环境可以对应于车辆500的前部周围的更宽的区域(例如，车辆500的前方和侧方区域)。在另外的示例中，雷达单元502A可以测量车辆500下方或周围的其他区域(例如，测量雷达单元502A周围360度的方向)。
雷达单元502B被示出为位于车辆500的前轮和后轮之间的位置。因此，雷达单元502B可以具有使得雷达单元502B能够测量车辆500的车门附近的区域的FOV。在进一步的示例中，雷达单元502B可以被配置为测量相对于车辆500的其他区域，诸如车辆500下方的区域和/或车辆500周围的360°区域。类似于雷达单元502A，在示例中，雷达单元502B可以被耦合于距离地面的不同高度处和/或相对于车辆500的车底的不同朝向上。
雷达单元502C被示出为耦合到靠近车辆500的后保险杠504B的车底，并且可以对应于被配置为测量车辆500的后视环境的后向雷达单元。因此，雷达单元502C可以具有在车辆500的后保险杠504B的保险杠线下方的FOV。在一些示例中，雷达单元502C可以测量位于车辆500正后方的区域。在其他示例中，雷达单元502C可以被配置为测量车辆500的后部(或其他部分)周围的更宽区域(例如，车辆500的后方和侧方区域)。类似于雷达单元502A、502B，在示例中，雷达单元502C可以被耦合于距离地面的不同高度处和/或相对于车辆500的车底的不同朝向上。
图5B示出了具有以第一配置被耦合到车辆车底的雷达单元的车辆的后视图。特别地，雷达单元502C被示出为在保险杠线(例如，保险杠504B的底部)下方并且位于大致在车辆500的中心的位置。因此，类似于雷达单元502C，雷达单元502A和502B也可以与车辆500的中心对齐。在其他示例中，雷达单元502A、502B和502C中的一个或多个可以偏离车辆500的中心。
图5C示出了具有以第一配置被耦合到车辆车底的雷达单元502A、502B和502C的车辆500的仰视图。如上所述，尽管雷达单元502A、502B和502C被示出为位于沿着车辆500的中心线的位置，但是在其他示例中，一个或多个雷达单元可以偏离车辆500的中心线。
此外，图5C还包括可选的雷达位置505A、505B、505C、505D、505E和505F。具体来说，可选的雷达位置505A、505B代表靠近前保险杠504A的位置。放置在雷达位置505A、505B处的雷达单元可以在车辆500的前角处工作。类似地，放置在雷达位置505C、505D的雷达单元可以在车辆的侧方位置工作。此外，可选的雷达位置505E、505F代表靠近车辆500的后保险杠504B的位置。放置在雷达位置505E、505F的雷达单元可以在车辆500的后角处工作。车辆500的车底上的其他示例可选雷达位置也是可能的。
图5D示出了被耦合到车辆500的车底的示例FOV雷达单元502C。具体来说，与雷达单元502C(或另一个雷达单元)相关联的车底散射可以实现对附近物体的直接路径508A检测和间接路径508B检测两者，包括道路元素、附近的车辆、行人或环境中的其他特征。雷达单元502C还被示出为位于距离车辆500下方地面的高度506(例如，6英寸)的位置处。高度506可以随所使用的车辆的例子和类型而变化。
如图5D进一步所示，雷达单元502C可以在车辆500下方并远离车辆延伸的多条路径中发送和接受雷达，而不受后保险杠504B的干扰。例如，雷达单元502C可以经由从雷达单元502C大致平行于地面延伸的直接路径508A发送和接收雷达。此外，雷达单元502C还可以经由间接路径508B发送和接收雷达，这可能涉及以朝向地面的向下朝向发送雷达，从而使雷达从地面向环境中的表面反弹。例如，在距离车底雷达单元大于2米的范围内，间接路径508B可以实现对车辆底部车身线以上的结构的检测，包括假定场景是合理稀疏的，高程通道(elevation channel)(以牺牲一些方位分辨率为代价)可以得出范围内物体的合理高度估计。因此，图5D所示的直接路径508A和间接路径508B对于雷达单元502C的360度FOV中的所有角度都可以是有效的。
图6A、6B和6C示出了将雷达单元602A和602B耦合到车辆600的车底的另一示例布局。具体来说，不同于图5A-5D中描绘的第一示例配置，雷达单元602A、602B被示出为以涉及少一个雷达单元的第二配置耦合到车辆600的车底。将雷达单元耦合到车辆的车底的其他示例布局是可能的。
图6A示出了具有以第二配置被耦合到车辆600的车底的雷达单元602A、602B的车辆600的侧视图。更具体地，雷达单元602A被示出为耦合到靠近车辆600的前保险杠604A，从而雷达单元602A具有的FOV可以实现对位于车辆600前方的区域的测量而不受前保险杠604A的干扰。类似于雷达单元502C，雷达单元602B被示出为耦合到靠近车辆600的后保险杠604B，从而雷达单元602B具有的FOV可以实现对位于车辆600后方的区域的测量而不受后保险杠604B干扰。
图6B示出了具有以第二配置耦合到车辆600的车底的雷达单元602A、602B的车辆600的后视图。具体来说，雷达单元602B被示出为在车辆600的保险杠线(例如，后保险杠604B)下方，并且位于大致在车辆600的中心线上的位置。因此，类似于雷达单元602B，雷达单元602A也可以与车辆600的中心线对齐。在其他示例中，一个或多个雷达单元可以偏离车辆600的中心。
图6C示出了具有以第二配置耦合到车辆车底的雷达单元的车辆的后视图。在一些示例中，雷达单元602A、602B可以分别使用四个孔径来捕获车辆600下方和周围的测量结果。在其他示例中，雷达单元602A、602B可以使用其他数量的孔径来捕获车辆600下方或附近的测量结果。在一些示例中，车辆600可以具有被放置于其车底的其他位置的雷达单元。
图7A示出了配置有在车辆的保险杠线下方被耦合到车辆车底的雷达单元的车辆的侧视图。如图所示，车辆700包括被耦合到其车底的雷达单元702和704。车辆700作为一个例子，但是其他车辆可以类似地具有在一个或多个位置上被耦合到其车底的雷达单元。此外，其他布局可以包括更多或更少的雷达单元，并且可以包括整体上位于不同位置的雷达单元。
如图7A所示，雷达单元702位于车辆700的后轮后方靠近后保险杠706的位置，但是在另外的示例中可以具有其他位置。此外，雷达单元702被示出为位于地面上方大约7英寸并且在车辆700的后保险杠706的保险杠线下方的位置处。在离地面7英寸处，雷达单元702可以具有一FOV，该FOV可以使测量结果能够在雷达单元702遭到来自环境中物体(包括在车辆700附近行驶的车辆)的较少干扰的情况下被雷达单元702捕获。相反，雷达可以在附近车辆的下方行进。在一些情况下，雷达可以从地面朝向雷达单元702测量的表面散射或反射。
雷达单元704位于车辆700的前轮后面的位置，并且进一步被示出为耦合到车底，使得其在地面上方大约6英寸处。类似于雷达单元702，雷达单元704的高度和位置可以使其能够在具有来自周围环境中的物体(包括附近的车辆)的较少干扰的情况下捕获测量结果。在其他示例中，雷达单元704可以具有更靠近前保险杠708的位置。
图7B示出了将雷达单元放置于车辆700的车底的车辆的仰视图。位置710、712、714、716被示出为代表一个或多个雷达单元可以被耦合到车辆700的车底的示例位置。在其他示例中，雷达单元可以被耦合在车辆的车底的其他位置。此外，在涉及其他车辆的示例中，用于将雷达单元耦合到车辆的车底的位置可以取决于车底的组件的配置。
示例位置710被示出为位于后保险杠706附近的位置。例如，被耦合于位置710中或附近的雷达单元可以测量车辆700下方和后方的区域。示例位置712、714被示出为位于车辆700的中部的位置。具体来说，被耦合在位置712、714中或附近的雷达单元可以具有在车辆700的后轮与前轮之间的位置。示例位置716位于前保险杠708附近。例如，被耦合于位置716中或附近的雷达单元可以测量车辆700下方和前方的区域。这些示例位置是出于说明目的而被示出的，但在示例中可以有所不同。
图8A示出了涉及车辆雷达***检测附近车辆的场景800。具体来说，场景800示出了车辆802的鸟瞰图，车辆802使用雷达测量附近环境区域，包括包含车辆806的一部分和路缘810的区域。因此，场景800代表涉及车辆使用雷达测量环境的一种可能的场景，但是其他示例是可能的。
车辆802代表可配置有雷达***来测量环境的车辆。车辆雷达***可以包括被耦合到车辆802的车底且具有在车辆802的保险杠线以下的FOV的一个或多个雷达单元。因为雷达正在测量车辆802的宽阔的前向环境，发送和接收雷达信号的一个或多个雷达单元可以在车辆802的前保险杠的底部的下方。在另一个示例中，一个或多个雷达单元可以被耦合到前保险杠的底部或内置在前保险杠中以进行测量。此外，车辆806也可以使用雷达***来测量附近的环境(未示出)。
如图8A所示，信号804、808代表由耦合到车辆802的一个或多个雷达单元发送的雷达信号。更具体地，信号804、808可以源自耦合到车辆802的车底的一个或多个雷达单元。在其他示例中，信号804、808可以代表从车辆806和路缘808反射的雷达反射信号。这些雷达反射信号可以由被耦合到车辆802的相同或不同的雷达单元(例如，被耦合到车底并发送信号804、808的雷达单元)接收。信号804、808是出于说明的目的而示出的，并且在现实世界的实施方式中可以是不可见的。此外，额外的信号可以从雷达单元向远离车辆802的其他方向传播。
图8B示出了涉及车辆雷达***检测附近车辆的场景820。具体来说，场景820包括车辆822，车辆822使用雷达测量环境，包括车辆822后方的包括车辆826的区域。涉及车辆雷达***的使用的其他场景是可能的。
类似于图8A中描绘的车辆802，车辆822代表可以使用可以包括被耦合到其车底的一个或多个雷达单元的车辆雷达***的车辆。被耦合到车底的(多个)雷达单元可以具有不受保险杠或车辆822的框架的其他较低部分影响的FOV。在一些示例中，一个或多个雷达单元可以在车辆822的保险杠线上方，但是可以以向下的朝向被耦合，以使得所述(多个)单元能够接收对车辆826附近区域的测量结果。
信号824代表可以由被耦合到车辆822的车底的一个或多个雷达单元的一个或多个天线阵列发送的雷达信号。因此，处理信号824从环境中的表面(例如，车辆826)的反射可以产生对环境的测量结果，以供车辆822的车辆控制***在导航期间使用。例如，车辆控制***可以使用雷达测量结果来检测潜在的障碍物、监控道路元素(例如，遵循道路边界)、检测天气情况以及执行其他潜在的操作。
在一些示例中，由车辆雷达***获得的雷达测量结果可以精确地描绘环境中的特征相对于车辆822的位置、运动和空间朝向。
在一些示例中，车辆822可以在制动过程中使用信号824以进行协助。例如，车辆822可以使用信号824来确定离在车辆822前方行驶的车辆多远停止，或者协助应用制动的时机(即，何时启动制动过程)。作为示例，车辆822可以基于检测到的运动或获取的关于车辆822的其他信息来确定车辆826对应于驾驶员操作的车辆。因此，响应于检测到车辆826当前正由驾驶员操作，车辆822可以使用雷达(例如，信号824)来确定何时开启制动以及离车辆826前方的车辆多远停止。反过来，车辆822可以减少与可能追尾车辆822(即，行驶得太靠近车辆822)的车辆826相关联的风险。在进一步的示例中，车辆822可以使用来自被耦合到车辆822的车底的雷达单元的近场雷达，以保持安全和避障的缓冲。
图9是示例方法900的流程图，其可以包括如方框902、904、906和908中的一个或多个所描绘的一个或多个操作、功能或动作，其中每个操作、功能或动作可以由先前图中所示的任何***以及其他可能的***来执行。
本领域技术人员将理解，本文描述的流程图说明了本公开的一些实施方式的功能和操作。在这方面，流程图的每个方框可以代表程序代码的模块、段或部分，其包括可由一个或多个处理器执行的一个或多个指令，以用于实施过程中的特定逻辑功能或步骤。程序代码可以存储在任何类型的计算机可读介质上，例如，诸如包括磁盘或硬盘驱动器的存储设备。
此外，每个方框可以代表被布线以执行过程中的特定逻辑功能的电路。如本领域技术人员将理解的，可替代的实施方式包括在本申请的示例实施方式的范围内，其中功能可以不按所示出的或所讨论的次序执行，包括基本上并行执行或以相反的次序执行，这取决于所涉及的功能。在示例中，计算***可以使雷达***执行方法900的一个或多个方框。
方框902涉及由车辆的第一雷达单元在车辆环境的第一方向上发送雷达信号。具体来说，第一雷达单元可以被耦合到车辆的车底，使得第一雷达单元具有在车辆的保险杠线下方的FOV。车辆的保险杠线可以对应于车辆的保险杠或者位于车辆下方靠近地面的车辆的另一部分的底部。
在一些示例中，第一雷达单元可以在低于车辆保险杠线的离地高度处被耦合到车辆的车底。在其他示例中，第一雷达单元可以被耦合在不低于车辆保险杠线的位置。因此，第一雷达单元可以以向下的朝向(例如，与水平面成四度)被耦合，使得第一雷达单元具有在车辆保险杠线下方的FOV。
在一些示例中，第一雷达单元可以被配置为向车辆环境中的特定区域发送雷达，例如车辆的前视环境。可替换地，第一单元可以被配置为测量其周围360度的区域，包括车辆下方和周围的区域。
此外，车辆雷达***还可以包括被配置为测量车辆环境的第一方向的一个或多个附加雷达单元。例如，车辆可以包括位于靠近车辆的第一角的位置(例如，在车辆的第一前轮和前保险杠旁边)的第一前向雷达单元和位于靠近车辆的第二角的位置(例如，在车辆的第二前轮和前保险杠旁边)的第二前向雷达单元。在其他示例中，车辆雷达***可以包括被放置于车辆的车底上或一个或多个保险杠内的其他位置的更多或更少的雷达单元。
方框904涉及在第一雷达单元处接收来自环境的第一方向的反射雷达信号。第一雷达单元或另一雷达单元可以接收反射的雷达信号以用于后续处理。
方框906涉及由车辆的第二雷达单元在车辆环境的第二方向上发送雷达信号。第二雷达单元可以被耦合到车辆的车底，以使得第二雷达单元具有在车辆的保险杠线下方的FOV。
在一些示例中，第二雷达可以在低于车辆保险杠线的位置(例如，离地高度)被耦合到车辆的车底。在其他示例中，第二雷达单元可以被耦合在不低于车辆保险杠线的位置处。因此，第二雷达单元可以以向下的朝向(例如，与水平面成四度)被耦合，以使得第二雷达单元具有低于车辆的保险杠线的FOV。
在一些示例中，第二雷达单元可以被配置为向车辆环境中的特定区域发送雷达，例如车辆的后视环境。可替换地，第二单元可以被配置为测量其周围360度的区域，包括车辆下方和周围的区域。
此外，车辆雷达***还可以包括被配置为在第二方向测量车辆环境的一个或多个额外的雷达单元。例如，车辆可以包括位于靠近车辆的第一角的位置(例如，在车辆的第一后轮和后保险杠附近)的第一后向雷达单元和位于靠近车辆的第二角的位置(例如，在车辆的第二后轮和后保险杠附近)的第二后向雷达单元。在其他示例中，车辆雷达***可以包括被放置于车辆的车底上或一个或多个保险杠内的其他位置的更多或更少的雷达单元。
方框908涉及在第二雷达单元处接收来自环境的第二方向的反射雷达信号。第二雷达单元或另一雷达单元可以接收反射的雷达信号以用于后续处理。
在进一步的例子中，用于执行方法900或类似方法的车辆雷达***可以进一步涉及被耦合在车辆的车底的其他位置处的雷达单元，例如如图5A-5C、图6A-6D或图7A-7B所示的示例配置之一。例如，可以执行方法900的车辆雷达***可进一步包括被耦合到车辆的车底的中部(即，车辆的前轮和车辆的后轮之间)的一个或多个雷达单元。被耦合到车底的中部的一个或多个雷达单元可以被配置为测量周围360度的区域，包括车辆下方和周围的区域。
在一些示例中，用于执行方法900或类似方法的车辆雷达***可以包括被耦合在车辆其他位置的雷达单元。例如，车辆雷达***可以包括安装到车辆顶部的传感器圆顶(dome)。传感器圆顶可以容纳一个或多个雷达单元，例如被配置为在长距离下工作的雷达单元。因此，车辆雷达***可以使用各种雷达单元的测量结果的组合来测量车辆的环境。
执行方法900或类似方法的车辆雷达***可以进一步包括一个或多个处理器，其被配置为使用来自被耦合到车辆的车底的雷达单元的雷达测量结果来执行操作。一个或多个处理器可以是车辆雷达***或与车辆相关联的另一计算***(例如，车辆控制***)的一部分。在一些示例中，一个或多个处理器可以部分地在车辆上运行，并且部分地在远离车辆的位置处运行。在进一步的示例中，一个或多个处理器可以对应于被配置为协助车辆的导航和控制车辆的操作的远程计算***。
在一些示例中，处理器可以从第一侧向雷达单元和第二侧向雷达单元(或车辆雷达***的其他雷达单元)中的一个或两个接收雷达测量结果，并使用雷达测量结果来检测进入或离开车辆的一个或多个乘客。例如，来自一个或多个车底雷达单元的雷达可以检测接近车辆的乘客，并且还可以进一步检测乘客何时位于车辆内部。这样，响应于检测到乘客进入或离开车辆，处理器可以使车辆保持静止(例如，向车辆控制***发送信号以避免启动导航)。处理器可以进一步从第一侧向雷达单元和第二侧向雷达单元中的一个或两个接收后续雷达测量结果，并且使用后续雷达测量结果来确定进入或离开车辆的乘客位于车辆内部或者位于距离车辆至少阈值距离的位置。基于该确定，处理器可以使车辆恢复导航(例如，向车辆控制***发送信号以恢复导航)。
在一些示例中，处理器可以至少从前向雷达单元或后向雷达单元(或另一个车底雷达单元)接收雷达测量结果。这样，处理器可以基于雷达测量结果来确定车辆行驶道路的天气情况。此外，处理器还可以基于雷达测量结果来确定车辆行驶道路的路况。例如，处理器可以确定道路的湿度、材料类型(例如砾石、沥青)或可能影响导航的其他情况。在其他示例中，处理器可以使用来自一个或多个车底雷达单元的雷达测量结果来确定关于附近车辆的信息，诸如附近行驶的车辆的速度和朝向。
在一些示例中，处理器可以从一个或多个车底雷达单元接收雷达测量结果，以确定行驶道路上的物体(例如，***、物理物体等)的高度和/或行驶道路中的沟道或凹洞的深度。处理器可以使用测量结果来获得对车辆环境的更深入的理解。
在进一步的示例中，方法900或类似的方法可以涉及使车辆的一部分调整位置，以使用车底雷达获得环境的测量结果。例如，方法900可进一步涉及使车辆前端以向上的朝向倾斜，并响应于使车辆前端以向上的朝向倾斜，通过前向雷达单元在前视环境中发送和接收雷达信号(和反射的雷达信号)。车辆可以类似地使车辆的后端向上倾斜，以捕获车辆后方的测量结果。
图10A和10B示出了将雷达单元耦合到车辆的车底的示例配置。具体来说，车辆1000是半挂牵引车，其包括在不同位置处被耦合到牵引车单元1002和半挂车1004的车底的雷达单元。
车辆1000代表一种可以使用车底雷达来协助诸如导航、半挂车检测和监控等的几项操作的较大车辆。因此，车辆1000的配置以及被耦合到车辆1000的雷达单元的布局作为一个示例实施方式。其他示例可以涉及其他类型的车辆(例如，多挂牵引车、军用车辆、越野车辆)。此外，其他示例布局可以用于将雷达单元耦合到车辆1000或其他车辆的车底，在其他配置中其可以包括更多或更少的雷达单元。
图10A示出了车辆1000的侧视图，车辆1000具有被耦合到车辆的车底的雷达单元1018A、1018B、1020A、1020B、1020C和1020D(即，被耦合到牵引车单元1002的雷达单元1018A、1018B和被耦合到半挂车1004的雷达单元1020A、1020B、1020C和1020D)。
如图10A所示，牵引车单元1002包括引擎室1006、驾驶室1008、空气坝1010、燃料箱1012和第五轮式联轴器1014。牵引车单元1002可以被配置为导航和运输在半挂车1004内的物品。因此，牵引车单元1002代表被配置为运输在半挂车1004内的物体的车辆的一个示例配置。牵引车单元1002的其他例子是可能的。
引擎室1006代表可容纳引擎的区域。因此，引擎可以对应于被配置为将能量转换成对牵引车单元1002有用的运动的复杂机械装置。在一些示例中，牵引车单元1002可以包括一个或多个引擎。在其他情况下，牵引车单元1002可以是由一个或多个电动机驱动的电动车辆。
驾驶室1008被示出为驾驶员和/或乘客可以就坐的封闭空间。在其他示例中，驾驶室1008的尺寸和配置可以不同。因此，驾驶室1008还可以包括驾驶员或乘客可以休息的卧铺。空气坝1010代表空气动力学装置配置，以增强牵引车单元1002的操作。
半挂车1004被示出为被耦合到牵引车单元1002，并且包括封闭的货物空间1016和被配置为当半挂车1004从牵引车单元1002上脱离时使用的起落架1017。因此，半挂车1004和牵引车单元1002可以包括被配置为将它们耦合在一起的组件。货物空间1016可以在由牵引车单元1002运输期间保持和保护物体或材料。
雷达单元1018A、1018B被示出为被耦合到牵引车单元1002的车底。雷达单元1018A、1018B的位置和朝向代表将雷达单元1018A、1018B耦合到牵引车单元1002的一个示例布局。在其他示例中，牵引车单元1002可以包括在其他位置的更多或更少的雷达单元。例如，牵引车单元1002可以仅包括被耦合到其车底的雷达单元1018B。此外，尽管雷达单元1018A、1018B被示出为低于在牵引车单元1002的保险杠线，但是在其他示例中，雷达单元1018A、1018B可以位于距离地面的不同高度的位置处。
此外，雷达单元1020A、1020B、1020C和1020D被示出为被耦合到半挂车1004的下侧(即车底)。雷达单元1020A、1020B、1020C和1020D的位置和朝向代表将雷达单元耦合到半挂车1004的一个示例布局。在其他示例中，半挂车1004可以在其他位置包括更多或更少的雷达单元。此外，尽管雷达单元1020A、1020B、1020C和1020D被示出为低于半挂车1004的保险杠线，但是在其他示例中，雷达单元1020A、1020B、1020C和1020D可以位于距离地面的不同高度的位置处。
图10B示出了具有耦合到车辆的车底的雷达单元的车辆的仰视图。雷达单元1018A、1018B、1018C被示出为被放置于牵引车单元1002的车底，并且雷达单元1020A(未示出)、1020B、1020C和1020D被耦合到半挂车1004的车底。在其他示例中，只有牵引车单元1002或半挂车1004可以包括被放置于其车底上的雷达单元。
与牵引车单元1002和半挂车1004相关联的雷达***可以从雷达单元1018A、1018B、1020A、1020B、1020C和1020D的全部(或子集)接收测量结果。雷达***可以使用来自各个雷达单元的测量结果来执行各种操作。
在一些示例中，车辆1000可以使用来自被耦合到牵引车单元1002和/或半挂车1004的车底的一个或多个雷达单元的雷达测量结果来确定封闭的货物空间中的负载的重量。例如，在货物空间1016装载了用于运输的物品之后，车底雷达可以帮助检测半挂车1004的高度变化。
此外，来自被放置在牵引车单元1002和/或半挂车1004的车底上的各个雷达单元的雷达测量结果可用于估计半挂车1004相对于牵引车单元1002的角度位置。车底雷达可以协助确定车辆1000在运行期间的姿态，以及牵引车单元1002和半挂车1004相对于彼此的单独姿态。车底雷达还可以帮助检测牵引车单元10002和半挂车1004之间的姿态差异，这可以包括由牵引车单元1002和半挂车1004每个的悬架引起的变化(例如，不同的自由度)。
在一些示例中，雷达测量结果可用于帮助半挂车1004的自动附接和移除。例如，来自被耦合到半挂车1004的车底的一个或多个雷达单元(例如，雷达单元1020A、1020B)的雷达测量结果可以检测牵引车单元1002的耦合组件的位置。来自车底雷达的雷达测量结果可以协助将半挂车1004与牵引车单元1002对准、连接，以及从牵引车单元1002移除半挂车1004。在进一步的示例中，雷达单元1020D或另一个车底雷达单元可以被配置为检测并协助导航牵引车单元1002停靠到卸载站或装载站。
在另一个实施例中，车底雷达可用于帮助检测和识别牵引车单元1002或半挂车1004上的车轮的爆裂情况。车辆1000可以包括多个车轮以能够运输货物。因此，雷达可以协助检测车辆1000的车轮何时受损(例如，漏气、爆裂)。车辆(例如，车辆200)的其他配置也可以使用车底雷达来检测和识别车轮问题。
在进一步的示例中，车底雷达也可以协助检测和防止盗窃。例如，雷达单元1020D或其他车底雷达单元可以测量半挂车1004的开口周围的区域，以检测有人进入该区域的情况。因此，车辆安全***可以使用雷达测量结果来在未经允许的人位于半挂车1004附近位置时提供警报。类似地，车底雷达可用于检测可能试图乘坐半挂车1004的未经授权的乘客。车辆1000和其他车辆通常可以使用车底雷达单元来监视车辆。
在进一步的示例中，车辆1000可以包括多个半挂车，其中一个链接到牵引车-挂车，而其他的(例如，第二个半挂车)链接在第一个之后。因此，被放置于一个或多个半挂车的下侧的雷达单元可用于确定与车辆1000的运行相关的信息。例如，被耦合在第一半挂车下面的雷达单元可以检测它是否连接到牵引车-挂车，以及第二半挂车是否连接到第一半挂车。此外，被耦合到半挂车或牵引车-挂车的车底的雷达单元可用于确定一个或多个半挂车相对于牵引车-挂车的姿态或与操作多个半挂车相关的其他信息。
图11是示出根据本文给出的至少一些实施例布置的包括用于在计算设备上执行计算机过程的计算机程序的示例计算机程序产品的概念性部分视图的示意图。在一些实施例中，公开的方法可实现为以机器可读格式编码在非暂态计算机可读存储介质上或者其他非暂态介质或制品上的计算机程序指令。
示例性的计算机程序产品1100可以使用信号承载介质1102来提供，该信号承载介质1102可包括一个或多个编程指令1104，这些编程指令1104在被一个或多个处理器执行时可提供以上参考图1-10B描述的功能或功能的部分。在一些示例中，信号承载介质1102可包含非暂时性计算机可读介质1106，例如，但不限于，硬盘驱动器、致密盘(CD)、数字视频盘(DVD)、数字磁带、存储器，等等。在一些实施方式中，信号承载介质1102可包含计算机可记录介质1108，例如，但不限于，存储器、读/写(R/W)CD、R/W DVD，等等。在一些实施方式中，信号承载介质1102可包含通信介质1110，例如但不限于数字和/或模拟通信介质(例如，光线缆线、波导、有线通信链路、无线通信链路，等等)。从而，例如，信号承载介质1102可由无线形式的通信介质1110来传达。
一个或多个编程指令1104可以是例如计算机可执行和/或逻辑实现的指令。在一些示例中，诸如图1的计算机***112的计算设备可以被配置为响应于由计算机可读介质1106、计算机可记录介质1108和/或通信介质1110中的一个或多个传达到计算机***112的编程指令1104而提供各种操作、功能或动作。
非暂时性计算机可读介质也可以分布在多个数据存储元件之间，这些数据存储元件的位置可以彼此远离。执行存储的指令中的一些或全部的计算设备可以是车辆，例如图2所示的车辆200，以及其他可能性。或者，执行存储指令中的一些或全部的计算设备可以是另一计算设备，例如服务器。
以上的具体实施例参考附图对公开的***、设备和方法的各种特征和功能进行了描述。虽然本文已经公开了各种方面和实施例，但是其他方面和实施例将是显而易见的。本文公开的各个方面和实施例是为了说明的目的，而不是为了限制，真正的范围由权利要求指出。
应当理解，本文描述的布置仅用于示例的目的。因而，本领域技术人员将认识到，可以替代地使用其它的布置和其它的元件(例如机器、装置、接口、功能、顺序和功能组合等)，并且某些元件可以根据期望的结果而完全被省略。此外，所描述的许多元件是功能实体，其可实施为离散的或分布式的组件或者以任何适当的组合和位置而与其它组件结合。

Claims (20)

1.一种雷达***，包括：
一组雷达单元，被耦合到车辆的车底，使得每个雷达单元具有在车辆的保险杠线下方的视场，其中所述一组雷达单元包括：
第一雷达单元，被配置为在第一方向上测量车辆的环境；和
第二雷达单元，被配置为在第二方向上测量车辆的环境，其中所述第二方向不同于所述第一方向。
2.根据权利要求1所述的雷达***，其中，被配置为在第一方向上测量车辆的环境的第一雷达单元包括：
前向雷达单元，被配置为测量车辆的至少前视环境，其中所述前向雷达单元位于靠近车辆的前保险杠的位置。
3.根据权利要求2所述的雷达***，其中被配置为在第二方向上测量车辆的环境的第二雷达单元包括：
后向雷达单元，被配置为测量车辆的后视环境，其中所述后向雷达单元位于靠近车辆的后保险杠的位置。
4.根据权利要求1所述的雷达***，其中所述一组雷达单元还包括：
给定雷达单元，被耦合到车辆的车底的中部，其中所述车底的中部位于车辆的前轮与车辆的后轮之间。
5.根据权利要求4所述的雷达***，其中被耦合到车辆的车底的中部的给定雷达单元被配置为：测量给定雷达单元周围360度的区域，其中所述区域包括车辆下方和周围的相应区域。
6.根据权利要求1所述的雷达***，还包括处理器，其中所述处理器被配置为：
从第一雷达单元和第二雷达单元中的一个或两个接收雷达测量结果；和
使用所述雷达测量结果检测乘客进入或离开车辆。
7.根据权利要求6所述的雷达***，其中所述处理器还被配置为：
响应于检测到乘客进入或离开车辆，使车辆保持静止；
从第一雷达单元和第二雷达单元中的一个或两个接收后续雷达测量结果；
使用传感器测量结果来确定进入或离开车辆的乘客是位于车辆内部还是距离车辆至少阈值距离；和
基于所述确定，允许车辆恢复导航。
8.根据权利要求1所述的雷达***，其中所述一组雷达单元还包括：
第三雷达单元，被配置为在第一方向上测量车辆的环境，其中第一雷达单元位于靠近车辆的第一前角的位置，并且其中第三雷达单元位于靠近车辆的第二前角的位置。
9.根据权利要求1所述的雷达***，还包括：
第四雷达单元，被配置为测量车辆的第二环境，其中所述第二雷达单元位于靠近车辆的第一后角的位置，并且其中第四雷达单元位于靠近车辆的第二后角的位置。
10.根据权利要求1所述的雷达***，其中所述一组雷达单元被配置为在短距离或中距离下工作，并且
其中所述雷达***还包括安装到车辆顶部的传感器圆顶，其中所述传感器圆顶容纳被配置为在长距离下工作的一个或多个雷达单元。
11.根据权利要求1所述的雷达***，其中所述车辆的保险杠线对应于车辆的保险杠的底部。
12.根据权利要求11所述的雷达***，其中所述第一雷达单元以向下的朝向被耦合到车辆的车底，使得第一雷达单元具有在车辆的保险杠线下方的视场。
13.根据权利要求11所述的雷达***，其中所述第二雷达单元以向下的朝向被耦合到车辆的车底，使得第二雷达单元具有在车辆的保险杠线下方的视场。
14.根据权利要求1所述的雷达***，还包括处理器，其中所述处理器被配置为：
从至少第一雷达单元或第二雷达单元接收雷达测量结果；和
基于雷达测量结果确定车辆行驶的道路的路况。
15.根据权利要求1所述的雷达***，还包括处理器，其中所述处理器被配置为：
从至少第一雷达单元或第二雷达单元接收雷达测量结果；和
基于雷达测量结果确定车辆行驶的道路的路面情况。
16.根据权利要求1所述的雷达***，还包括处理器，其中所述处理器被配置为：
从至少第一雷达单元或第二雷达单元接收雷达测量结果；和
基于雷达测量结果确定在车辆附近行驶的给定车辆的速度和朝向。
17.一种操作雷达***的方法，包括：
由车辆的第一雷达单元在车辆的环境的第一方向发送雷达信号；
在第一雷达单元处接收来自环境的第一方向的反射雷达信号；
由车辆的第二雷达单元在车辆的环境的第二方向发送雷达信号，其中第二方向不同于第一方向；和
在第二雷达单元处接收来自环境的第二方向的反射雷达信号，其中第一雷达单元和第二雷达单元被耦合到车辆的车底，使得每个雷达单元具有在车辆的保险杠线下方的视场。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括：
响应于车辆的一部分改变高度，由第一雷达单元朝向车辆的特定环境发送雷达信号；和
在第一雷达单元处接收来自该特定环境的反射雷达信号。
19.一种雷达***，包括：
处理器，被配置为处理雷达测量结果；和
一组雷达单元，其可配置为耦合到车辆的车底，使得每个雷达单元具有在车辆的保险杠线下方的视场，其中所述一组雷达单元包括：
第一雷达单元，被配置为在第一方向上测量车辆的环境；和
第二雷达单元，被配置为在第二方向上测量车辆的环境，其中第二方向不同于第一方向。
20.雷达***，其中处理器被配置为：
从第一雷达单元和第二雷达单元中的一个或两个接收雷达测量结果；和
基于雷达测量结果，确定车辆行驶的道路的路况的相应高度。
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