[发明专利]编码定位系统、方法和装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求以下申请的优先权：提交于2012年1月3日的、标题为“ANGULAR CODING FOR 3D OBJECT LOCALIZATION(3D对象定位的角度编码)”的第No.61/631,389号美国临时申请；提交于2012年2月29日的、标题为“ANGULAR CODING FOR 3D OBJECT LOCALIZATION(3D对象定位的角度编码)”第No.61/634,421号美国临时申请；提交于2012年3月8日的、标题为“SYSTEMS AND METHODS FOR MOTILITY AND MOTION OBSERVATION AND DISCRIMINATION(用于运动性以及运动观察和鉴别的系统和方法)”的第No.61/634,936号美国临时申请；提交于2012年3月23日的、标题为“ANGULAR CODING FOR 3D OBJECT LOCALIZATION(3D对象定位的角度编码)”的第No.61/685,866号美国临时申请；提交于2012年4月11日的、标题为“ANGULAR CODING FOR 3D OBJECT LOCALIZATION(3D对象定位的角度编码)”的第No.61/686,728号美国临时申请；提交于2012年5月3日的、标题为“ANGULAR CODING FOR 3D OBJECT LOCALIZATION(3D对象定位的角度编码)”的第No.61/687,885号美国临时申请；提交于2012年6月5日的、标题为“ANGULAR CODING FOR 3D OBJECT LOCALIZATION AND MOTION DETECTION(3D对象定位的角度编码以及运动检测)”的第No.61/655,740号美国临时申请；提交于2012年7月18日的、标题为“ANGULAR CODING FOR 3D OBJECT LOCALIZATION(3D对象定位的角度编码)”的第No.61/673,098号美国临时申请；提交于2012年8月23日的、标题为“ANGULAR CODING FOR 3D OBJECT LOCALIZATION(3D对象定位的角度编码)”的第No.61/692,40号美国临时申请；提交于12012年10月3日的、标题为“POLARIZATIONCODING(极化编码)”的第No.61/720,550号美国临时申请；以及提交于2012年11月21日的、标题为“POLARIZATION CODING(极化编码)”的第No.61/729,045号美国临时申请。所有上述专利申请通过整体参考并入此处。

美国政府权利

本发明是根据美国军方UCSD PO#10320848授予的W911NF-11-C-0210合同，在美国政府支持下进行的。政府在该发明中具有特定权利。

背景技术

估计和检测对象的3D位置和方位是首要问题。许多现有技术系统具有的问题是，不利地影响可实现的尺寸、重量和功率、对象3D定位和方位的成本和精度。

图1示出的执行3D定位的现有技术光学数字成像系统(上图)的首要问题在于分辨率，其与图像感测像素的空间密度有关：具体来说，固定系统的像素在几何上限制更高精度。通常，现有技术数字成像系统，当镜头处于其最大直径时，对于特定尺寸的像素来说，镜头后面形成的图像尺寸是最大的；换句话说，图像平面处的空间带宽积(SBP)最大。在小直径镜头但边光角度或者F/#恒定的情况下，较小图像被捕获并且系统的SBP会降低。但随着镜头直径的减小，图像尺寸变得如此小使得对于通常景象来说，所有对象信息没有足够详细地被捕获。

类似地，在图1示出的现有技术测量系统(上图)中，传感器之间的基线B确定SPB，因此确定用于估计系统100中对象105的x、y、z值的精度。光学件110a和110b的焦距分别是fa和fb，它们分别在距它们相应传感器120a和120b的光学轴向为距离ya和yb处形成对象105的图像。距离ya和yb的估计可确定y位置以及fa/ya之比和fb/yb之比的确定范围，因而传感器120a和120b更密集的采样可以增加估计精度，但代价是尺寸、重量和功率会更高。

类似图1的上图示出的立体成像系统的两个元件，现有技术雷达系统(见图1的下图)还使用检测器阵列以检测3D空间中的对象。雷达系统编码多元件天线阵列中的每个元件，以检测/定位/丢弃(等)3D空间中的目标中所存在的非已知噪声和杂波。天线元件的数量理论上除了SNR之外不会限制潜在角度估计的准确度。