用于lidar系统和ir摄像系统的范围增强的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开一般地涉及用于光探测和测距(LIDAR)系统以及红外(IR)摄像系统的范围增强。
【背景技术】
[0002]光探测和测距(LIDAR)系统在目标处引导入射光束并且检测反射光束。可以基于入射光束和反射光束的飞行时间测量结果(measurement)来计算到目标的距离。类似地，红外(IR)摄像系统在目标处引导IR光束并且检测反射IR光束。IR摄像系统可以基于反射IR光束生成图像。
[0003]当前的LIDAR系统和IR摄像系统由于入射光束和反射光束在目标区域内的散射以及由于对于目标材料的未知而导致具有有限的范围。例如，目标区域可以在散射角度达到4pi球面度的情况下具有3%至10%的散射系数，从而以距离平方的系数显著地减少了反射回LIDAR系统或IR摄像系统的光的量。此外，由于目标常常由没有被设计为反射光的未知材料制成，因此只有一小部分的入射光束可以被反射回LIDAR系统或IR摄像机。
[0004]由于这些影响，LIDAR系统或IR摄像系统接收到的反射光的量随着光的飞行时间的增加而减少。因此，LIDAR搜索反射光束的时间量可能受到限制，这是因为LIDAR搜索越久，反射光变得越弱，并且更可能的是，杂光光束将会与反射光束混淆。因此，当前的LIDAR系统和IR摄像系统变得随着到目标的距离的增加而越来越容易受到杂光干扰。当前LIDAR系统和当前的IR摄像系统的其它限制对于本领域技术人员来说可以是已知的。
【发明内容】
[0005]公开了解决或减少现有系统的上述和其它不足和缺陷的系统和方法。
[0006]在实施方式中，一种系统包括光探测和测距LIDAR装置。所述系统还包括LIDAR目标。所述LIDAR装置被构造为在所述LIDAR目标处引导光束。所述系统还包括回归反射材料，所述回归反射材料与所述LIDAR目标接触。
[0007]在实施方式中，所述回归反射材料对于第一波长范围内的光是回归反射的并且对于第二波长范围内的光是非回归反射的。所述第一波长范围可以包括红外光并且第二波长范围可以包括可见光。另选地，所述第一波长范围可以包括第一红外范围并且所述第二波长范围可以包括第二红外范围。
[0008]在实施方式中，所述回归反射材料包括回归反射粉末，所述回归反射粉末被构造为经过一段时间从所述LIDAR目标拂去(dusted off)。另选地，所述回归反射材料可以包括回归反射漆、回归反射涂层、回归反射带、回归反射织物、回归反射表面抛光材料(surface finish)、或其组合。
[0009]在实施方式中，所述回归反射材料包括回归反射结构，所述回归反射结构被构造为从所述LIDAR装置接收入射电磁束并且将所述入射电磁束作为反射电磁束反射回所述LIDAR装置。所述反射电磁束的发散角可以基本上等于所述入射电磁束的发散角。所述回归反射结构可以包括角锥棱镜(corner cube)或回归反射球。所述回归反射结构还可以包括滤光器，所述滤光器使得第一波长范围内的光基本上通过并且基本上阻挡第二波长范围内的光。所述LIDAR装置与所述LIDAR目标之间的距离可以大于20英尺。
[0010]在实施方式中，一种系统包括红外(IR)源。所述系统还包括IR摄像机。所述系统还包括IR目标。所述系统包括与IR目标接触的回归反射材料。
[0011]在实施方式中，所述系统还包括处理器，所述处理器被构造为从所述IR摄像机接收IR图像并且基于所述IR图像检测和追踪所述IR目标。在另一实施方式中，所述IR目标可以包括一个或更多个表面。所述系统可以还包括处理器，所述处理器被构造为从所述IR摄像机接收IR图像并且检测和追踪位于所述IR摄像机与所述一个或更多个表面之间的阴影(shadow)目标。
[0012]在实施方式中，所述系统还包括第二 IR摄像机和处理器，所述处理器被构造为基于从所述IR摄像机和从所述第二 IR摄像机接收的信息计算视差测量结果(parallaxmeasurement)。该处理器还可以被构造为基于所述视差测量结果计算从固定点到IR目标的距离。
[0013]在实施方式中，所述系统还包括第二 IR目标。所述系统可以包括与所述第二 IR目标接触的第二回归反射材料。所述回归反射材料可以对第一波长范围内的光是回归反射的并且可以对第二波长范围内的光是非回归反射的。第二回归反射材料可以对第一波长范围内的光是非回归反射的并且可以对第二波长范围内的光是回归反射的。
[0014]在实施方式中，一种方法包括以下步骤:在回归反射材料处接收来自电磁源的入射电磁束。所述方法还包括以下步骤:在所述回归反射材料处对所述入射电磁束进行滤光，以使得第一波长范围内的光基本上通过并且基本上阻挡第二波长范围内的光。所述方法还包括以下步骤:将所述入射电磁束作为反射电磁束从所述回归反射材料回归反射回所述电磁源。
[0015]在实施方式中，所述方法包括使用所述回归反射材料涂衬(lining)目标的表面。所述方法还可以包括在所述电磁源处接收所述反射电磁束，并且基于测量的所述入射电磁束和所述反射电磁束的飞行时间确定所述电磁源与所述目标之间的距离。所述方法还可以包括在所述电磁源处接收所述反射电磁束并且经由所述反射电磁束在二维上(in twodimens1ns)追踪所述目标。
【附图说明】
[0016]图1示出了用于光探测和测距(LIDAR)的范围增强系统的实施方式；
[0017]图2示出了范围增强LIDAR系统的实施方式；
[0018]图3示出了回归反射结构的实施方式；
[0019]图4示出了回归反射结构的实施方式；
[0020]图5示出了回归反射滤光器结构的实施方式；
[0021]图6示出了范围增强LIDAR系统的实施方式；
[0022]图7示出了红外(IR)摄像系统的实施方式；
[0023]图8示出了 IR摄像系统的实施方式；
[0024]图9示出了 IR摄像系统的实施方式；
[0025]图10示出了 IR摄像系统的实施方式；以及
[0026]图11示出了范围增强的方法的实施方式。
[0027]虽然本公开可以进行各种修改并且在附图中借助于示例示出了替选形式、【具体实施方式】，并且将在这里进行详细描述。然而，应理解的是，本公开不意在被限制到所公开的特定形式。相反地，意图在于涵盖落入如所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的所有修改、等价物和另选方案。
【具体实施方式】
[0028]参考图1，用于光探测和测距(LIDAR)的范围增强系统的实施方式被描述并总体指定为100。系统100包括LIDAR装置110、回归反射材料120和LIDAR目标130。LIDAR装置110可以被构造为确定固定点与LIDAR目标130之间的距离。例如，LIDAR装置110可以被构造为确定LIDAR装置110的位置或与LIDAR装置110相关的另一位置与LIDAR目标130之间的距离。所述确定可以使用从LIDAR装置110发射的入射光束140和由回归反射材料120反射的回归反射光束150，基于飞行时间分析来进行。光束140可以与可见光、红外(IR)光、来自电磁谱的另一部分的光或其任何组合对应。虽然在图1中未示出，但是应理解的是，LIDAR装置110可以包括电磁源和电磁检测器。入射光束140可以由电磁源发射并且回归反射光束150可以由电磁检测器检测。
[0029]回归反射材料120可以与LIDAR目标130接触。例如，回归反射材料120可以包括回归反射粉末，其被构造为撒(dust onto)在LIDAR目标130上，并且在经过一段时间段之后最终从LIDAR目标130拂去(dust off)。另选