度接近的物体的机动化使用系统相比，也将消耗更少的功率。FFT点的数量与拍频、带宽、范围分辨率和线性调频脉冲时间成正比。线性调频脉冲时间和带宽的值由应当检测物体的范围来指定。在高速远距离应用(相对于个人距离和运动)中，更高的带宽、拍频和线性调频脉冲时间允许收集增加的FFT点。如果带宽、线性调频脉冲时间和拍频减小，则可能收集更少的FFT 点。
[0030]注意，在例如针对骑车或跑步可能需要大于10米的更长范围的一些使用情况下，可以调整低通滤波器的截止点并且支持增加的拍频和更大的线性调频脉冲时间，但是在大多数应用中，频率范围将保持低于用于机动化雷达应用的频率范围。在这种低通滤波的情况下，仅可以分析(由数据处理引擎130处理)期望范围内的信号反射。在范围规定被增加以检测处于更大距离或接近速度的障碍物的情况下(例如，当需要检测接近的汽车时)，检测参数可能需要附加的FFT点。下面讨论针对这些应用中的一些应用延长电池寿命的方法。
[0031]—些实现可以减小所使用的雷达频带的频率，使得使用更低的频带(例如，2GHz)和/或检测减小的信号(导致信号处理中更少的FFT点)，从而减小或消除对信号抽取或低通滤波的使用，这可能导致功率节省，但是也可能导致附加的设计复杂度，并且增加了来自其他源的信号干扰的风险(例如，在2.4GHz的蓝牙范围，干扰是可能的，这是因为很多应用使用该频率范围)。
[0032]图2示出了在抽取之前从诸如传感器110模型等的雷达传感器模型接收的信号的频谱210和在抽取之后从诸如传感器110模型等的雷达传感器模型接收的信号的频谱220。如上所述，在抽取之前信号的频谱210需要处理1024个FFT点，但是抽取后的信号220需要处理128个FFT点，这降低了用于将信号渲染为可用数据的处理(周期数)，从而导致更低的功耗。
[0033]附加优化可以用于甚至进一步延长系统100的有效电池时间。系统100可以包括能量收集装置，能量收集装置用于增加系统(例如，压电晶体或光纤、太阳能光电板和/或动力收集器)的有效时间。可以由用户配置功率降低设置。控制器120可以包括用于减小功耗的方法，例如，减小线性调频脉冲频率或范围、减少使用中的雷达频率发射机和/或接收机的数量(这减小了雷达传感器的扫描频率(当在例如步行速度或在室内使用期间减小速度速率的情况下，需要更少的扫描来更新环境数据，例如，与用户平面相交的检测物体)，减小数据处理引擎120的功率使用(例如，通过减小或增加信号处理引擎的时钟频率，进而减小或增加数据处理引擎130在特定条件下的处理周期的数量))、或者当在一段时间内休眠时关闭系统。由于增加的扫描范围和频率而具有更大功率使用的一些应用(例如，骑自行车)可以通过例如向自行车轮添加电力发电机给设备100供电来允许增加的功率使用补偿一一举另一个例子，可以通过动力充电器来补偿由诸如跑步等活动必需的增加的扫描频率引起的功耗功率。
[0034]关于线性调频脉冲频率，由于范围相对较低，因此可以降低线性调频脉冲时间。范围可以等于C[光速]*拍频*线性调频脉冲时间/带宽。虽然十米范围可以建议3.3ns的线性调频脉冲时间，但是可能不能在3.3ns内以适合的间隔(例如，1-1OOMHz)对频率范围(例如，10MHz到IGHz)进行扫频。在如上所述的利用低通数据滤波和信号抽取的适合频率范围，可以向上调整线性调频脉冲时间。在50厘米到10米的范围规定的情况下，线性调频脉冲时间可以是3.3ns到33.3us，拍频可以是以39KHz (对应于30cm的范围分辨率)的增量从10Hhz到2MHz，采样频率可以是400KHz到1MHz，并且带宽可以是10MHz到IGHz。举例说明，在期望范围规定为0.5m到1m的系统100中，使用具有以下参数的雷达传感器110来检测处于小于或等于10米的距离处的物体:0.5m到50m的范围规定、适合的高通滤波器截止频率和低通滤波器截止频率、3.3ns到33.3us的范围内的可用线性调频脉冲时间、10MHz到IGHz的范围内的带宽、以及400KHz到8MHz的范围内的采样频率、小于或等于2MHz的拍频。如上所述，针对不同的应用和/或使用不同的雷达传感器的不同范围规定可以使用不同的配置来实现期望的范围；可以根据用户选择的模式来调整传感器或传感器封装的参数。
[0035]图3示出了安装在棍棒320上并且适于帮助视力受损人员(例如，用户310)导航通过具有障碍物360的室内和室外环境的设备330的实现。设备330可以集成诸如系统100等的系统。用户310可以佩戴具有蓝牙功能的耳机340来监听从设备330发送的听觉或振动反馈。设备330可以安装在现有棍棒320上，或者可以集成到棍棒320中，或者由用户310作为便携式设备330佩戴(例如，背带上或口袋中)，由用户310握持，或者附接到或集成到另一种穿戴式形式，例如，帽子、头盔、腰带或背心。在预测使用时间超出设备330的电池寿命的实例中，棍棒320可以用作备选手动检测方法。棍棒320可以包括动力收集器，使得用于使用棍棒检测物体的挥动运动可以给设备330再充电。棍棒320的手柄350可以包括物理输出端，例如，上述触觉感知或振动或其他触觉反馈机制，或者这种反馈机制可以安装在棍棒上，作为现有手柄的替代或添加。
[0036]诸如物体360等的阻碍物可能在相对于用户310的任何高度与用户相交，并且物体360的不同点可能或可能不作为特定用户310的阻碍物而存在。例如，来自物体360的突出物的前沿370可以在物体360上的也处于用户路径中的另一点390之前与用户310的平面380相交。如上所述，设备330中的控制器120可以编程有用户310的高度，使得如果物体360的突出物370低于人的高度使得它成为用户310的阻碍物，则设备330将通过耳机340或手柄350提供指示物体是阻碍物的反馈，但是如果物体360的突出物370高于人的高度，则设备330可能检测到该突出物370但是不会向用户310报告该突出物370，或者设备330的范围可以被设置为使得设备330不会检测到突出物370。此外，设备可以检测突出物370和物体360的处于用户路径中的部分390，并且报告成为用户310的阻碍物的最近点，例如，低于用户高度的点390 (假设突出物370更接近用户310的平面380但是高于用户的高度)或者更接近用户的不论哪一个点(如果物体360的两个部分成为阻碍物的话(这是因为它们均处于用户的平面380内并且低于用户的高度))。在一些实现中，可以例如使用不同的音调和节奏报告多个阻碍物，以指示方向、接近度、高度和/或接近速度。在一些实现中，可以使用反馈(例如，音调(tine)、口头警告和触觉反馈)的组合。
[0037]注意，虽然将面380示出为平面，但是在一些实施例中，面380可以被理解为用户310周围的切向相交柱面，使得可以在用户周围近似全向地检测障碍物。如上所述，可以改变传感器或检测范围。可以在环境中关于障碍物检测设置的参数可以包括是检测仅在用户的移动方向、前后方向、对角方向还是所有方向(例如，平面380切向相交的大致柱面区域)上的障碍物。可以针对用户310周围的区域单独地指示范围设置一一注意，例如，如果设备330与用户310相距3米并且平面380与用户310相距6米并与设备330相距3米，则如果设备330被设置为检测和与设备等距的平面相交的前后障碍物，那么将直接检测用户310正后方的障碍物。此外，如果设备310是穿戴式设备，则传感器可以被放置为仅检测用户310前方的物体或者可以被散布在用户310的前后方，使得不同的传感器可以检测不同的方向上的障碍物。
[0038]因此，可以例如通过选择不同的操作模式从而改变设备330的环境参数来改变范围设置，使得可以在不同的距离处检测除了移动方向之外的方向上的障碍物，在该情况下，在相对于用户的相同或不同方向上，在其处检测到障碍物的用户310周围的区域可以是椭圆柱面、抛物柱面或双曲柱面或者处于不同方向上的多个平面。此外，可以根据障碍物与用户周围的区域相交的方向例如通过声音反馈或者通过改变音频的音调、音高、节奏、力度、音量或速度或者物理反馈来区分反馈。
[0039]虽然关于基于雷达的障碍物检测描述了上述系统100，但是系统100可以与其他类型的检测单独使用或组合使用以关于用户310检测障碍物360。例如，上述个人辅助系统可以使用其他传感器(例如，传感器融合)来增强对物体的检测。例如，相机可以与本文所述的雷达检测结合使用，以实现障碍物分类。作为物体分类的示例，可以首先使用雷达传感器110来检测物体