RU2721587C1

RU2721587C1 - Multi-mode radio frequency sensor

Info

Publication number: RU2721587C1
Application number: RU2019138595A
Authority: RU
Inventors: Артем Юрьевич Никишов; Андрей Владимирович Клецов; Александр Геннадиевич Чернокалов; Екатерина Игоревна Семерня; Михаил Николаевич Макурин; Артем Рудольфович Виленский
Original assignee: Самсунг Электроникс Ко., Лтд.
Priority date: 2019-11-28
Filing date: 2019-11-28
Publication date: 2020-05-20
Also published as: KR20210066693A

Abstract

FIELD: radio equipment.

SUBSTANCE: present invention relates to a multimode radio frequency sensor to enable simultaneous implementation of several different functions. Multimode radio frequency sensor is configured to be mounted on a movable platform and comprises a fixed base, a rotating portion which is rotatable relative to fixed base 110, wherein on rotating part 120 RF radar 130 is installed, which contains transmitting and receiving channels with antennas with different aperture, and a monitoring and processing device 140 configured to control the operation modes of the multi-mode RF sensor to induce the multi-mode RF sensor 100 to the operation of RF radar 130 at certain times through the antennas with the first aperture, and at other certain time moments through antennas 132.2, 134.2 with a second aperture.

EFFECT: simple design of the end product, simple circuit of interaction between components of the end product, provision of multimodality using a single RF radar.

13 cl, 3 dwg

Description

Область техникиTechnical field

[0001] Настоящее раскрытие относится к радиочастотным датчикам и, более конкретно, к радиочастотным датчикам, которые могут устанавливаться на подвижную платформу для обеспечения возможности одновременной реализации подвижной платформой по меньшей мере двух функций, например, функции навигации и функции обнаружения объектов, таких как, например, препятствия, люди и т.д.[0001] The present disclosure relates to radio frequency sensors and, more particularly, to radio frequency sensors that can be mounted on a mobile platform to enable the mobile platform to simultaneously implement at least two functions, for example, a navigation function and an object detection function, such as, for example , obstacles, people, etc.

Уровень техникиState of the art

[0002] В наши дни датчики широко используются для реализации навигации в различных подвижных платформах, таких как роботы, транспортные средства и тому подобное. Конкретным примером подвижной платформы является робот–уборщик. Разные датчики имеют разные ограничения, которые увеличивают вероятность потери ориентации в пространстве и усложняют конструкцию конечного изделия, а также схему взаимодействия между компонентами этого конечного изделия. Для решения этих технических проблем в данной заявке предложен единый многорежимный радиочастотный (РЧ) датчик, который может устанавливаться на подвижную платформу для обеспечения возможности одновременной реализации подвижной платформой по меньшей мере двух функций, например, функции навигации и функции обнаружения объектов.[0002] Today, sensors are widely used to implement navigation in various mobile platforms, such as robots, vehicles, and the like. A specific example of a moving platform is a robot cleaner. Different sensors have different restrictions that increase the likelihood of losing orientation in space and complicate the design of the final product, as well as the interaction scheme between the components of this final product. To solve these technical problems, this application proposes a single multi-mode radio frequency (RF) sensor that can be mounted on a mobile platform to enable the mobile platform to simultaneously implement at least two functions, for example, navigation functions and object detection functions.

[0003] Публикация заявки на патент США № US 2018/0098676 A1 (дата публикации: 12.04.2018) на имя Samsung Electronics Co. Ltd., озаглавленная «CLEANING ROBOT AND METHOD OF CONTROLLING THE SAME» раскрывает робота–уборщика и способ управления им, и более конкретно, робота–уборщика, стыкуемого со станцией на основе радиочастотного (РЧ) сигнала. В раскрытом в данной публикации роботе–уборщике, как и в настоящем раскрытии, содержится вращающаяся часть (антенна), которая выполнена с возможностью приема РЧ сигнала, передаваемого от станции. Затем, перемещением данного робота–уборщика можно управлять на основе индикаторного значения интенсивности принятого сигнала, извлекаемого из РЧ сигнала, к станции для стыковки. Тем не менее, решение по указанной публикации заявки на патент США не раскрывает использования вращающейся антенны для обеспечения возможности одновременной реализации вращающейся антенной, установленной на подвижной платформе, по меньшей мере двух функций, например, функции навигации и функции обнаружения объектов. Очевидно, что раскрытое в публикации США решение могло бы быть дополнено дополнительной антенной, но специалисту должно быть понятно, что такое дополнение неизбежно приведет к усложнению конструкции конечного изделия, а также к усложнению схемы взаимодействия между компонентами этого конечного изделия.[0003] US Patent Application Publication No. US 2018/0098676 A1 (Publication Date: 04/12/2018) addressed to Samsung Electronics Co. Ltd., entitled “CLEANING ROBOT AND METHOD OF CONTROLLING THE SAME”, discloses a cleaning robot and a method for controlling it, and more specifically, a cleaning robot connected to a station based on a radio frequency (RF) signal. The cleaning robot disclosed in this publication, as in the present disclosure, contains a rotating part (antenna), which is configured to receive an RF signal transmitted from the station. Then, the movement of this robot cleaner can be controlled based on the indicator value of the intensity of the received signal extracted from the RF signal to the docking station. However, the decision to cite the publication of a US patent application does not disclose the use of a rotating antenna to enable the simultaneous implementation of a rotating antenna mounted on a moving platform of at least two functions, for example, a navigation function and an object detection function. Obviously, the solution disclosed in the US publication could be supplemented with an additional antenna, but one should understand that such an addition will inevitably complicate the design of the final product, as well as complicate the interaction scheme between the components of this final product.

[0004] По мнению авторов настоящего изобретения ближайшим аналогом для многорежимного РЧ датчика, который предложен в настоящей заявке, является радарная система, раскрытая в патентном документе CN104316925 (A) (дата публикации: 28.01.2015) на имя WUHAN UNIVERSITY, озаглавленном «AZIMUTH SYNTHETIC APERTURE RADAR SYSTEM BASED ON ROTATABLE ANTENNAS». Указанная радарная система использует несколько отдельных и вращающихся антенн, но не раскрывает многорежимного РЧ датчика, как в настоящей заявке, который обладает единой антенной структурой и выполнен с возможностью одновременной реализации подвижной платформой, на которой он установлен, по меньшей мере двух функций, например, функции навигации и функции обнаружения объектов. В силу вышеупомянутого, специалисту должно быть понятно, что для технического решения из указанного патентного документа CN характерна усложненная конструкция конечного изделия, а также усложненная схема взаимодействия между компонентами этого конечного изделия. Кроме того, техническое решение из указанного патентного документа CN не поддерживает многорежимность в рамках единой антенной конструкции, т.е. это решение не приспособлено для обеспечения возможности одновременной реализации подвижной платформой по меньшей мере двух функций с помощью единой антенной конструкции.[0004] According to the authors of the present invention, the closest analogue for the multi-mode RF sensor proposed in this application is the radar system disclosed in patent document CN104316925 (A) (publication date: 01/28/2015) in the name of WUHAN UNIVERSITY, entitled "AZIMUTH SYNTHETIC APERTURE RADAR SYSTEM BASED ON ROTATABLE ANTENNAS . " The specified radar system uses several separate and rotating antennas, but does not disclose a multi-mode RF sensor, as in the present application, which has a single antenna structure and is configured to simultaneously implement a mobile platform on which it is installed at least two functions, for example, functions navigation and feature detection features. In view of the foregoing, one skilled in the art will appreciate that the technical solution from said CN patent document is characterized by a complicated design of the final product, as well as a complicated interaction scheme between the components of this final product. In addition, the technical solution from the said CN patent document does not support multi-mode within a single antenna design, i.e. this solution is not adapted to enable the simultaneous implementation by the moving platform of at least two functions using a single antenna design.

[0005] Многорежимный РЧ датчик, раскрытый в данной заявке, создавался для решения по меньшей мере некоторых вышеуказанных технических проблем в уровне техники. Таким образом, предложенный многорежимный РЧ датчик позволяет упростить конструкцию конечного изделия, упростить схему взаимодействия между компонентами этого конечного изделия, обеспечить многорежимность с помощью единого РЧ радара, содержащегося в предложенном многорежимном радиочастотном датчике. Другие благоприятные эффекты и преимущества, связанные с предложенным многорежимным РЧ датчиком и вышеуказанными техническими результатами настоящего изобретения, будут понятны специалистам в данной области после ознакомления с нижеследующим подробным описанием.[0005] The multi-mode RF sensor disclosed in this application was designed to solve at least some of the above technical problems in the prior art. Thus, the proposed multi-mode RF sensor allows to simplify the design of the final product, to simplify the interaction between the components of this final product, to provide multi-mode using a single RF radar contained in the proposed multi-mode radio frequency sensor. Other favorable effects and advantages associated with the proposed multi-mode RF sensor and the above technical results of the present invention will be clear to experts in this field after reading the following detailed description.

Сущность изобретения SUMMARY OF THE INVENTION

[0006] В первом аспекте настоящего изобретения предложен многорежимный радиочастотный (РЧ) датчик 100, устанавливаемый на подвижную платформу 200 для реализации подвижной платформой 200 одновременно по меньшей мере двух функций в пространстве 20. Данный многорежимный РЧ датчик 100 включает в себя: неподвижное основание 110, которое устанавливается на подвижную платформу 200, способную перемещаться в пространстве 20, и вращающуюся часть 120, которая установлена на неподвижном основании 110 и выполнена с возможность вращения относительно неподвижного основания 110 в горизонтальной плоскости. На вращающейся части 120 установлен РЧ радар 130, который включает в себя: по меньшей мере один передающий канал 132, включающий в себя одну или более передающих антенн 132.1 с первой апертурой и одну или более передающих антенн 132.2 со второй апертурой; по меньшей мере один приемный канал 134, включающий в себя одну или более приемных антенн 134.1 с первой апертурой и одну или более приемных антенн 134.2 со второй апертурой. Данный многорежимный РЧ датчик 100 также включает в себя устройство 140 контроля и обработки, выполненное с возможностью управления режимами работы многорежимного РЧ датчика 100, при этом управление включает в себя побуждение многорежимного РЧ датчика 100 к работе РЧ радара 130 в определенные моменты времени через антенны 132.1, 134.1 с первой апертурой, а в другие определенные моменты времени через антенны 132.2, 134.2 со второй апертурой. Данное устройство 140 контроля и обработки дополнительно выполнено с возможностью отправки данных, воспринимаемых РЧ радаром 130 на процессор (не проиллюстрирован на фигурах) подвижной платформы для обеспечения возможности управления подвижной платформой 200 на основе упомянутых данных с реализацией подвижной платформой 200 одновременно по меньшей мере двух функций, например, функций навигации и обнаружения объектов, в пространстве 20.[0006] In a first aspect of the present invention, there is provided a multimode radio frequency (RF) sensor 100 mounted on a movable platform 200 for simultaneously realizing the movable platform 200 at least two functions in space 20. This multimode RF sensor 100 includes: a fixed base 110, which is mounted on a movable platform 200, capable of moving in space 20, and a rotating part 120, which is mounted on a fixed base 110 and is configured to rotate relative to the fixed base 110 in a horizontal plane. An RF radar 130 is installed on the rotating part 120, which includes: at least one transmit channel 132, including one or more transmit antennas 132.1 with a first aperture and one or more transmit antennas 132.2 with a second aperture; at least one receiving channel 134, including one or more receiving antennas 134.1 with a first aperture and one or more receiving antennas 134.2 with a second aperture. This multi-mode RF sensor 100 also includes a monitoring and processing device 140 configured to control the operation modes of the multi-mode RF sensor 100, the control including causing the multi-mode RF sensor 100 to operate the RF radar 130 at specific times through antennas 132.1, 134.1 with the first aperture, and at other certain points in time through antennas 132.2, 134.2 with the second aperture. This monitoring and processing device 140 is further configured to send data received by the RF radar 130 to a processor (not illustrated in the figures) of the mobile platform to enable the mobile platform 200 to be controlled based on the data with the implementation of the mobile platform 200 at least two functions at the same time, for example, functions of navigation and detection of objects in space 20.

[0007] В многорежимном РЧ датчике 100 согласно первому аспекту управление режимами работы многорежимного РЧ датчика 100 включает в себя: переключение режима работы РЧ радара 130 на первый режим работы, включающий в себя излучение, в первой области наблюдения многорежимного РЧ датчика 100, множества РЧ сигналов посредством одной или более передающих антенн 132.1 с первой апертурой и прием первого множества отраженных РЧ сигналов посредством одной или более приемных антенн 134.1 с первой апертурой, переключение режима работы РЧ радара 130 на второй режим работы, включающий в себя излучение, во второй области наблюдения многорежимного РЧ датчика 100, множества РЧ сигналов посредством одной или более передающих антенн 132.2 со второй апертурой и прием второго множества отраженных РЧ сигналов посредством одной или более приемных антенн 134.2 со второй апертурой, получение синтезированной апертуры, охватывающей как первую область наблюдения, так и вторую область наблюдения многорежимного РЧ датчика 100, на основе первого множества отраженных РЧ сигналов для обеспечения возможности реализации подвижной платформой 200 первой функции, например, функции навигации, и обнаружение объектов во второй области наблюдения многорежимного РЧ датчика 100 на основе второго множества отраженных РЧ сигналов для обеспечения возможности реализации подвижной платформой 200 второй функции, например, функции обнаружения объектов.[0007] In the multi-mode RF sensor 100 according to the first aspect, controlling the operating modes of the multi-mode RF sensor 100 includes: switching the operating mode of the RF radar 130 to a first operating mode including radiation, in a first observation area of the multi-mode RF sensor 100, a plurality of RF signals by means of one or more transmitting antennas 132.1 with a first aperture and receiving a first plurality of reflected RF signals by one or more receiving antennas 134.1 with a first aperture, switching the operating mode of the RF radar 130 to a second operating mode including radiation in the second viewing area of the multi-mode RF a sensor 100, a plurality of RF signals through one or more transmitting antennas 132.2 with a second aperture and receiving a second set of reflected RF signals through one or more receiving antennas 134.2 with a second aperture, obtaining a synthesized aperture covering both the first observation area and the second multi-mode observation area RF a sensor 100, based on the first plurality of reflected RF signals to enable the mobile platform 200 to realize the first function, for example, a navigation function, and detecting objects in a second observation area of the multi-mode RF sensor 100 based on the second plurality of reflected RF signals to enable the mobile platform 200 to implement a second function, for example, an object detection function.

[0008] В многорежимном РЧ датчике 100, согласно первому аспекту, первая апертура больше второй апертуры и первая область наблюдения больше второй области наблюдения.[0008] In the multi-mode RF sensor 100, according to the first aspect, the first aperture is larger than the second aperture and the first viewing area is larger than the second viewing area.

[0009] В многорежимном РЧ датчике 100, согласно первому аспекту, первая область наблюдения и вторая область наблюдения многорежимного РЧ датчика 100 в совокупности охватывают 360–градусную область наблюдения вокруг подвижной платформы 200.[0009] In the multi-mode RF sensor 100, according to the first aspect, the first viewing area and the second viewing area of the multi-mode RF sensor 100 collectively encompasses a 360-degree viewing area around the movable platform 200.

[0010] В многорежимном РЧ датчике 100 согласно первому аспекту устройство 140 контроля и обработки дополнительно выполнено с возможностью определения положения вращающейся части 120 относительно неподвижного основания 110 и определения моментов времени работы РЧ радара 130 через антенны 132.1, 134.1 с первой апертурой и моментов времени работы РЧ радара 130 через антенны 132.2, 134.2 со второй апертурой.[0010] In the multi-mode RF sensor 100 according to the first aspect, the monitoring and processing device 140 is further configured to determine the position of the rotating part 120 relative to the stationary base 110 and to determine the operating times of the RF radar 130 through antennas 132.1, 134.1 with the first aperture and the RF operating times radar 130 through antennas 132.2, 134.2 with a second aperture.

[0011] В многорежимном РЧ датчике 100 согласно первому аспекту, моменты времени работы РЧ радара 130 через антенны 132.1, 134.1 с первой апертурой соответствуют первой области наблюдения, а моменты времени работы РЧ радара 130 через антенны 132.2, 134.2 со второй апертурой соответствуют второй области наблюдения.[0011] In the multi-mode RF sensor 100 according to the first aspect, the operating times of the RF radar 130 through the antennas 132.1, 134.1 with the first aperture correspond to the first viewing area, and the operating times of the RF radar 130 through the antennas 132.2, 134.2 with the second aperture correspond to the second viewing area .

[0012] Многорежимный РЧ датчик 100 согласно первому аспекту дополнительно включает в себя фотодиод 150 (см. фигуру 3), установленный на вращающей части 120 в предопределенном положении и обращенный на неподвижное основание 110, на которое нанесена структура, указывающая первую область наблюдения и вторую область наблюдения многорежимного РЧ датчика 100. Упомянутый фотодиод 150 выполнен с возможностью: обнаружения при вращении вращающейся части 120 особенности структуры, указывающей переход многорежимного РЧ датчика 100 из одной упомянутой области в другую, и выдачи сигнала на основе результата обнаружения, который используется для определения упомянутых моментов времени.[0012] The multi-mode RF sensor 100 according to the first aspect further includes a photodiode 150 (see FIG. 3) mounted on the rotating part 120 in a predetermined position and facing the fixed base 110, on which is applied a structure indicating the first viewing area and the second area observing a multi-mode RF sensor 100. Said photodiode 150 is configured to: detect, during rotation of the rotating part 120, a structural feature indicating the transition of the multi-mode RF sensor 100 from one said area to another, and outputting a signal based on a detection result that is used to determine the mentioned time instants. .

[0013] Многорежимный РЧ датчик 100 согласно первому аспекту дополнительно содержит шаговый электродвигатель 160 (см. фигуру 2), связанный с вращающейся частью 120 и откалиброванный на основе предопределенной первой области наблюдения и второй области наблюдения многорежимного РЧ датчика 100, при этом шаговый электродвигатель 160 выполнен с возможностью обнаружения перехода многорежимного РЧ датчика 100 из одной упомянутой области в другую, и выдачи сигнала на основе результата обнаружения, который используется для определения упомянутых моментов времени. [0013] The multi-mode RF sensor 100 according to the first aspect further comprises a stepper motor 160 (see FIG. 2) coupled to the rotating part 120 and calibrated based on a predetermined first viewing area and a second viewing area of the multi-mode RF sensor 100, wherein the stepping motor 160 is configured with the possibility of detecting the transition of the multi-mode RF sensor 100 from one of these areas to another, and issuing a signal based on the detection result, which is used to determine the mentioned time instants.

[0014] В многорежимном РЧ датчике 100, согласно первому аспекту, устройство 140 контроля и обработки интегрировано с РЧ радаром 130 как система на кристалле (СнК), система в корпусе (СвК), программируемая логическая интегральная схема (FPGA), интегральная схема специального назначения (ASIC).[0014] In the multi-mode RF sensor 100, according to the first aspect, the monitoring and processing device 140 is integrated with the RF radar 130 as a system on a chip (SoC), a system in a case (SVK), a programmable logic integrated circuit (FPGA), a special purpose integrated circuit (ASIC).

[0015] В многорежимном РЧ датчике 100 согласно первому аспекту получение синтезированной апертуры, охватывающей как первую область наблюдения, так и вторую область наблюдения многорежимного РЧ датчика 100, на основе первого множества отраженных РЧ сигналов содержит обработку первого множества отраженных РЧ сигналов с использованием Быстрого преобразования Фурье (БПФ).[0015] In the multi-mode RF sensor 100 according to the first aspect, obtaining a synthesized aperture covering both the first observation area and the second observation area of the multi-mode RF sensor 100, based on the first set of reflected RF signals, comprises processing the first set of reflected RF signals using the Fast Fourier transform (FFT).

[0016] В многорежимном РЧ датчике 100 согласно первому аспекту РЧ радар 130 включает в себя по меньшей мере один РЧ ключ 132.3 по меньшей мере одного передающего канала 132 и по меньшей мере один РЧ ключ 134.3 по меньшей мере одного приемного канала 134, при этом по меньшей мере один РЧ ключ 132.3 по меньшей мере одного передающего канала 132 выполнен с возможностью переключения между одной или более передающих антенн 132.1 с первой апертурой и одной или более передающих антенн 132.2 со второй апертурой на основании определенного момента времени переключения режима работы РЧ радара 130, и по меньшей мере один РЧ ключ 134.3 по меньшей мере одного приемного канала 134 выполнен с возможностью переключения между одной или более приемных антенн 134.1 с первой апертурой и одной или более приемных антенн 134.2 со второй апертурой на основании определенного момента времени переключения режима работы РЧ радара 130.[0016] In the multi-mode RF sensor 100 according to the first aspect, the RF radar 130 includes at least one RF key 132.3 of at least one transmit channel 132 and at least one RF key 134.3 of at least one receive channel 134, wherein at least one RF key 132.3 of at least one transmit channel 132 is configured to switch between one or more transmit antennas 132.1 with a first aperture and one or more transmit antennas 132.2 with a second aperture based on a specific timing of switching the operating mode of the RF radar 130, and at least one RF key 134.3 of at least one receiving channel 134 is configured to switch between one or more receiving antennas 134.1 with a first aperture and one or more receiving antennas 134.2 with a second aperture based on a specific timing of switching the operating mode of the RF radar 130.

[0017] Подвижной платформой 200, на которую устанавливается многорежимный РЧ датчик 100 согласно первому аспекту, является одно из робота–пылесоса, мультикоптера, транспортного средства, в котором многорежимный РЧ датчик является частью системы помощи водителю (ADAS), очищающего/увлажняющего воздух робота, робота контроля жизнедеятельности.[0017] The movable platform 200 on which the multi-mode RF sensor 100 according to the first aspect is mounted is one of a robot cleaner, a quadcopter, a vehicle in which the multi-mode RF sensor is part of a driver assistance system (ADAS) for cleaning / humidifying an air of a robot, life control robot.

[0018] Другие варианты осуществления, возможные объекты, аспекты, признаки и компоненты предложенного технического решения описаны ниже в подробном описании.[0018] Other embodiments, possible objects, aspects, features and components of the proposed technical solution are described below in the detailed description.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

[Фиг. 1] Фиг. 1 схематично иллюстрирует подвижную платформу 200 с установленным на ней многорежимным радиочастотным (РЧ) датчиком 100 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. [FIG. 1] FIG. 1 schematically illustrates a movable platform 200 with a multi-mode radio frequency (RF) sensor 100 mounted thereon in accordance with an embodiment of the present invention.

[Фиг. 2] Фиг. 2 схематично иллюстрирует многорежимный радиочастотный (РЧ) датчик 100 в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения. [FIG. 2] FIG. 2 schematically illustrates a multi-mode radio frequency (RF) sensor 100 in accordance with one embodiment of the present invention.

[Фиг. 3] Фиг. 3 схематично иллюстрирует многорежимный радиочастотный (РЧ) датчик 100 в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения. [FIG. 3] FIG. 3 schematically illustrates a multi-mode radio frequency (RF) sensor 100 in accordance with another embodiment of the present invention.

Подробное описание вариантов осуществления настоящего изобретенияDetailed Description of Embodiments of the Present Invention

[0019] Фиг. 1 схематично иллюстрирует подвижную платформу 200 с установленным на ней многорежимным радиочастотным (РЧ) датчиком 100 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Подвижной платформой 200 может быть, но без ограничения упомянутым, робот–пылесос, робот–уборщик, мультикоптер, транспортное средство, в котором многорежимный РЧ датчик 100 является частью системы помощи водителю (ADAS), очищающий/увлажняющий воздух робот, робот контроля жизнедеятельности. На фигуре 1 показано, что подвижная платформа 200 с установленным на ней многорежимным РЧ датчиком 100 перемещается по пространству 20. На фигуре 1 также показаны две возможные зоны 305, 310 излучения радара, соответственно, во второй области наблюдения и в первой области наблюдения. Несмотря на то, что на фигуре 1 одновременно показаны две зоны 305, 310 излучения, должно быть понятно, что РЧ радар 130 осуществляет излучение с этими зонами 305, 310 излучения поочередно. Другими словами, сначала РЧ радар 130 осуществляет излучение с зоной 310 излучения при вращении РЧ радара на всем протяжении первой области наблюдения РЧ радара 130, а затем, после переключения режима устройством 140 контроля и обработки на режим излучения во второй области наблюдения, РЧ радар 130 осуществляет излучение с зоной 305 излучения при вращении РЧ радара на всем протяжении второй области наблюдения РЧ радара 130. На фигуре 1 показано, что в первой области наблюдения обнаруживается объект – ножка стола, местоположение которой используется при реализации функции навигации подвижной платформы 200 и/или функции составления карты навигации, а во второй области наблюдения обнаруживается объект – кошка, т.е. потенциальное препятствие на пути перемещения подвижной платформы 200, местоположение которой используется при реализации функции обнаружения препятствий и/или функции управления перемещением подвижной платформы 200 для объезда препятствия. Как показано на фигуре данные объекты обнаруживаются разными типами излучения. Таким образом, многорежимный РЧ датчик 100 способен реализовывать многорежимность.[0019] FIG. 1 schematically illustrates a movable platform 200 with a multi-mode radio frequency (RF) sensor 100 mounted thereon in accordance with an embodiment of the present invention. The movable platform 200 may be, but not limited to, a robot cleaner, a robot cleaner, a quadcopter, a vehicle in which the multi-mode RF sensor 100 is part of the driver assistance system (ADAS), an air purifying / humidifying robot, and a life control robot. Figure 1 shows that a movable platform 200 with a multi-mode RF sensor 100 mounted on it moves through space 20. Figure 1 also shows two possible radar emission zones 305, 310, respectively, in the second observation region and in the first observation region. Despite the fact that figure 1 simultaneously shows two zones 305, 310 radiation, it should be clear that the RF radar 130 emits radiation with these zones 305, 310 radiation in turn. In other words, first, the RF radar 130 emits radiation with the emission zone 310 when the RF radar rotates throughout the first observation area of the RF radar 130, and then, after switching the mode by the monitoring and processing device 140 to the radiation mode in the second observation region, the RF radar 130 performs radiation with a radiation zone 305 during rotation of the RF radar throughout the second observation area of the RF radar 130. Figure 1 shows that in the first observation area an object is detected - the table leg, the location of which is used to implement the navigation function of the moving platform 200 and / or compilation function navigation maps, and in the second observation area an object is detected - a cat, i.e. potential obstacle to the movement of the movable platform 200, the location of which is used when implementing the function of detecting obstacles and / or the function of controlling the movement of the movable platform 200 to avoid an obstacle. As shown in the figure, these objects are detected by different types of radiation. Thus, the multi-mode RF sensor 100 is capable of realizing multi-mode.

[0020] Многорежимный радиочастотный (РЧ) датчик 100 может быть установлен на подвижную платформу 200 для реализации подвижной платформой 200 одновременно по меньшей мере двух функций. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения функциями являются функция навигации и функция обнаружения препятствия. В других вариантах осуществления настоящего изобретения реализуемые функции могут включать в себя функцию построения навигационной карты пространства 20, в котором находится подвижная платформа 200 с установленным на ней многорежимным радиочастотным (РЧ) датчиком 100, функцию обнаружения транспортных средств и/или пешеходов и/или дорожных препятствий, функцию контроля сердцебиения или дыхания живых организмов, таких как, например, люди и домашние питомцы, функцию обнаружения и/или распознавания движений живых организмов.[0020] A multi-mode radio frequency (RF) sensor 100 may be mounted on a movable platform 200 for realizing at least two functions simultaneously by the mobile platform 200. In a preferred embodiment of the present invention, the functions are a navigation function and an obstacle detection function. In other embodiments of the present invention, the implemented functions may include the function of constructing a navigation map of the space 20 in which the movable platform 200 with the multi-mode radio frequency (RF) sensor 100 mounted on it, the function of detecting vehicles and / or pedestrians and / or road obstacles , the function of controlling the heartbeat or respiration of living organisms, such as, for example, people and pets, the function of detecting and / or recognizing the movements of living organisms.

[0021] В предпочтительном варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 1, многорежимный радиочастотный РЧ датчик 100 содержит неподвижное основание 110, которое приспособлено для установки на подвижную платформу 200, способную перемещаться в пространстве 20. Как проиллюстрировано на фиг. 1, неподвижное основание 110 может быть установлено в передней части подвижной платформы 200. Однако, ограничивать настоящее изобретение таким положением установки не следует, поскольку неподвижное основание 110 может быть установлено в других частях подвижной платформы 200, например, в задней части, в боковой части, в центральной части верхней поверхности и так далее. Кроме того, неподвижное основание 110 может быть установлено не только на верхней поверхности подвижной платформы 200, но также и на нижней поверхности подвижной платформы 200 (т.е. в просвете между дном подвижной платформы 200 и поверхностью, по которой подвижная платформа 200 движется). [0021] In the preferred embodiment illustrated in FIG. 1, a multi-mode radio frequency RF sensor 100 comprises a fixed base 110 that is adapted to be mounted on a movable platform 200 capable of moving in space 20. As illustrated in FIG. 1, a fixed base 110 can be mounted in front of the movable platform 200. However, it is not necessary to limit the present invention to such an installation position, since the fixed base 110 can be mounted in other parts of the movable platform 200, for example, in the rear, in the side, in the central part of the upper surface and so on. In addition, the fixed base 110 can be mounted not only on the upper surface of the movable platform 200, but also on the lower surface of the movable platform 200 (i.e., in the gap between the bottom of the movable platform 200 and the surface on which the movable platform 200 moves).

[0022] Пространством 20 может быть любое окружение, в котором в настоящий момент находится подвижная платформа 200 с установленным на ней многорежимным радиочастотным (РЧ) датчиком 100, например, но без ограничения упомянутым, пространство любого помещения, дорожное пространство, воздушное пространство и так далее. Конкретное пространство будет определяться типом подвижной платформы 200, т.е. роботы–пылесосы и транспортные средства обычно перемещаются в пространствах разных типов.[0022] The space 20 may be any environment in which the movable platform 200 is currently located with a multi-mode radio frequency (RF) sensor 100 mounted thereon, for example, but not limited to, the space of any room, road space, air space, and so on . The specific space will be determined by the type of movable platform 200, i.e. robotic vacuum cleaners and vehicles usually move in spaces of different types.

[0023] Неподвижное основание 110 может иметь средства крепления к подвижной платформе любого типа. Неподвижное основание 110 может быть выполнено с возможностью поддержки с возможностью вращения вращающейся части 120, которая устанавливается любым способом на неподвижное основание 110 и выполнена с возможность вращения относительно неподвижного основания 110 в горизонтальной плоскости. Должно быть понятно, что в одном варианте осуществления многорежимный радиочастотный РЧ датчик 100 может не включать в себя неподвижное основание 110. Тогда вращающаяся часть 120 может быть непосредственно установлена на одной из поверхностей подвижной платформы 200 с возможностью кругового вращения.[0023] The fixed base 110 may have attachment means to any type of movable platform. The fixed base 110 may be rotatably supported by a rotating part 120, which is mounted in any way on the fixed base 110 and is configured to rotate relative to the fixed base 110 in a horizontal plane. It should be understood that in one embodiment, the multi-mode radio frequency RF sensor 100 may not include a fixed base 110. Then, the rotating part 120 may be directly mounted on one of the surfaces of the movable platform 200 with a circular rotation.

[0024] Вращающаяся часть 120 и неподвижное основание 110 могут иметь любые формы, которые обеспечивают возможность прикрепления вращающейся части 120 к неподвижному основанию 110 с возможностью вращения. Конкретные способы такого крепления известны из уровня техники. Одной конкретной формой вращающейся части может быть цилиндрическая форма. На вращающейся части 120 может быть установлен РЧ радар 130. Положение и способ установки РЧ радара 130 на вращающейся части 120 конкретным образом не ограничены при условии, что середина конусообразной зоны излучения РЧ радара 130 направлена по существу параллельно вектору движения подвижной платформы 200, т.е. РЧ радар 130 устанавливается на вращающейся части перпендикулярно вектору движения подвижной платформы 200. [0024] The rotating part 120 and the fixed base 110 may be of any shape that allows rotation of the rotating part 120 to the fixed base 110. Specific methods for such fastening are known in the art. One particular shape of the rotating part may be a cylindrical shape. An RF radar 130 may be mounted on the rotating part 120. The position and installation method of the RF radar 130 on the rotating part 120 is not specifically limited provided that the middle of the cone-shaped emission zone of the RF radar 130 is directed substantially parallel to the motion vector of the movable platform 200, i.e. . The RF radar 130 is mounted on the rotating part perpendicular to the motion vector of the movable platform 200.

[0025] В конкретном примере на фиг. 1 проиллюстрирована подвижная платформа 200, в данном примере робот–пылесос, с установленным на ней многорежимным РЧ датчиком 100. Проиллюстрированная подвижная платформа 200 перемещается по помещению и выполняет уборку. На фиг. 1 также проиллюстрированы две возможных зоны 305, 310 излучения в некоторой части первой области наблюдения РЧ радара 130. Зона 305 излучения в вертикальной плоскости (если смотреть на подвижную платформу 200 сбоку) является более широкой (в n раз шире), чем зона 310 излучения в вертикальной плоскости. В горизонтальной плоскости (если смотреть на подвижную платформу 200 сверху или снизу) зона 305 излучения и зона 310 излучения могут, но без ограничения упомянутым, иметь одинаковую ширину. Далее, при упоминании «более широкой/широкой» зоны излучения подразумевается излучение с большим углом раскрыва в вертикальной плоскости, но с меньшей дальностью, а при упоминании «более узкой/узкой» зоны излучения подразумевается излучение с меньшим углом раскрыва в вертикальной плоскости, но с большей дальностью. Подробная информация по формированию указанных зон 305, 310 излучения, по компонентам, которые такое формирование могут осуществлять, а также подробности по другим характеристикам используемого излучения будут описаны далее при более подробном рассмотрении структуры РЧ радара 130 и процесса переключения режимов работы многорежимного радиочастотного РЧ датчик 100. Должно быть понятно, что в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения РЧ радар 130 осуществляет излучение в первой области наблюдения с использованием более узкой зоны 310 излучения, а во второй области наблюдения переключается на использование более широкой зоны 305 излучения. Тем не менее, настоящее изобретение не следует ограничивать такими конкретными соответствиями между областями наблюдения и типами зон излучения, поскольку производитель многорежимного РЧ датчика 100 может, по мере необходимости, предварительно сконфигурировать другие соответствия между областями наблюдения и типами зон излучения. Кроме того, производитель многорежимного РЧ датчика 100 может дополнительно, по мере необходимости, увеличить количество областей наблюдения, увеличить количество типов зон излучения, а также скорректировать направление излучения РЧ радара 130 многорежимного РЧ датчика 100 так, чтобы скорректированное направление охватывало предопределенную находящуюся выше в вертикальной плоскости область или предопределенную находящуюся ниже в вертикальной плоскости область. [0025] In the specific example of FIG. 1, a movable platform 200 is illustrated, in this example a robot cleaner with a multi-mode RF sensor 100 mounted thereon. The illustrated movable platform 200 moves around the room and performs cleaning. In FIG. 1 also illustrates two possible emission zones 305, 310 in some part of the first observation area of the RF radar 130. The emission zone 305 in the vertical plane (when looking at the movable platform 200 from the side) is wider ( n times wider) than the emission zone 310 in vertical plane. In the horizontal plane (when looking at the movable platform 200 from above or from below), the radiation zone 305 and the radiation zone 310 can, but without being limited to, have the same width. Further, when referring to a “wider / wider” emission zone, radiation with a larger aperture in the vertical plane, but with a smaller range, is meant, and when referring to a “narrower / narrower” radiation zone, radiation with a smaller aperture in the vertical plane, but with longer range. Detailed information on the formation of these emission zones 305, 310, on the components that can form such a formation, as well as details on other characteristics of the radiation used, will be described below with a more detailed discussion of the structure of the RF radar 130 and the process of switching the operating modes of the multi-mode radio frequency RF sensor 100. It should be understood that in a preferred embodiment of the present invention, the RF radar 130 emits radiation in a first observation area using a narrower emission zone 310, and in the second observation region switches to using a wider radiation zone 305. However, the present invention should not be limited to such specific correspondences between the areas of observation and types of radiation zones, since the manufacturer of the multi-mode RF sensor 100 may, as necessary, preconfigure other correspondences between the areas of observation and types of radiation zones. In addition, the manufacturer of the multi-mode RF sensor 100 can additionally, as necessary, increase the number of observation areas, increase the number of types of radiation zones, and also adjust the radiation direction of the RF radar 130 of the multi-mode RF sensor 100 so that the corrected direction covers a predetermined higher vertical plane a region or a predetermined region below a vertical plane.

[0026] Фиг. 2 схематично иллюстрирует многорежимный радиочастотный (РЧ) датчик 100 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Подвижная платформа 200 на данной фиг. 2 не показана. Многорежимный РЧ датчик 100 главным образом включает в себя описанные выше со ссылкой на фиг. 1 неподвижное основание 110 и вращающуюся часть 120, а также РЧ радар 130, устройство 140 контроля и обработки, которые будут описаны далее.[0026] FIG. 2 schematically illustrates a multi-mode radio frequency (RF) sensor 100 in accordance with an embodiment of the present invention. The movable platform 200 in this FIG. 2 not shown. The multi-mode RF sensor 100 mainly includes those described above with reference to FIG. 1, the fixed base 110 and the rotating part 120, as well as the RF radar 130, the monitoring and processing device 140, which will be described later.

[0027] В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения РЧ радар 130 включает в себя один или более передающих каналов 132, каждый из которых включает в себя по меньшей мере одну передающую антенну 132.1 с первой апертурой и по меньшей мере одну передающую антенну 132.2 со второй апертурой. Кроме того, РЧ радар 130 включает в себя один или более приемных каналов 134, каждый из которых включает в себя по меньшей мере одну приемную антенну 134.1 с первой апертурой и по меньшей мере одну приемную антенну 134.2 со второй апертурой.[0027] In a preferred embodiment of the present invention, the RF radar 130 includes one or more transmit channels 132, each of which includes at least one transmit antenna 132.1 with a first aperture and at least one transmit antenna 132.2 with a second aperture. In addition, the RF radar 130 includes one or more receiving channels 134, each of which includes at least one receiving antenna 134.1 with a first aperture and at least one receiving antenna 134.2 with a second aperture.

[0028] Устройство 140 контроля и обработки выполнено с возможностью управления режимами работы РЧ радара 130 многорежимного РЧ датчика 100 для попеременного переключения режимов работы РЧ радара 130 многорежимного РЧ датчика 100, а также для побуждения электромотора (не показан на фиг. 2) или другого приводного механизма к вращению вращающейся части 120 во время работы РЧ радара 130 многорежимного РЧ датчика 100. Вращение может происходить по часовой стрелке или против часовой стрелки. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения управление режимами работы РЧ радара 130 многорежимного РЧ датчика 100 содержит побуждение РЧ радара 130 многорежимного РЧ датчика 100 к работе, в определенные моменты времени, через антенны 132.1, 134.1 с первой апертурой, а в другие определенные моменты времени через антенны 132.2, 134.2 со второй апертурой.[0028] The monitoring and processing device 140 is configured to control the operating modes of the RF radar 130 of the multi-mode RF sensor 100 to alternately switch the operating modes of the RF radar 130 of the multi-mode RF sensor 100, as well as to induce an electric motor (not shown in Fig. 2) or other drive mechanism to rotate the rotating part 120 during operation of the RF radar 130 of the multi-mode RF sensor 100. Rotation can occur clockwise or counterclockwise. In a preferred embodiment of the present invention, the control of the operating modes of the RF radar 130 of the multi-mode RF sensor 100 comprises prompting the RF radar 130 of the multi-mode RF sensor 100 to work, at certain times, through antennas 132.1, 134.1 with a first aperture, and at other certain times through antennas 132.2, 134.2 with a second aperture.

[0029] Устройство 140 контроля и обработки дополнительно выполнено с возможностью отправки данных, воспринимаемых РЧ радаром 130 на процессор подвижной платформы для обеспечения возможности управления подвижной платформой 200 на основе упомянутых данных с реализацией подвижной платформой 200 одновременно по меньшей мере двух функций, например, функций навигации и обнаружения объектов в пространстве 20.[0029] The monitoring and processing device 140 is further configured to send data received by the RF radar 130 to the processor of the mobile platform to enable control of the mobile platform 200 based on the data with the implementation of the mobile platform 200 simultaneously at least two functions, for example, navigation functions and detecting objects in space 20.

[0030] Упомянутое управление режимами работы РЧ радара 130 многорежимного РЧ датчика 100 содержит: (i) переключение режима работы РЧ радара 130 на первый режим работы, содержащий излучение, в первой области наблюдения многорежимного РЧ датчика 100, множества РЧ сигналов посредством одной или более передающих антенн 132.1 с первой апертурой и прием первого множества отраженных РЧ сигналов посредством одной или более приемных антенн 134.1 с первой апертурой; (ii) переключение режима работы РЧ радара 130 на второй режим работы, содержащий излучение, во второй области наблюдения многорежимного РЧ датчика 100, множества РЧ сигналов посредством одной или более передающих антенн 132.2 со второй апертурой и прием второго множества отраженных РЧ сигналов посредством одной или более приемных антенн 134.2 со второй апертурой; (iii) получение синтезированной апертуры, охватывающей как первую область наблюдения, так и вторую область наблюдения многорежимного РЧ датчика 100, на основе первого множества отраженных РЧ сигналов для обеспечения возможности реализации подвижной платформой 200 первой функции, например, функции навигации; и (iv) обнаружение объектов во второй области наблюдения многорежимного РЧ датчика 100 на основе второго множества отраженных РЧ сигналов для обеспечения возможности реализации подвижной платформой 200 второй функции, например функции обнаружения объектов.[0030] Said control of the operating modes of the RF radar 130 of the multi-mode RF sensor 100 comprises: (i) switching the operating mode of the RF radar 130 to a first operating mode comprising radiation, in a first observation area of the multi-mode RF sensor 100, of a plurality of RF signals by one or more transmitting antennas 132.1 with a first aperture and receiving a first plurality of reflected RF signals through one or more receiving antennas 134.1 with a first aperture; (ii) switching the operating mode of the RF radar 130 to a second operating mode containing radiation, in the second viewing area of the multi-mode RF sensor 100, a plurality of RF signals through one or more transmit antennas 132.2 with a second aperture, and receiving a second set of reflected RF signals through one or more receiving antennas 134.2 with a second aperture; (iii) obtaining a synthesized aperture covering both the first observation region and the second observation region of the multi-mode RF sensor 100, based on the first set of reflected RF signals to enable the mobile platform 200 to realize the first function, for example, a navigation function; and (iv) detecting objects in a second viewing area of the multi-mode RF sensor 100 based on the second plurality of reflected RF signals to enable the mobile platform 200 to realize a second function, such as an object detection function.

[0031] Далее приводятся подробности операции (i). Упомянутая первая апертура больше второй апертуры в n раз. Таким образом, передающая антенна 132.1 с первой апертурой выполнена с возможностью излучения множества РЧ сигналов с помощью сравнительно более узкой зоны 310 излучения, а приемная антенна 134.1 с первой апертурой выполнена с возможностью приема соответствующего первого множества отраженных РЧ сигналов. Поскольку антенна с первой апертурой обеспечивает более узкую зону 310 излучения, т.е. зону излучения с меньшим углом раскрыва и большей дальностью в сравнении с углом раскрыва и дальностью зоны 305 излучения, излучение в зоне 310 излучения пригодно для реализации навигации и/или построения карты навигации по пространству 20 в режиме реального времени. Излучение с зоной 310 излучения выполняют в первой области наблюдения многорежимного РЧ датчика 100, которую предварительно конфигурируют в той области наблюдения, которая не охвачена второй областью наблюдения, обращенной строго вперед по ходу движения подвижной платформы 200. В качестве примера, если угол второй области наблюдения в горизонтальной плоскости равен 60°, первую область наблюдения предварительно конфигурируют так, чтобы она охватывала оставшиеся 300° вокруг подвижной платформы 200. Указанные значения углов первой и второй областей наблюдения приведены лишь в качестве конкретного примера, а не ограничения. [0031] The following are details of operation (i). The first aperture mentioned is n times larger than the second aperture. Thus, a transmit antenna 132.1 with a first aperture is configured to emit a plurality of RF signals using a relatively narrower emission area 310, and a receive antenna 134.1 with a first aperture is configured to receive a corresponding first plurality of reflected RF signals. Since the antenna with the first aperture provides a narrower emission area 310, i.e. a radiation zone with a smaller aperture angle and a greater range in comparison with the aperture angle and the range of the radiation zone 305, the radiation in the radiation zone 310 is suitable for real-time navigation and / or construction of a navigation map of the space 20. Radiation with emission zone 310 is performed in the first observation region of the multi-mode RF sensor 100, which is preconfigured in that observation region which is not covered by the second observation region facing strictly forward in the direction of movement of the moving platform 200. As an example, if the angle of the second observation region is the horizontal plane is 60 °, the first observation region is pre-configured so that it covers the remaining 300 ° around the movable platform 200. The indicated angles of the first and second observation regions are given only as a specific example, and not limitation.

[0032] В случае обнаружения объекта в первой области наблюдения на основе первого множества отраженных РЧ сигналов, устройство 140 контроля и обработки дополнительно выполнено с возможностью отправки сигнала об объекте на обработку в процессор подвижной платформы 200 для того, чтобы учитывать этот объект при реализации навигации и/или построении карты навигации по пространству 20 в режиме реального времени или провести анализ первого множества отраженных РЧ сигналов для других целей.[0032] In the case of detecting an object in the first observation area based on the first set of reflected RF signals, the monitoring and processing device 140 is further configured to send a signal about the object for processing to the processor of the mobile platform 200 in order to take this object into account when implementing navigation and / or building a map of navigation through space 20 in real time or to analyze the first set of reflected RF signals for other purposes.

[0033] Далее приводятся подробности операции (ii). Упомянутая вторая апертура меньше первой апертуры в n раз. Таким образом, передающая антенна 132.2 со второй апертурой выполнена с возможностью излучения множества РЧ сигналов с помощью сравнительно более широкой зоны 305 излучения, а приемная антенна 134.2 со второй апертурой выполнена с возможностью приема соответствующего второго множества отраженных РЧ сигналов. Поскольку антенна со второй апертурой обеспечивает более широкую зону 305 излучения, т.е. зону излучения с большим углом раскрыва и меньшей дальностью в сравнении с углом раскрыва и дальностью зоны 310 излучения, излучение в зоне 305 излучения пригодно для реализации обнаружения относительно близких объектов, потенциальных препятствий, на пути движения подвижной платформы 200. Излучение с зоной 305 излучения выполняют во второй области наблюдения многорежимного РЧ датчика 100, обращенной строго вперед по ходу движения подвижной платформы 200 (в вышеупомянутом примере угол второй области наблюдения равен 60°).[0033] The following are details of operation (ii). The second aperture mentioned is n times smaller than the first aperture. Thus, a transmit antenna 132.2 with a second aperture is configured to emit a plurality of RF signals using a relatively wider radiation area 305, and a receive antenna 134.2 with a second aperture is configured to receive a corresponding second plurality of reflected RF signals. Since the antenna with the second aperture provides a wider radiation area 305, i.e. a radiation zone with a large aperture angle and a shorter range in comparison with the aperture angle and the range of the radiation zone 310, the radiation in the radiation zone 305 is suitable for detecting relatively close objects, potential obstacles in the movement path of the moving platform 200. The radiation with the radiation zone 305 is performed the second observation region of the multi-mode RF sensor 100, facing strictly forward in the direction of travel of the movable platform 200 (in the above example, the angle of the second observation region is 60 °).

[0034] Излучение в зоне 305 излучения во второй области наблюдения дополнительно может быть использовано для обнаружения сердцебиения или дыхания живых организмов, когда они встречаются на пути подвижной платформы 200. В случае обнаружения объекта во второй области наблюдения с помощью излучения в зоне 305 излучения на основе второго множества отраженных РЧ сигналов, устройство 140 контроля и обработки дополнительно выполнено с возможностью отправки сигнала об объекте на обработку в процессор подвижной платформы 200 для того, чтобы скорректировать путь подвижной платформы 200 или провести анализ второго множества отраженных РЧ сигналов на предмет наличия сердцебиения, дыхания и так далее. Корректировка маршрута может осуществляться на основе координат обнаруженного объекта и, необязательно, карты навигации, которая строится в режиме реального времени в вышеописанном первом режиме работы РЧ радара 130 многорежимного РЧ датчика 100. [0034] The radiation in the radiation zone 305 in the second observation region can additionally be used to detect the heartbeat or respiration of living organisms when they are encountered in the path of the moving platform 200. In the case of detecting an object in the second observation region using radiation in the radiation zone 305 based on the second set of reflected RF signals, the control and processing device 140 is further configured to send a signal about the object for processing to the processor of the mobile platform 200 in order to adjust the path of the mobile platform 200 or to analyze the second set of reflected RF signals for the presence of a heartbeat, respiration, and etc. Route adjustment can be based on the coordinates of the detected object and, optionally, a navigation map, which is built in real time in the above-described first mode of operation of the RF radar 130 of the multi-mode RF sensor 100.

[0035] Далее приводятся подробности операции (iii). Поскольку во второй области наблюдения (охватывающей 60° в вышеуказанном примере строго перед подвижной платформой 200 РЧ радар 130 работает во втором режиме работы, т.е. с использованием зоны 305 излучения, которая применяется не для реализации навигации, а для обнаружения объектов непосредственно на пути движения платформы, для учета этой второй области наблюдения для реализации навигации и/или построения карты навигации по пространству 20 в режиме реального времени, устройство 140 контроля и обработки выполнено с возможностью получения синтезированной апертуры, охватывающей как первую область наблюдения, так и эту вторую область наблюдения, РЧ радара 130 многорежимного РЧ датчика 100 на основе первого множества отраженных РЧ сигналов, полученного в первой области наблюдения, для обеспечения возможности реализации подвижной платформой 200 функции навигации с учетом всей 360–градусной области наблюдения вокруг подвижной платформы 200. Таким образом, первая область наблюдения и вторая область наблюдения РЧ радара 130 многорежимного РЧ датчика 100 в совокупности охватывают 360–градусную область наблюдения вокруг подвижной платформы 200.[0035] The following are details of operation (iii). Since in the second observation area (covering 60 ° in the above example, strictly in front of the moving platform 200, the RF radar 130 operates in the second mode of operation, i.e., using the radiation zone 305, which is used not to implement navigation, but to detect objects directly on the way the movement of the platform, to take into account this second observation area for realizing navigation and / or constructing a navigation map of the space 20 in real time, the control and processing device 140 is configured to produce a synthesized aperture covering both the first observation area and this second observation area The RF radar 130 of the multi-mode RF sensor 100 based on the first plurality of reflected RF signals received in the first observation area to enable the mobile platform 200 to realize a navigation function taking into account the entire 360-degree viewing area around the mobile platform 200. Thus, the first observation area and second the observation area of the RF radar 130 of the multi-mode RF sensor 100 together encompasses a 360-degree observation area around the movable platform 200.

[0036] В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения устройство 140 контроля и обработки выполнено с возможностью получения синтезированной апертуры, охватывающей как первую область наблюдения, так и вторую область наблюдения РЧ радара 130 многорежимного РЧ датчика 100 на основе первого множества отраженных РЧ сигналов. Ситнезирование аппертуры – методика обработки сигналов, позволяющая существенно повысить разрешающую способность и состоит в последовательном во времени приеме отраженных сигналов при различном положении фазового центра антенн и последующем суммировании данных отраженных сигналов, умноженных на фазовый сдвиг фазового центра антенн. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, синтезированная апертура может быть получена, применяя Быстрое преобразование Фурье (БПФ) к первому множеству отраженных РЧ сигналов. Для этого N отраженных РЧ сигналов первого множества отраженных РЧ сигналов или их часть (предполагается, что всего было выполнено N+M измерений в N+M моментов времени, где N – измерения в первой области наблюдения РЧ радара 130, М – измерения во второй области наблюдения РЧ радара 130) суммируются по формуле: [0036] In a preferred embodiment of the present invention, the monitoring and processing device 140 is configured to produce a synthesized aperture encompassing both the first viewing area and the second viewing area of the RF radar 130 of the multi-mode RF sensor 100 based on the first set of reflected RF signals. Aperture siting is a signal processing technique that can significantly increase the resolution and consists in receiving the reflected signals sequentially in time at different positions of the antenna phase center and then summing the reflected signal data multiplied by the phase shift of the antenna phase center. In a preferred embodiment of the present invention, a synthesized aperture can be obtained by applying Fast Fourier Transform (FFT) to the first set of reflected RF signals. For this, N reflected RF signals of the first set of reflected RF signals or part thereof (it is assumed that N + M measurements were taken at N + M points in total, where N are measurements in the first observation area of the RF radar 130, M are measurements in the second region observations of the RF radar 130) are summarized by the formula:

,

где

– комплекскное представление отраженного сигнала с информацией о фазе и амплитуде, принятого в определенный момент времени, R – расстояние от фазового центра антенн до центра вращения вращающейся части 120 относительно неподвижного основания 110,

– угол образованный фазовым центром антенн в момент приема отраженного сигнала, центром вращения вращающейся части 120 и некоторым фиксированным заранее определенным «нулевым» направлением, например одна из границ перехода между первой и второй областью наблюдения,

– длина волны несущей отраженных сигналов,

– угол образованный направлением наблюдения в первой или второй областях наблюдения и заранее определенным «нулевым» направлением. Для осуществления кругового обзора значение

выбирается из диапазона от 0 до 360 градусов с шагом, который необходим для получения однозначной картины. В предпочтительном варианте осуществления этот шаг равен 1/4 разрешения системы, которое пропорционально

.

позволяет получить информацию об отраженном сигнале в направлении

как в первой, так и во второй области наблюдения (т.е. синтезировать отраженный сигнал для той области наблюдения, в которой непосредственного измерения не проводилось).Where

- a comprehensive representation of the reflected signal with information about the phase and amplitude received at a certain point in time, R is the distance from the phase center of the antennas to the center of rotation of the rotating part 120 relative to the fixed base 110,

- the angle formed by the phase center of the antennas at the time of receiving the reflected signal, the rotation center of the rotating part 120 and some fixed predetermined "zero" direction, for example, one of the transition boundaries between the first and second observation area,

- wavelength of the carrier of the reflected signals,

- the angle formed by the direction of observation in the first or second areas of observation and a predetermined "zero" direction. For a round-robin view, the value

is selected from a range from 0 to 360 degrees in increments that are necessary to obtain a unique picture. In a preferred embodiment, this step is 1/4 of the resolution of the system, which is proportional

.

allows you to get information about the reflected signal in the direction

both in the first and in the second observation region (i.e., to synthesize the reflected signal for that observation region in which direct measurement was not performed).

[0037] Далее приводятся подробности операции (iv). Устройство 140 контроля и обработки дополнительно выполнено с возможностью обнаружения объектов во второй области наблюдения многорежимного РЧ датчика 100 на основе второго множества отраженных РЧ сигналов для обеспечения возможности реализации подвижной платформой 200 второй функции, например, функции обнаружения объектов. Обнаружение объектов в данном случае может осуществлять следующим образом: Когда устройством 140 контроля и обработки определяется, что РЧ радар 130 многорежимного РЧ датчика 100 находится во второй области наблюдения, устройство 140 контроля и обработки побуждает передающую антенну 132.2 со второй апертурой излучить РЧ сигнал в зоне 310 излучения. В этом примере один РЧ сигнал используется для упрощения описания, в фактической реализации множество РЧ сигналов излучается в разных положениях (обеспечиваемых постепенным перемещением РЧ радара 130 на вращающейся части 120) в пределах области наблюдения для того, чтобы охватить всю упомянутую (первую, вторую или другую предварительно сконфигурированную область наблюдения). В случае присутствия какого–либо объекта, потенциального препятствия, во второй области наблюдения, излученный РЧ сигнал отражается и принимается приемной антенной 134.2 со второй апертурой и соответственно приемным каналом многорежимного РЧ датчика 100. В случае М измерений, устройство 140 контроля и обработки формирует второе множество отраженных РЧ сигналов в порядке их приема. Затем, данное второе множество отраженных РЧ сигналов может быть оцифровано так, что каждый оцифрованный сигнал из упомянутого второго множества представляет собой последовательность отсчетов. Уровень сигнала в каждом отсчете сравнивается с некоторым, заранее или программно–заданным пороговым значением. Если в результате сравнения во втором множестве отраженных РЧ сигналов имеется по меньшей мере один сигнал, уровень которого превышает упомянутое пороговое значение– устройство 140 контроля и обработки выдает сигнал о наличии препятствия, который может использоваться для корректировки маршрута движения подвижной платформы 200 или остановки. Алгоритм обнаружения объектов может быть дополнительно применен аналогичным образом для обнаружения транспортных средств и/или пешеходов и/или дорожных препятствий при реализации функции обнаружения транспортных средств и/или пешеходов и/или дорожных препятствий, когда подвижной платформой 200 является транспортное средство.[0037] The following are details of operation (iv). The monitoring and processing device 140 is further configured to detect objects in a second observation area of the multi-mode RF sensor 100 based on the second plurality of reflected RF signals to enable the mobile platform 200 to realize a second function, for example, an object detection function. Object detection in this case can be performed as follows: When the monitoring and processing device 140 determines that the RF radar 130 of the multi-mode RF sensor 100 is in the second observation area, the monitoring and processing device 140 causes the transmitting antenna 132.2 with a second aperture to emit an RF signal in the area 310 radiation. In this example, one RF signal is used to simplify the description, in the actual implementation, many RF signals are emitted at different positions (provided by the gradual movement of the RF radar 130 on the rotating part 120) within the observation area in order to cover all of the above (first, second or other pre-configured observation area). In the presence of an object, a potential obstacle, in the second observation area, the radiated RF signal is reflected and received by the receiving antenna 134.2 with the second aperture and, accordingly, the receiving channel of the multi-mode RF sensor 100. In the case of M measurements, the monitoring and processing device 140 forms a second set reflected RF signals in the order they are received. Then, this second plurality of reflected RF signals can be digitized so that each digitized signal from said second plurality is a sequence of samples. The signal level in each sample is compared with a certain, predetermined or software-defined threshold value. If as a result of the comparison in the second set of reflected RF signals there is at least one signal the level of which exceeds the threshold value, the monitoring and processing device 140 provides an obstacle signal that can be used to adjust the travel route of the moving platform 200 or to stop. The object detection algorithm can be further applied in a similar way to detect vehicles and / or pedestrians and / or road obstacles when implementing the function of detecting vehicles and / or pedestrians and / or road obstacles when the movable platform 200 is a vehicle.

[0038] Построение карты навигации может быть осуществлено следующим образом: РЧ радар 130 совершает один оборот вокруг оси вращения, собирая N+M отраженных сигналов и передавая их устройству 140 контроля и обработки. За время, что РЧ радар 130 совершает следующий оборот, устройство 140 контроля и обработки осуществляет синтезирование аппертуры согласно описанию в абзаце [036] данной заявки и формирует синтезированные оцифрованные сигналы по каждому направлению в первой и второй области наблюдения с заранее определнным шагом. Синтезированные оцифрованные сигналы представляют собой последовательность отсчетов в каждом направлении наблюдения. Уровень сигнала в каждом отсчете сравнивается с некоторым, заранее или программно–заданным пороговым значением. Если в результате сравнения в множестве синтезированных оцифрованных сигналов имеется сигнал, уровень которого превышает упомянутое пороговое значение– устройство 140 контроля и обработки выдает сигнал о наличии препятствия в данном направлении, при этом номер в полседовательности отсчета соответствует дальности расположения препятствия, который может использоваться для корректировки маршрута движения подвижной платформы 200 или остановки. Устройство 140 контроля и обработки определяет наличие препятствий и расстояние до них в каждом из направлений наблюдения и передает их на процессор. Процессор (процессор подвижной платформы 200 или любой другой процессор, интегрированный с многорежимным РЧ датчиком 100) может быть выполнен с возможностью построения карты расположения препятствии относительно подвижной платформы 200. Затем данная операция может быть повторена после следующего оборота РЧ радара 130 вокруг своей оси. [0038] The construction of a navigation map can be carried out as follows: The RF radar 130 makes one revolution around the axis of rotation, collecting N + M reflected signals and transmitting them to the monitoring and processing device 140. During the time that the RF radar 130 makes the next revolution, the control and processing device 140 synthesizes the aperture as described in paragraph [036] of this application and generates synthesized digitized signals in each direction in the first and second observation areas with a predetermined step. The synthesized digitized signals are a sequence of samples in each direction of observation. The signal level in each sample is compared with a certain, predetermined or software-defined threshold value. If, as a result of comparison, the set of synthesized digitized signals contains a signal the level of which exceeds the threshold value, the monitoring and processing device 140 gives a signal that there is an obstacle in this direction, while the number in the sampling sequence corresponds to the distance of the location of the obstacle, which can be used to correct the route movement of the movable platform 200 or stop. The device 140 control and processing determines the presence of obstacles and the distance to them in each of the directions of observation and passes them to the processor. The processor (the processor of the mobile platform 200 or any other processor integrated with the multi-mode RF sensor 100) can be configured to map the location of the obstacle relative to the mobile platform 200. Then this operation can be repeated after the next turn of the RF radar 130 around its axis.

[0039] РЧ радар 130 дополнительно может быть выполнен с возможностью обнаружения сердцебиения и/или дыхания. Так как чатсота дыхания и сердцебиения колеблется от 0,2 до 2 Гц, то радар должен вращаться со скростью порядка 10 оборотов в секунду (в предпочтительном варианте осуществления – чем чаще, тем лучше) и делать по меньшей мере 5 измерений (в предпочтительном варианте осуществления – чем больше, тем лучше) во второй области наблюдения. В этом случае за 1 секунду РЧ радар 130 будет получать порядка 50 измерений. Так как 50>>2, то возможно сделать преобразование Фурье и выделить несущую частоту соответсвтующую частоте дыхания человека или его сердцебеению.[0039] The RF radar 130 may further be configured to detect heartbeat and / or breathing. Since the respiration and heartbeat frequency ranges from 0.2 to 2 Hz, the radar should rotate at a speed of about 10 revolutions per second (in the preferred embodiment, the more often the better) and take at least 5 measurements (in the preferred embodiment - the more, the better) in the second observation area. In this case, in 1 second the RF radar 130 will receive about 50 measurements. Since 50 >> 2, it is possible to make the Fourier transform and select the carrier frequency corresponding to the respiratory rate of a person or his heartbeat.

[0040] РЧ радар 130 дополнительно может быть выполнен с возможностью обнаружения движений живых организмов за счет обнаружения микро–Допплеровского сдвига частоты в отраженных сигналах посредством усреднения измерений полученных в соответствии с приведенным выше описанием в абзаце [0039]. [0040] The RF radar 130 may further be configured to detect the movements of living organisms by detecting a micro-Doppler frequency shift in the reflected signals by averaging the measurements obtained in accordance with the above description in paragraph [0039].

[0041] Кроме того, специалисту в данной области техники будет быть понятно, что частота вращения вращающейся части 120 подбирается таким образом, чтобы расстояние, на которое переместится подвижная платформа 200, было сравнимо с расстоянием, которое преодолевает подвижная платформа 200 с момента выдачи сигнала управления перемещением, например, сигнала команды на остановку, до самой остановки. Например, если роботу–пылесосу требуется 5 см на остановку при скорости 30см/сек, значит скорость вращения должна быть более чем 6 оборотов в секунду, но обычно не более 30 оборотов в секунду. Частота замеров N РЧ радара 130 за время одного периода должна быть больше 6πR/

во избежание возникновения ложных целей. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения выбирается частота равная одному замеру на градус поворота вращающейся части 120.[0041] In addition, one skilled in the art will understand that the rotational speed of the rotating part 120 is selected so that the distance that the movable platform 200 moves is comparable to the distance that the movable platform 200 travels from the moment the control signal is issued by moving, for example, a stop command signal to the stop itself. For example, if a robot vacuum cleaner needs 5 cm to stop at a speed of 30 cm / sec, then the rotation speed should be more than 6 revolutions per second, but usually not more than 30 revolutions per second. The frequency of measurements of N RF radar 130 during one period should be more than 6πR /

to avoid false targets. In a preferred embodiment of the present invention, a frequency equal to one measurement per degree of rotation of the rotating part 120 is selected.

[0042] Используемые в данном описании термины «первый» и «второй» не предполагаются для указания предпочтительной очередности выполнения определяемых такими терминами действий, а также не предполагаются для указания какого–либо приоритета между элементами, которые они определяют. Предполагается, что термины «первый» и «второй» используются лишь для проведения различия между определяемыми ими действиями или элементами в целях упрощения описания. Аналогичное замечание актуально и для позиционных обозначений, используемых в материалах данной заявки. [0042] As used herein, the terms “first” and “second” are not intended to indicate a preferred sequence of actions defined by such terms, nor are they intended to indicate any priority between the elements that they define. It is assumed that the terms "first" and "second" are used only to distinguish between the actions or elements they define in order to simplify the description. A similar remark is relevant for the reference signs used in the materials of this application.

[0043] В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения устройство 140 контроля и обработки дополнительно выполнено с возможностью определения положения вращающейся части 120 относительно неподвижного основания 110 и определения моментов времени работы РЧ радара 130 через антенны 132.1, 134.1 с первой апертурой и моментов времени работы РЧ радара 130 через антенны 132.2, 134.2 со второй апертурой. Другими словами, устройство 140 контроля и обработки выполнено с возможностью определения, находится ли вращающийся на вращающейся части 120 РЧ радар 130 многорежимного РЧ датчика 100 в первой области наблюдения или второй области наблюдения. [0043] In a preferred embodiment of the present invention, the monitoring and processing device 140 is further configured to determine the position of the rotating part 120 relative to the stationary base 110 and to determine the operating times of the RF radar 130 through antennas 132.1, 134.1 with the first aperture and the operating times of the RF radar 130 through antennas 132.2, 134.2 with a second aperture. In other words, the monitoring and processing device 140 is configured to determine whether the multi-mode RF sensor 100 rotating on the rotating part 120 of the RF radar 130 is in the first observation region or the second observation region.

[0044] В одном варианте осуществления упомянутого определения положения посредством устройства 140 контроля и обработки, многорежимный РЧ датчик 100 дополнительно содержит фотодиод 150, установленный на вращающей части 120 в предопределенном положении. Фотодиод 150 устанавливается так, чтобы быть обращенным на поверхность неподвижного основания 110 или поверхность подвижной платформы 200, на которую нанесена структура (пример наносимой структуры для множества разных областей наблюдения проиллюстрирован на фигуре 3), указывающая первую область наблюдения и вторую область наблюдения многорежимного РЧ датчика 100. Упомянутой структурой может быть круговая область, в которой, например, первой области наблюдения соответствует матовая поверхность одного цвета, а второй области наблюдения соответствует глянцевая поверхность другого цвета. Таким образом, при вращении вращающейся части 120 фотодиод 150 выполнен с возможностью обнаружения особенности (глянцевая или матовая, например) структуры, указывающей нахождение РЧ радара 130 многорежимного РЧ датчика 100 в одной из упомянутых областей или переход РЧ радара 130 многорежимного РЧ датчика 100 из одной области в другую. Таким образом, фотодиод 150 выполнен с возможностью выдачи сигнала, на основе результата обнаружения, который указывает, в какой области наблюдения в данный момент находится РЧ радар 130 многорежимного РЧ датчика 100, и может быть использован для определения упомянутых моментов времени переключения режимов работы РЧ радар 130 многорежимного РЧ датчика 100.[0044] In one embodiment of said position determination by means of the monitoring and processing device 140, the multi-mode RF sensor 100 further comprises a photodiode 150 mounted on the rotating part 120 in a predetermined position. The photodiode 150 is mounted so as to face the surface of the stationary base 110 or the surface of the movable platform 200, on which the structure is applied (an example of the applied structure for many different viewing areas is illustrated in figure 3), indicating the first viewing area and the second viewing area of the multi-mode RF sensor 100 The mentioned structure may be a circular region in which, for example, a matte surface of one color corresponds to a first observation region and a glossy surface of another color corresponds to a second observation region. Thus, when the rotating part 120 rotates, the photodiode 150 is configured to detect a feature (glossy or matte, for example) of a structure indicating that the RF radar 130 of the multimode RF sensor 100 is in one of the regions or the transition of the RF radar 130 of the multimode RF sensor 100 from one region to another. Thus, the photodiode 150 is configured to provide a signal based on the detection result, which indicates in which area of observation the RF radar 130 of the multi-mode RF sensor 100 is currently located, and can be used to determine the mentioned timing of switching the operating modes of the RF radar 130 multimode RF sensor 100.

[0045] В другом варианте осуществления упомянутого определения положения посредством устройства 140 контроля и обработки, многорежимный РЧ датчик 100 дополнительно содержит шаговый электродвигатель 160, связанный с вращающейся частью 120 и откалиброванный на основе предопределенной первой области наблюдения и второй области наблюдения РЧ радара 130 многорежимного РЧ датчика 100. При этом шаговый электродвигатель 160 выполнен с возможностью обнаружения перехода РЧ радара 130 многорежимного РЧ датчика 100 из одной упомянутой области в другую или нахождения РЧ радара 130 многорежимного РЧ датчика 100 в определенной одной области наблюдения, и выдачи сигнала на основе результата обнаружения, который используется для определения упомянутых моментов времени или текущей области наблюдения.[0045] In another embodiment of said position determination by the monitoring and processing apparatus 140, the multi-mode RF sensor 100 further comprises a stepper motor 160 coupled to the rotating part 120 and calibrated based on a predetermined first viewing area and a second viewing area of the RF radar 130 of the multi-mode RF sensor 100. In this case, the stepping motor 160 is configured to detect the transition of the RF radar 130 of the multi-mode RF sensor 100 from one of the above-mentioned areas to another, or to locate the RF radar 130 of the multi-mode RF sensor 100 in a certain one observation area, and outputting a signal based on the detection result that is used to determine the mentioned points in time or current observation area.

[0046] В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения устройство 140 контроля и обработки многорежимного РЧ датчика 100 интегрируется с РЧ радаром 130 как система на кристалле (СнК), система в корпусе (СвК), программируемая логическая интегральная схема (FPGA), интегральная схема специального назначения (ASIC). Данная особенность настоящего изобретения не иллюстрируется на фигурах.[0046] In a preferred embodiment of the present invention, the multi-mode RF sensor monitoring and processing device 140 integrates with the RF radar 130 as a chip-on-chip (SoC) system, a case-by-case (CRS) system, programmable logic integrated circuit (FPGA), special purpose integrated circuit (ASIC). This feature of the present invention is not illustrated in the figures.

[0047] Для переключения режима работы РЧ радара 130 многорежимного РЧ датчика 100 может быть использован РЧ ключ. В варианте осуществления настоящего изобретения РЧ радар 130 содержит по меньшей мере один РЧ ключ 132.3 по меньшей мере одного передающего канала 132 и по меньшей мере один РЧ ключ 134.3 по меньшей мере одного приемного канала 134. Упомянутый по меньшей мере один РЧ ключ 132.3 по меньшей мере одного передающего канала 132 выполнен с возможностью переключения между одной или более передающих антенн 132.1 с первой апертурой и одной или более передающих антенн 132.2 со второй апертурой на основании определенного момента времени переключения режима работы РЧ радара 130 или определенного положения РЧ радара 130, т.е. находится ли в настоящий момент РЧ радар 130 в первой области наблюдения или второй области наблюдения. Упомянутый по меньшей мере один РЧ ключ 134.3 по меньшей мере одного приемного канала 134 выполнен с возможностью переключения между одной или более приемных антенн 134.1 с первой апертурой и одной или более приемных антенн 134.2 со второй апертурой на основании определенного момента времени переключения режима работы РЧ радара 130 или определенного положения РЧ радара 130, т.е. находится ли в настоящий момент РЧ радар 130 в первой области наблюдения или второй области наблюдения.[0047] An RF key may be used to switch the operating mode of the RF radar 130 of the multi-mode RF sensor 100. In an embodiment of the present invention, the RF radar 130 comprises at least one RF key 132.3 of at least one transmit channel 132 and at least one RF key 134.3 of at least one receive channel 134. Said at least one RF key 132.3 of at least one transmitting channel 132 is configured to switch between one or more transmitting antennas 132.1 with a first aperture and one or more transmitting antennas 132.2 with a second aperture based on a specific timing of the switching of the operation of the RF radar 130 or a specific position of the RF radar 130, i.e. whether the RF radar 130 is currently in the first observation region or the second observation region. Said at least one RF key 134.3 of at least one receiving channel 134 is configured to switch between one or more receiving antennas 134.1 with a first aperture and one or more receiving antennas 134.2 with a second aperture based on a specific timing of switching the operating mode of the RF radar 130 or a specific position of the RF radar 130, i.e. whether the RF radar 130 is currently in the first observation region or the second observation region.

[0048] В альтернативных вариантах осуществления настоящего изобретения, использующих принципы синтезируемой апертуры, можно задать большее число областей определения и, соответственно, выполнять переключение между большим числом режимов работы РЧ радара 130 многорежимного РЧ датчика 100. Кроме того, должно быть понятно, что на основании настоящего раскрытия также может быть обеспечен способ управления подвижной платформой с помощью раскрытого многорежимного РЧ датчика или сам способ работы многорежимного РЧ датчика. В таких вариантах осуществления операции выполняемые различными заявленными аппаратными компонентами могут реализовываться как соответствующие этапы указанных способов. В другом варианте осуществления может быть обеспечен считываемый компьютером носитель, хранящий исполняемые компьютером инструкции для реализации вышеуказанных этапов посредством вычислительного средства, например, процессора.[0048] In alternative embodiments of the present invention using synthesized aperture principles, a larger number of detection areas can be defined and, accordingly, switching between a large number of operating modes of the RF radar 130 of the multi-mode RF sensor 100. In addition, it should be understood that based on of the present disclosure, a method for controlling a mobile platform using the disclosed multi-mode RF sensor or the method of operation of a multi-mode RF sensor may also be provided. In such embodiments, the operations performed by the various claimed hardware components may be implemented as the respective steps of said methods. In another embodiment, a computer-readable medium may be provided storing computer-executable instructions for implementing the above steps by computing means, for example, a processor.

[0049] После ознакомления с данным описанием специалисту будут понятны другие варианты осуществления настоящего изобретения, модификации, эквивалентные признаки и особенности. Предполагается, что все такие другие варианты осуществления настоящего изобретения, модификации, эквивалентные признаки и особенности охватываются нижеприведенной формулой изобретения. [0049] After reading this description, the specialist will understand other embodiments of the present invention, modifications, equivalent features and features. It is assumed that all such other embodiments of the present invention, modifications, equivalent features and features are covered by the following claims.

[0050] Перечень ссылочных позиций[0050] the List of reference positions

100 – Многорежимный радиочастотный (РЧ) датчик100 - Multimode Radio Frequency (RF) Sensor

200 – Подвижная платформа200 - Mobile platform

110 – Неподвижное основание110 - Fixed base

120 – Вращающаяся часть120 - Rotating part

130 – РЧ радар 130 - RF radar

140 – Устройство контроля и обработки140 - Control and processing device

305 – Более широкая зона излучения305 - Wider radiation area

310 – Более узкая зона излучения310 - Narrower emission area

132 – Передающий канал132 - Transmit Channel

132.1 – Передающая антенна с первой апертурой132.1 - Transmitting antenna with a first aperture

132.2 – Передающая антенна со второй апертурой132.2 - Transmitting antenna with a second aperture

132.3 – РЧ ключ передающего канала132.3 - RF key transmit channel

134 – Приемный канал134 - Receive channel

134.1 – Приемная антенна с первой апертурой134.1 - Receiving antenna with a first aperture

134.2 – Приемная антенна со второй апертурой134.2 - Receiving antenna with a second aperture

134.3 – РЧ ключ приемного канала134.3 - RF key receiving channel

160 – Шаговый электродвигатель160 - Stepper motor

150 – Фотодиод150 - Photodiode

Claims

1. A multi-mode radio frequency (RF) sensor (100) mounted on a movable platform (200) for implementing the mobile platform (200) simultaneously at least two functions in space (20), and the multi-mode RF sensor (100) contains:

a fixed base (110), which is mounted on a movable platform (200), capable of moving in space (20);

a rotating part (120), which is mounted on a fixed base (110) and configured to rotate relative to the fixed base (110) in a horizontal plane,

and on the rotating part (120) installed RF radar (130), which contains:

at least one transmitting channel (132) including one or more transmitting antennas (132.1) with a first aperture and one or more transmitting antennas (132.2) with a second aperture;

at least one receiving channel (134) including one or more receiving antennas (134.1) with a first aperture and one or more receiving antennas (134.2) with a second aperture;

a control and processing device (140) configured to control the operating modes of the multi-mode RF sensor (100), the control comprising causing the multi-mode RF sensor (100) to operate the RF radar (130) at specific times through antennas (132.1, 134.1) with the first aperture, and at other certain points in time through antennas (132.2, 134.2) with the second aperture;

wherein the monitoring and processing device (140) is further configured to send data received by the RF radar (130) to the processor of the mobile platform in order to be able to control the mobile platform (200) based on the data with the implementation of the mobile platform (200) at least simultaneously two functions in space (20).

2. The multi-mode RF sensor (100) according to claim 1, wherein said control of the operating modes of the multi-mode RF sensor (100) comprises:

switching the operating mode of the RF radar (130) to the first operating mode containing radiation in the first observation area of the multi-mode RF sensor (100), a plurality of RF signals through one or more transmitting antennas (132.1) with a first aperture and receiving the first set of reflected RF signals by one or more receiving antennas (134.1) with a first aperture;

switching the operating mode of the RF radar (130) to a second operating mode containing radiation in the second observation area of the multi-mode RF sensor (100), a plurality of RF signals via one or more transmitting antennas (132.2) with a second aperture, and receiving a second set of reflected RF signals by one or more receiving antennas (134.2) with a second aperture;

obtaining a synthesized aperture covering both the first observation region and the second observation region of the multi-mode RF sensor (100), based on the first set of reflected RF signals to enable the mobile platform (200) to realize the first function; and

object detection in the second observation region of the multi-mode RF sensor (100) based on the second set of reflected RF signals to enable the mobile platform (200) to realize the second function.

3. The multi-mode RF sensor (100) according to claim 1 or 2, wherein the first aperture is larger than the second aperture and the first observation area is larger than the second viewing area.

4. The multimode RF sensor (100) according to claim 1 or 2, wherein the first observation region and the second observation region of the multimode RF sensor (100) together cover a 360-degree observation region around the moving platform (200).

5. The multi-mode RF sensor (100) according to claim 1 or 2, in which the control and processing device (140) is further configured to determine the position of the rotating part (120) relative to the fixed base (110) and determine the operating times of the RF radar (130) ) through antennas (132.1, 134.1) with the first aperture and the operating times of the RF radar (130) through antennas (132.2, 134.2) with the second aperture.

6. The multi-mode RF sensor (100) according to claim 5, further comprising a photodiode (150) mounted on the rotating part (120) in a predetermined position and facing the fixed base (110), on which is applied a structure indicating the first observation area and the second the observation area of the multi-mode RF sensor (100), and the photodiode (150) is configured to:

detecting during rotation of the rotating part (120) a structural feature indicative of the transition of the multi-mode RF sensor (100) from one region to another; and

issuing a signal based on the detection result, which is used to determine the points in time.

7. A multi-mode RF sensor (100) according to claim 5, further comprising a stepper motor (160) connected to the rotating part (120) and calibrated based on a predetermined first observation region and a second observation region of the multi-mode RF sensor (200),

a stepper motor (160) is configured to detect the transition of a multi-mode RF sensor (100) from one of the mentioned area to another; and

8. The multi-mode RF sensor (100) according to claim 1, wherein the monitoring and processing device (140) is integrated with the RF radar (130) as a system on a chip (SoC), a system in a case (SVK), a programmable logic integrated circuit (FPGA ), a special purpose integrated circuit (ASIC).

9. The multi-mode RF sensor (100) according to claim 2, wherein obtaining a synthesized aperture covering both the first observation area and the second observation region of the multi-mode RF sensor (100), based on the first set of reflected RF signals, comprises processing the first set of reflected RF Signals using Fast Fourier Transform (FFT).

10. A multi-mode RF sensor (100) according to claim 6 or 7, wherein the RF radar (130) comprises at least one RF key (132.3) of at least one transmitting channel (132) and at least one RF key (134.3 ) at least one receiving channel (134), while

at least one RF key (132.3) of at least one transmit channel (132) is configured to switch between one or more transmit antennas (132.1) with a first aperture and one or more transmit antennas (132.2) with a second aperture based on a specific moment switching time of the RF radar operation mode (130); and

at least one RF key (134.3) of at least one receiving channel (134) is configured to switch between one or more receiving antennas (134.1) with a first aperture and one or more receiving antennas (134.2) with a second aperture based on a specific moment the time of switching the operating mode of the RF radar (130).

11. The multi-mode RF sensor (100) according to claim 1, wherein the movable platform (200) is one of a robot vacuum cleaner, multicopter, a vehicle in which the multi-mode RF sensor is part of the driver assistance system (ADAS) that cleans / moisturizes the air robot, life control robot.

12. A multi-mode RF sensor (100) according to claim 1 or 2, in which the operating times of the RF radar (130) through the antennas (132.1, 134.1) with the first aperture correspond to the first observation area, and the operating times of the RF radar (130) are antennas (132.2, 134.2) with a second aperture correspond to the second observation area.

13. A multi-mode RF sensor (100) according to claim 1 or 2, wherein said at least two functions are selected from the group consisting of a navigation function and an obstacle detection function, a function for constructing a navigation map of the space (20) in which the moving platform is located (200) with a multi-mode RF sensor installed on it (100), the functions of detecting vehicles and / or pedestrians and / or road obstacles, the functions of monitoring the heartbeat or respiration of living organisms, the function of detecting and / or recognizing the movements of living organisms.