使用彼此区分的信号修正传感器的光学引导系统和方法技术方案

技术编号:12135560 阅读:86 留言:0更新日期:2015-09-30 17:45
在实施方式中,引导系统确定目标的位置参数,并包括:至少一个振荡元件,定位在所述目标处,用于发射调制的光学辐射;至少两个彼此区分的信号修正电光传感器,每个所述电光传感器具有检测器、以及用于响应于对所述调制的光学辐射的至少一部分的检测而生成解调的电信号的解调器;以及处理器,用于从所述解调的电信号确定所述位置参数。在另一实施方式中,引导系统进行畸变校正的成像,并包括:多个电光传感器,共享视场并从所述多个电光传感器彼此区分地提供相应的多个改变的图像;以及图像生成模块,用于线性地和非线性地处理所述多个改变的图像的空间频率特性,以合成用于成像系统的畸变校正的图像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】
技术介绍
对用于向顾客配送产品的无人驾驶飞行器(UAV)的商业用途的关注在增加。在2013年,每家知名公司都演示或试验了将UAV用作自主配送车。其他公司建议在缺乏交通基础设施的发展中国家将UAV用于配送医疗用品和其他关键物品。UAV的这些商业演示依赖于用于引导的GPS导航系统。该技术的弱点在于GPS信号不能到达所有配送位置。这样的GPS “死区”通常位于可能发生多个配送的城市环境中的建筑物附近。车道偏离警告系统位于包括在新型车辆中的驾驶员辅助特征中。现有技术的系统使用基于视觉的定位,这既低效又只是间歇性地可靠。它们需要使用数百万的图像传感器像素来捕获图像,且需要进行计算图像处理以获取车道位置。这些基于图像的系统取决于车道标线清晰视图,不被例如雨、冰和雾阻碍。为了追求更高的燃料效率和增加的有效载荷容量,商业航空公司调查了机翼变体,该机翼变体涉及响应于飞行状况使飞机的机翼形状动态变形。用于测量机翼变体例如偏转和扭转的技术包括平面图像和立体图像两者的后处理。这些系统在计算上低效且对环境因素例如云和雨敏感,这可使图像模糊并因此导致不精确的测量。如果需要高分辨率相机,则系统还笨重一对于需要两个相机的立体照相系统尤其如此。
技术实现思路
在实施方式中,引导系统确定目标的位置参数,并包括:至少一个振荡元件,定位在所述目标处,用于发射调制的光学辐射;至少两个彼此区分的信号修正电光传感器,每个所述电光传感器具有检测器、以及用于响应于对所述调制的光学辐射的至少一部分的检测而生成解调的电信号的解调器;以及处理器,用于从所述解调的电信号确定所述位置参数。在实施方式中,引导系统进行畸变校正的成像,并包括:多个电光传感器,共享视场并从所述多个电光传感器彼此区分地提供相应的多个改变的图像;以及图像生成模块,用于线性地和非线性地处理所述多个改变的图像的空间频率特性,以合成用于成像系统的畸变校正的图像。【附图说明】图1示出了实施方式中的、使用具有彼此区分的信号修正电光传感器的光学引导系统的无人机配送方案。图错误!未找到引用源。示出了实施方式中的、使用彼此区分的信号修正传感器以提供驾驶员辅助系统来提高驾驶员安全性的光学引导系统。图错误!未找到引用源。图错误!未找到引用源。图错误!未找到引用源。图错误!未找到引用源。图错误!未找到引用源。图错误!未找到引用源。图错误!未找到引用源。图错误!未找到引用源。图错误!未找到引用源。实施方式中的。图错误!未找到引用源。图错误!未找到引用源。以及实施方式中的、使用彼此区分的信号修正电光传感器。图错误!未找到引用源。图错误!未找到引用源。图错误!未找到引用源。实施方式中的。图错误!未找到引用源。实施方式中的。图错误!未找到引用源。图错误!未找到引用源。图错误!未找到引用源。实施方式中的。图错误!未找到引用源。图错误!未找到引用源。图错误!未找到引用源。图错误!未找到引用源。图错误!未找到引用源。图错误!未找到引用源。图错误!未找到引用源。图错误!未找到引用源。图错误!未找到引用源。图30示出了从基于射线的视角得到的MTF功率损失。图31示出了实施方式中的复杂系统响应(CSR)以及如何在使用彼此区分的信号修正电光传感器的引导系统中恢复损失的MTF功率。图32示出了实施方式中的、在使用彼此区分的信号修正电光传感器的引导系统中基于传感器的出瞳形成CSR。图33描述了实施方式中的、基于像散组件的、CSR滤波器的构造单元。图34示出了实施方式中的、基于圆柱形组件的、用于CSR滤波器的一组构造单元。图35示出了实施方式中的、从CSR构造单元构造的CSR滤波器图36示出了实施方式中的、来自图35的、用于4个角度的单个CSR滤波器示例以及来自图33的正弦和余弦像散构造单元两者。图37示出了实施方式中的、与来自图34的圆柱形构造单元相关的CSR滤波器。图38描述了实施方式中的、包括像散和散焦的一组CSR滤波器。图39示出了实施方式中的、与来自图38的、用于多个角度的散焦和振幅的线性组合以及正弦和余弦像散构造单元两者相关的CSR滤波器。图40示出了实施方式中的、类似于图38的CSR滤波器,但是具有图34和图37的圆柱形CSR构造单元。图41示出了实施方式中的、使用CSR滤波以记录并随后恢复由于三次相位畸变而损失的OTF的示例。图42示出了实施方式中的、用于图41的三次畸变媒介的CSR滤波器和CSR 2910。图43示出了在使用彼此区分的信号修正电光传感器的引导系统中恢复损失的OTF的示例,其中中间畸变媒介是一个球面畸变波。图44示出了实施方式中的、表示图43的畸变的CSR。图45示出了在使用彼此区分的信号修正电光传感器的引导系统中恢复损失的0TF,其中畸变是1.25个彗形波。图46示出了实施方式中的、用于图45的彗形畸变的CSR。图47示出了实施方式中的、正交CSR滤波的示例,示出了在经典的MTF中而不是在正交采样系统中产生零点的畸变。图48示出了用于与图47相关的畸变的CSR。图49示出了实施方式中的、多个彼此区分的孔,每个孔具有构成具有彼此区分的信号修正传感器的光学引导系统的、独特的CSR构造单元。图50示出了实施方式中的、图49的线性处理组件。图51示出了实施方式中的、图49的非线性处理组件。图52示出了实施方式中的、从振幅估计的乘积的二维逆傅里叶变换形成畸变校正的图像。图53示出了实施方式中的、通过光学/数字引导系统的一个信道的射线追踪。图54示出了实施方式中的、在图53中示出的透镜元件的球面组件和非球面组件。图55示出了图53中的透镜系统的畸变。图56示出了用于图53中的光学系统的照明的带通性质。图57示出了使用彼此区分的信号修正电光传感器的引导系统的3X1信道。图58示出了实施方式中的、共同地优化目标侧和接收器侧的子系统的成本和复杂性的系统和方法。图59示出了实施方式中的、图58的独特的目标侧投射光学。图60示出了实施方式中的、与图59相关的、Zemax型格式的光学配置。【具体实施方式】于2013 年 I 月 3 日提交的题目为 “Coded localizat1n systems, methods andapparatus (编码定位系统、方法和设备)”的第W02013103725A1号的国际专利申请通过全文引用整体并入本文。GPS死区的存在是基于GPS的UAV和其他系统,尤其是用作自主配送车的系统的缺点。本文公开的是可补充或替代GPS导航以例如在UAV行程的最后几百米期间将UAV引导到其目的地的光学引导系统和方法。本文公开的、具有彼此区分的信号修正传感器的光学引导系统和方法配置有电光传感器以用于光学辐射的检测。射频信号一直存在于人口稠密的区域中,例如源于蜂窝网络或无线互联网。本光学系统和方法从本质上避免了来自周围射频信号的干扰,其原因是这样的信息不被电光传感器检测。在本公开中,光学辐射是具有位于横跨紫外频率、可见光频率和红外频率的光学范围内的载波频率的辐射。射频是位于从约3kHz至约300GHz的范围内的频率。本系统还使用时间调制以抑制电光传感器的载波频率时的干扰。在本文中,“彼此区分的”信号修正指的是彼此区分的信号修正,使得例如入射到传感器上的、相同的或基本上相同的信号的修正产本文档来自技高网...
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【技术保护点】
用于确定目标的位置参数的引导系统,包括:至少一个振荡元件,定位在所述目标处,用于发射调制的光学辐射;至少两个彼此区分的信号修正电光传感器,每个所述电光传感器具有检测器、以及用于响应于对所述调制的光学辐射的至少一部分的检测而生成解调的电信号的解调器;处理器,用于从所述解调的电信号确定所述位置参数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:爱德华·道斯基格雷戈里·约翰逊
申请(专利权)人:阿森蒂亚影像有限公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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