[发明专利]用于调制航空器上LIDAR传感器范围的系统及方法

说明书

航空器(10)的监视系统(5)可以通过响应于航空器(10)上的特定条件而增加或减小LIDAR传感器(30)的功率水平，来调制航空器(10)上的LIDAR传感器(30)的范围。当航空器(10)以起飞或着陆模式运行时，LIDAR传感器(30)的范围减小，以避免对周围的人或动物造成可能的眼睛伤害。随着航空器(10)转变为巡航模式，由于预期在航空器附近没有人或动物，所以可以增加LIDAR传感器(30)的范围。如果系统(5)在巡航模式下运行期间检测到航空器(10)附近有物体(15)，则系统(5)可以确定是否存在与该物体(15)相关的眼睛安全隐患并在物体(15)周围的区域内减小LIDAR传感器(30)的范围。

背景技术

航空器在飞行过程中可能遇到各种各样的碰撞风险，例如碎片、其他航空器、装置、建筑物、鸟类、地形和其他物体。与任何此类物体的碰撞可能会严重损坏航空器，并在某些情况下伤害其乘员。传感器可用于检测构成碰撞风险的物体，并警告飞行员所检测到的碰撞风险。如果航空器是自动驾驶的，则控制器可以使用指示航空器周围物体的传感器数据来避免与检测到的物体发生碰撞。在其他示例中，物体可以被感测和分类，以辅助以其他方式导航或控制航空器。

可以在航空器上用于检测物体的一种类型的传感器是LIDAR(光检测和测距)传感器。LIDAR传感器的工作原理是：使用激光在物体上发送激光束或脉冲，并从测得的飞行时间和返回的激光束或脉冲的强度计算出距离。当收集返回的激光束或脉冲时，可以通过LIDAR传感器的灵敏度来限定LIDAR传感器的范围。由于涉及与在较高功率下操作LIDAR传感器的激光器有关的眼睛安全隐患，在涉及在地面附近使用LIDAR传感器的应用中，LIDAR传感器的范围通常限于约100-200米。由于眼睛安全的考虑，LIDAR传感器的相对短距离可能会限制LIDAR传感器在检测通常以高速运行的移动航空器前方物体的有用性。

附图说明

参考以下附图可以更好地理解本公开。附图的元素不必相对于彼此成比例，而是将重点放在清楚地示出本公开的原理上。

图1描绘了根据本公开的一些实施例的具有航空器监视系统的航空器的三维立体图。

图2描绘了根据本公开的一些实施例的诸如图1所描绘的航空器的顶部透视图。

图3是示出根据本公开的一些实施例的航空器监视系统的各个部件的框图。

图4是示出根据本公开的一些实施例的感测和避免元件的框图。

图5是示出根据本公开的一些实施例的用于调制LIDAR传感器的功率水平的方法的流程图。

图6是示出根据本公开的一些实施例的航空器高度与LIDAR传感器的激光功率之间的关系的曲线图。

图7是示出根据本公开的一些实施例的来自航空器上的LIDAR传感器的扫描范围的框图。

图8是示出根据本公开的一些实施例的LIDAR传感器的激光功率与例如由图7所描绘的扫描范围角之间的关系的曲线图。

图9是示出根据本公开的一些实施例的LIDAR传感器的激光功率与检测到的障碍物之间的随时间变化的关系的曲线图。

具体实施方式

本公开总体上涉及车辆系统和用于调制由诸如航空器的车辆系统使用的LIDAR传感器的范围的方法。在一些实施例中，航空器包括航空器监视系统，该航空器监视系统具有传感器，该传感器用于感测航空器周围的物体的存在，以用于避免碰撞、导航或其他目的。传感器中的至少一个是可以被调制以增加LIDAR传感器的范围(即，LIDAR传感器能够检测物体的距离)的LIDAR传感器。当航空器(以及相应的LIDAR传感器)处于激光功率增加不会对人类或动物造成眼睛伤害风险的位置时，可以通过增加LIDAR传感器的激光器的功率来增加LIDAR传感器的范围。