[发明专利]利用光学传感器和雷达单元控制装置操作的系统和方法

说明书

本发明涉及一种实时控制装置的操作的系统和方法。该系统包括：用于获得图像数据的光学传感器，其具有可操纵的光学视场；以及用于获得雷达数据的雷达单元，其具有可操纵的雷达视场。控制器可被构造成将光学传感器和雷达单元中的第一者操纵到第一感兴趣区域以及将光学传感器和雷达单元中的第二者操纵到第二感兴趣区域。控制器可被构造成将光学传感器和雷达单元两者操纵到第一感兴趣区域。将雷达数据和图像数据进行融合，以获得目标位置和目标速度。控制器被构造成部分地基于目标位置和目标速度中的至少一者来控制装置的操作。

技术领域

引言

本公开涉及利用可操纵的光学传感器和可操纵的雷达单元实时控制装置的操作的系统和方法。诸如机动车辆之类的移动平台在它们穿越时空旅行时会遇到其他移动的和非移动的物体。许多移动平台包括各种类型的成像传感器来跟踪这些移动的和非移动的物体。尽管在宽视场范围上成像是有利的，但它通常需要为该视场大小牺牲分辨率。换句话说，在视场大小和角分辨率之间存在折衷。

背景技术

无。

发明内容

本文中公开了一种实时控制装置的操作的系统和方法。该系统包括光学传感器和雷达单元，所述光学传感器和雷达单元操作性地连接到所述装置并且被构造成分别获得图像数据和雷达数据。光学传感器具有可操纵的光学视场，该光学视场可控制以扫描整个光学视场的相应部分。雷达单元具有可操纵的雷达视场，该雷达视场可控制以扫描整个雷达视场的相应部分。整个雷达视场与整个光学视场至少部分地交叠。该系统采用可操纵的光学传感器和可操纵的雷达单元来实现在宽视场下的相对高的角分辨率。

控制器与雷达单元和光学传感器通信，控制器包括处理器和有形的非暂时性存储器，在该存储器上记录有用于检测目标的方法的指令。处理器对指令的执行引起控制器将光学传感器和雷达单元中的第一者操纵到第一感兴趣区域。光学传感器和雷达单元中的所述第一者被构造成在第一感兴趣区域中检测目标并识别包围目标的第二感兴趣区域，所述第二感兴趣区域与第一感兴趣区域至少部分地交叠。

控制器被构造成将光学传感器和雷达单元中的第二者操纵到第二感兴趣区域。来自第二感兴趣区域的雷达数据和来自第二感兴趣区域的图像数据进行融合。从融合的数据获得目标位置和目标速度。控制器被构造成部分地基于目标位置和目标速度中的至少一者来控制装置的操作。控制器可被构造成响应于接收到触发信号来操纵光学传感器和雷达单元中的所述第一者。例如，在控制器从周围区域中的不稳定车辆的远程服务器接收到信号时，可生成触发信号。可以以预定的时间间隔（例如，每秒十次）自动生成触发信号。每当装置进行特定机动（例如，进行转弯）时，可生成触发信号。

雷达传感器可包括：发射器，其在无线电和微波域中的至少一者中产生电磁波；以及被构造成传输电磁波的一个或多个传输天线。相应的移相器可操作性地连接到传输天线，并且被构造成使电磁波的相位移位以产生相控阵波束。雷达传感器可包括一个或多个接收器天线，所述接收器天线被构造成接收电磁波并经由相应的波束修改器将其引导到接收器模块。控制器可包括卡尔曼滤波器模块或粒子滤波器模块中的至少一者，以用于执行图像数据和雷达数据的融合。将图像数据和雷达数据进行融合可包括：在图像数据中围绕目标获得至少一个边界区域；以及经由控制器中的关联模块，将图像数据中的所述至少一个边界区域与雷达数据中的目标位置匹配。

控制装置的操作可包括：至少部分地基于由（X, Y, Z）表示的目标位置和由（v_x,v_y, v_z）表示的目标速度来获得装置和目标的接触时间。接触时间（t）可被确定为：

。

当接触时间小于第一预定阈值但大于第二预定阈值时，可将信号发送给装置的用户，所述第一预定阈值大于第二预定阈值。装置可包括被构造成使装置减速的自动制动模块。控制装置的操作可包括：当接触时间小于第二预定阈值时，激活自动制动模块。