[發(fā)明專利]障礙物檢測(cè)系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380022962.0
• 申請(qǐng)日: 2013-05-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104272136A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 海姆·尼夫;艾倫·斯拉帕克;馬克·祖塔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 雷達(dá)障礙檢測(cè)有限公司
• 主分類號(hào): G01S13/93
• 分類號(hào): G01S13/93;G01S7/02
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 張瑞;鄭霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于線和塔架的檢測(cè)的系統(tǒng)，并且更具體地涉及使用極化的無(wú)線電波的此類系統(tǒng)。

背景技術(shù)

本申請(qǐng)要求由本申請(qǐng)人障礙物檢測(cè)雷達(dá)有限公司在2012年5月2日在以色列提交的專利申請(qǐng)?zhí)枮?19547的優(yōu)先權(quán)益。迄今為止，設(shè)計(jì)了各種系統(tǒng)用于檢測(cè)懸掛的線，對(duì)于直升機(jī)和低空飛行輕型飛行器來(lái)說(shuō)懸掛的線構(gòu)成障礙物。這些線可包括高壓電纜、中壓電纜、電話電纜等等。

直升機(jī)可能與這些線碰撞，并伴隨致命的后果。問(wèn)題在于很難從空中看到這些以黑色的地面為背景的線。這在白天好天氣的時(shí)候是很難做到的。幾乎不可能在晚上或者惡劣天氣下看到這些線。

對(duì)于直升機(jī)來(lái)言，懸掛的線比其他地面障礙物更危險(xiǎn)。地面障礙物通常具有相對(duì)小的寬度和高度，然而，因?yàn)榫€的位置較高并且跨度很寬，所以與線碰撞的危險(xiǎn)高得多。因此將懸掛的線與其他地面反射體區(qū)分開(kāi)并相應(yīng)地向飛行員發(fā)出警報(bào)是很重要的。

現(xiàn)有技術(shù)的傳感器系統(tǒng)顯然不能有效地檢測(cè)線。這些現(xiàn)有技術(shù)的傳感器系統(tǒng)包括，例如，毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、FLIR等等。這些現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)是復(fù)雜、笨重、且昂貴的，并且在檢測(cè)這些線的方面只實(shí)現(xiàn)了有限的成功。

有對(duì)用于線檢測(cè)和向飛行員發(fā)出警報(bào)的輕質(zhì)、低廉、簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)的需要。

授予給本申請(qǐng)人之一的現(xiàn)有專利(美國(guó)專利6,278,409)，公開(kāi)了一種用于使用極化來(lái)檢測(cè)線的系統(tǒng)。主要地，此現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)包括用于發(fā)射多極化波的發(fā)射器、用于接收從目標(biāo)反射的波的裝置、以及用于分析反射的波的極化的裝置，用以檢測(cè)線的線性極化的回波特征的裝置、以及用以發(fā)布這些線存在的警示的裝置。發(fā)射的波的波長(zhǎng)大于將被檢測(cè)的線的直徑。

該系統(tǒng)的實(shí)際實(shí)現(xiàn)方式中的可能問(wèn)題是關(guān)于要求將線與地面雜波區(qū)分開(kāi)的低操作頻率和要求減少要求大帶寬的地面雜波反射的高分辨率的矛盾需求。

換言之，若雷達(dá)被如此設(shè)計(jì)以在低頻操作，則它將很難或不可能同時(shí)實(shí)現(xiàn)高分辨率。

另一可能的問(wèn)題是，在一些現(xiàn)實(shí)情形中，可能不會(huì)存在如圖1A示出的垂直于線的寬面反射(broadside?return)。在另一情況中，如圖1B，所期望的寬面反射將是可得的。

在如圖1A示出的情況下，存在來(lái)自塔架18的雷達(dá)反射。可以有利地使用此反射來(lái)直接指示區(qū)域中可能存在線的危險(xiǎn)；但是只有當(dāng)所述反射可以識(shí)別為來(lái)自塔架的反射才行。若使用的波長(zhǎng)比塔架的寬度更小，則塔架會(huì)反射處于所有極化(all?polarization)狀態(tài)的波，從而可能無(wú)法將它與其他地面反射體區(qū)分開(kāi)。

為區(qū)分塔架，需要更低的發(fā)射頻率：然而，對(duì)于線的識(shí)別來(lái)說(shuō)，波長(zhǎng)應(yīng)當(dāng)比約2.5厘米(cm)的線直徑更大，而對(duì)于塔架的識(shí)別來(lái)說(shuō)，波長(zhǎng)應(yīng)當(dāng)比1-2米(m)更大。

如此長(zhǎng)的波長(zhǎng)(低的頻率)要求大的發(fā)射/接收天線，這在直升機(jī)或者輕型飛行器中明顯是不期望的情形。并且，低操作頻率還降低了雷達(dá)分辨率。

以下是用于線檢測(cè)的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的說(shuō)明。

Thurlow的編號(hào)為5,264,856的美國(guó)專利，公開(kāi)了一種用于檢測(cè)由一定長(zhǎng)度的線反射的輻射能量的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)具有以兩個(gè)固定的極化發(fā)射和接收的兩個(gè)天線。

Kennedy的編號(hào)為4,737,788的美國(guó)專利，公開(kāi)了一種使用脈沖多普勒雷達(dá)的直升機(jī)障礙物檢測(cè)器。發(fā)射/接收天線被安裝在直升機(jī)旋翼葉片的末端附近以用于感測(cè)障礙物。

一種空中障礙物碰撞避免設(shè)備由Izhak?Saban等公開(kāi)在編號(hào)為5,448,233的美國(guó)專利中。該設(shè)備包括用于在飛行器視野內(nèi)感測(cè)物體的物體傳感器和飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)。以色列專利號(hào)為104542。

轉(zhuǎn)讓給諾斯羅普·格魯曼公司(Northrop?Grumman?Corporation)的編號(hào)為109392的以色列申請(qǐng)，公開(kāi)了一種用于感測(cè)處于飛行器飛行路徑中的物體的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括激光雷達(dá)子系統(tǒng)形式的裝置，其用于發(fā)出一束激光能、接收來(lái)自物體的反射、以及處理這些反射。

轉(zhuǎn)讓給聯(lián)合技術(shù)公司(United?Technologies?Corporation)的以色列申請(qǐng)?zhí)?10741，公開(kāi)了一種具有空氣動(dòng)力學(xué)的、微波能量吸收的整流罩的對(duì)線進(jìn)行切割的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括線切割裝置以及用于覆蓋該線切割裝置的整流罩。

Krumes等人的美國(guó)專利號(hào)5,465,142，公開(kāi)了一種用于感測(cè)處于飛行器飛行路徑上的物體并警告飛行員這些物體的存在的系統(tǒng)。

該系統(tǒng)包括用于發(fā)出一束激光能、接收來(lái)自物體的反射、以及處理這些反射的激光雷達(dá)子系統(tǒng)。