[发明专利]使用旋转系统的目标检测

说明书

背景

1.技术领域

本发明总体涉及使用照射和感知的空间目标检测领域，且更具体地，涉及使用同步执行器机构达到相同的目的。

2.相关技术讨论

包含湖、海、海洋、溪流、河和其他水体的海洋环境对在各种照明条件和各种可视条件下在这些环境中航行的船舶提出了特殊的挑战。例如，在海洋环境中的各种类型的半浸水的或漂浮的诸如冰山、鲸鱼、自船上落下的半浸水的金属船舶集装箱、从水面微微凸起的水下大石头、原木及类似的障碍物或目标，对船体和船用螺旋桨造成潜在的威胁。在低照度和差的可视条件下，诸如夜晚、在暴风雨或大雨期间，该潜在威胁将增加。另外，诸如浮标或航海标志等的目标的检测以及自船上落水的人员的检测对于在船舶上尝试定位该目标或人员的个人来说存在挑战，因为出现在水面上的这些目标和人员的表面积很小。由于以上原因，在海洋环境中定位很小的目标和人员的任务在低照度和差的可视条件下变得更困难。另外，很小的目标和人员通常是雷达或热成像器(如近红外、中红外或远红外成像器)不可检测的。本文中的术语“目标”或“对象”是指在海洋环境中的半浸水的或漂浮的障碍物、目标或人员。目标可以包含冰山、鲸鱼、半浸水的金属船舶集装箱、从低潮的水面上微微凸起的水下大石头、原木、浮标、人员及类似物。

现有技术诸如卡普兰的编号为6,693,561，题目为“在海洋环境中宽范围搜索对象的系统和方法(Systemforandmethodofwidesearchingfortargetsinamarineenvironment)”的美国专利涉及在海洋环境中搜索对象的系统和方法，其包括发射器装置、包含接收器装置的处理器和指示器。发射器装置被安装在诸如海洋船舶上、飞机上或海边机构的水面之上的目标上。发射器装置向水中的第一区和第二区发射第一束和第二束光辐射。第一束具有第一波长特性，其具有从紫外线到蓝光范围(300-475纳米)的波长，且第一束可以进入水中的第一区并在其中被折射为从中通过的折射束。第二束具有第二波长特性，其具有红外范围(650-1500纳米)的波长，且第二束可以作为自水中的第二区反射的反射束。处理器可操作的用于识别海洋环境中的对象的位置。接收器装置可操作的用于分别检测被折射束和/或反射束碰撞的任何对象反射的返回对象的反射光，以寻找被识别的对象。

另一个现有技术可以被使用，诸如因巴尔等人的编号为7,379,164，题目为“激光选通相机成像系统和方法(Lasergatedcameraimagingsystemandmethod)”的美国专利涉及门控相机成像系统和方法，利用激光装置用于对对象生成长持续时间的激光脉冲束。相机接收从对象反射的脉冲的光反射能量。除激光脉冲完成穿越邻接系统的区并返回相机所用的时间外，相机门控至少还在激光装置在其包含激光脉冲的末端的实质的整体中产生激光脉冲所用的时间长度内被同步设置为“关”。然后相机门控在其后的“开”时间长度内被设置为“开”，直到激光脉冲从对象反射回来并被相机接收。激光脉冲的宽度实质上至少相当于“开”的时间长度。

目标检测所需的其他类型的环境可能是运输环境、空中环境(空对空或空对地目标检测)以及陆地环境(地对空或地对地目标检测)。在这些环境中，目标可以是行人、运载工具或任何类型的期望目标。

这两个例子和基于雷达和/或热的系统相对于所提出的方法不够简单且不具有优越的检测能力。

发明简述

依据所公开的技术，提供了用于在低照度条件下、低照度且恶劣的天气条件下(如雨、雪和雾)和高照度条件下(如周围的光线)检测目标的系统。系统包含光源、传感器、诸如旋转机构的执行器和处理器。处理器与旋转机构(即扫描)、光源和传感器相耦合。旋转机构提供光源和传感器相对彼此的受控运动。移动光源对景物生成连续光。传感器至少对光源产生的光的波长敏感。传感器基于节拍空间同步(tempospatialsynchronization)接收来自特定的景物容积(视野深度)的反射光。处理器使旋转机构、光源和传感器同步。传感器至少在由光源产生的反射光从照射的特定的景物容积(视野深度)返回所用的时间长度内被暴露于光中。

在传感器视野范围内和所照射的景物的特定容积(视野深度)内，至少自水体的表面凸起的单一目标将反射比水反射的光信号更强的光信号。

本发明的这些、另外的、和/或其他的方面和/或优点：在随后的详述中被说明；可能能够从详述中推理得到；和/或可通过本发明的实践获知。

附图简述

根据其中与附图联合做出的各个实施方案的详细描述，本发明将更容易理解，在附图中：