[發(fā)明專利]自動(dòng)檢測(cè)和規(guī)避系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810529134.0
• 申請(qǐng)日: 2018-05-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109387828A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·Y·莫謝爾;C·B·斯皮內(nèi)利;M·E·庫(kù)克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 波音公司
• 主分類號(hào): G01S11/12
• 分類號(hào): G01S11/12
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 黃綸偉

自動(dòng)檢測(cè)和規(guī)避系統(tǒng)?？傮w上，本公開(kāi)的特定示例提供一種用于載具的檢測(cè)和規(guī)避系統(tǒng)。根據(jù)各種示例，該檢測(cè)和規(guī)避系統(tǒng)包括成像單元，其被配置為在第一相機(jī)通道處獲得視野的第一圖像。該第一相機(jī)通道過(guò)濾一波長(zhǎng)的輻射，其中所述視野中的一個(gè)或更多個(gè)對(duì)象沒(méi)有發(fā)射所述波長(zhǎng)的輻射。該檢測(cè)和規(guī)避系統(tǒng)還包括：處理單元，其被配置為從成像單元接收第一圖像并檢測(cè)其中的一個(gè)或更多個(gè)對(duì)象；以及通知單元，其被配置為將基于所檢測(cè)到的一個(gè)或更多個(gè)對(duì)象確定的碰撞危險(xiǎn)信息傳送給載具的引航控制系統(tǒng)。因此，引航控制操縱載具以規(guī)避所檢測(cè)到的對(duì)象。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)總體上涉及碰撞檢測(cè)和規(guī)避系統(tǒng)，更具體地講，涉及利用閾值圖像來(lái)自動(dòng)碰撞檢測(cè)和規(guī)避的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

無(wú)人駕駛空中載具(UAV)、遙控引航或自引航飛行器經(jīng)常負(fù)責(zé)執(zhí)行超出傳統(tǒng)監(jiān)視和目標(biāo)跟蹤的各種功能。UAV盡管小且重量輕，但是可承載相機(jī)、傳感器、通信設(shè)備或其它有效載荷。然而，為了在共享空域中安全地操作，UAV需要距所有類型的空中碰撞危險(xiǎn)(例如，有人駕駛飛行器、其它UAV、鳥(niǎo)類和低空障礙物)安全距離自己引航。

諸如交通碰撞規(guī)避系統(tǒng)(TCAS)和自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視-廣播(ADS-B)的傳統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)和規(guī)避系統(tǒng)對(duì)于尺寸相對(duì)較小的載具或UAV而言可能不切實(shí)際。特別是，在UAV上使用這些傳統(tǒng)設(shè)備可能給UAV的非常有限的設(shè)備承載能力帶來(lái)顯著的重量和功耗。此外，諸如TCAS和應(yīng)答機(jī)的設(shè)備的成本高。另外，標(biāo)準(zhǔn)TCAS設(shè)備無(wú)法與未配備配套設(shè)備的非協(xié)作飛行或靜止(非移動(dòng))對(duì)象交互。因此，在這些情況下，標(biāo)準(zhǔn)TCAS設(shè)備無(wú)法引導(dǎo)UAV遠(yuǎn)離碰撞。

因此，需要用于UAV的緊湊、重量輕且經(jīng)濟(jì)的機(jī)載碰撞檢測(cè)和規(guī)避系統(tǒng)以自動(dòng)地檢測(cè)并規(guī)避空中交通碰撞。

發(fā)明內(nèi)容

以下呈現(xiàn)本公開(kāi)的簡(jiǎn)要總結(jié)以便提供本公開(kāi)的特定示例的基本理解。本發(fā)明內(nèi)容不是本公開(kāi)的廣泛概述，并且其并非標(biāo)識(shí)本公開(kāi)的關(guān)鍵/重要要素或劃定本公開(kāi)的范圍。其唯一目的是以簡(jiǎn)化形式呈現(xiàn)本文所公開(kāi)的一些概念，作為稍后呈現(xiàn)的更詳細(xì)描述的序言。

總體來(lái)說(shuō)，本公開(kāi)的特定示例提供了用于碰撞檢測(cè)和規(guī)避的系統(tǒng)、方法和載具。根據(jù)各種示例，提供了一種用于載具的檢測(cè)和規(guī)避系統(tǒng)，其包括被配置為在第一相機(jī)通道處獲得視野的第一圖像的成像單元。第一相機(jī)通道過(guò)濾一波長(zhǎng)的輻射，其中視野中的一個(gè)或更多個(gè)對(duì)象不發(fā)射該波長(zhǎng)的輻射。該檢測(cè)和規(guī)避系統(tǒng)還包括：處理單元，其被配置為從成像單元接收第一圖像并檢測(cè)其中的一個(gè)或更多個(gè)對(duì)象；以及通知單元，其被配置為將基于所檢測(cè)到的一個(gè)或更多個(gè)對(duì)象確定的碰撞危險(xiǎn)信息傳送給載具的引航控制系統(tǒng)。

在一些示例中，該檢測(cè)和規(guī)避系統(tǒng)的第一相機(jī)通道過(guò)濾輻射的波長(zhǎng)在紫外線(UV)范圍內(nèi)，并且第一相機(jī)通道利用具有在紫外線范圍內(nèi)的帶通波長(zhǎng)范圍的濾光器來(lái)過(guò)濾輻射。

在一些示例中，該檢測(cè)和規(guī)避系統(tǒng)的第一圖像的處理包括地平線檢測(cè)。在一些示例中，地平線檢測(cè)包括通過(guò)添加鄰近像素以包括從地平線區(qū)域的邊緣延伸的地面對(duì)象來(lái)使地平線區(qū)域生長(zhǎng)。

在一些示例中，利用連通組件標(biāo)記(CCL)來(lái)檢測(cè)所述一個(gè)或更多個(gè)對(duì)象。在一些示例中，第一圖像的處理還包括按照標(biāo)準(zhǔn)從所檢測(cè)到的一個(gè)或更多個(gè)對(duì)象選擇以排除不太可能是碰撞危險(xiǎn)的對(duì)象。

在一些示例中，該檢測(cè)和規(guī)避系統(tǒng)還包括分析單元，其被配置用于基于所檢測(cè)到的一個(gè)或更多個(gè)對(duì)象確定碰撞危險(xiǎn)信息。在一些示例中，分析單元包括學(xué)習(xí)機(jī)制以在識(shí)別時(shí)對(duì)所述一個(gè)或更多個(gè)對(duì)象進(jìn)行分類。

在一些示例中，成像單元還被配置為在第二相機(jī)通道處獲得基本上相同的視野的第二圖像，該第二相機(jī)通道不過(guò)濾所述波長(zhǎng)的輻射。處理單元被配置為在第一圖像中標(biāo)識(shí)與所述一個(gè)或更多個(gè)對(duì)象對(duì)應(yīng)的一個(gè)或更多個(gè)第一區(qū)域，并且在第二圖像中標(biāo)識(shí)與所述一個(gè)或更多個(gè)第一區(qū)域?qū)?yīng)的一個(gè)或更多個(gè)第二區(qū)域。該檢測(cè)和規(guī)避系統(tǒng)還包括分析單元，其被配置為基于一個(gè)或更多個(gè)第一區(qū)域和一個(gè)或更多個(gè)第二區(qū)域來(lái)確定碰撞危險(xiǎn)信息。在一些示例中，第二圖像是彩色圖像。