[发明专利]用于导航的多光谱成像系统和方法

说明书

提供了多光谱成像和导航系统及相关技术，以改进包括移动传感器或勘测平台的有人或无人移动平台的操作。多光谱导航系统包括多光谱成像系统和配置成与多光谱成像系统通信的逻辑装置。多光谱成像系统包括多光谱成像模块，所述多光谱成像模块配置成提供与移动平台的规划路线对应的多光谱图像数据。逻辑装置配置成接收多光谱图像数据，接收对应于多光谱图像数据的取向和/或位置数据，以及基于取向和/或位置数据以及多光谱图像数据生成对应于规划路线的机动障碍物信息。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年8月30日提交并且名称为“用于导航的多光谱成像系统和方法(MULTISPECTRAL IMAGING FOR NAVIGATION SYSTEMS AND METHODS)”的美国临时专利申请第62/894,544号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及多光谱成像，并且更具体地，涉及用于移动平台的导航中的多光谱成像的系统和方法。

背景技术

现代移动平台，例如辅助或自动驾驶的有人和无人驾驶陆地载具和飞行器，包括无人驾驶飞行器(UAV)、遥控水下航行器(ROV)、无人驾驶(水上)水面航行器(USV)和无人驾驶地面航行器(UGV)，其中任何一种都可以配置为无人传感器平台，能够在所有环境(农村，城市，甚至水下)中长距离操作。这样的系统的操作可以包括对驾驶员的实时反馈和/或无人平台和远程基站之间的无线传输，所述远程基站通常包括显示器，以将平台捕获的遥测、图像和其他传感器数据有效地传送到操作员。操作员通常可以仅依靠从移动平台接收的图像反馈或数据，在整个任务期间监控有人或无人移动平台的自动或辅助导航，并在必要时进行驾驶员控制或以其他方式控制。

常规的成像系统通常过于昂贵和笨重，或者在相对常见的环境条件下缺乏足够的对比度，无法用于载具或其他移动平台的可靠和安全的自动或辅助导航。因此，需要紧凑的成像系统和相关技术来提供可靠的场景评估，以便与移动平台的导航一起使用。

发明内容

提供了多光谱导航系统和相关技术，以改进有人或无人移动平台的操作，包括辅助或自动驾驶的有人载具和无人传感器或勘测平台。所描述的多光谱导航系统的一个或多个实施例可以有利地包括一种多光谱成像系统，所述多光谱成像系统包括多光谱成像模块，配置成与关联于移动平台关联的基站建立无线通信链路的通信模块，配置成测量多光谱成像系统和/或联接的移动平台的取向和/或位置的取向和/或位置传感器，用于控制通信模块、取向和/或位置传感器和/或移动平台的操作的控制器，以及用于测量和提供对应于移动平台的机动和/或其他操作的传感器数据的一个或多个附加传感器。

在各种实施例中，这样的附加传感器可以包括远程传感器系统，所述远程传感器系统配置成捕获勘测区域的传感器数据，从所述传感器数据可以生成勘测区域的二维和/或三维空间地图。例如，导航系统可以包括一个或多个可见光谱、红外和/或紫外相机和/或联接到移动平台的其他远程传感器系统。移动平台通常可以是飞行平台(例如，有人驾驶飞行器、UAS和/或其他飞行平台)、陆地平台(例如，机动载具)、水上平台(例如，船只或潜艇)。更一般地，用于多光谱导航系统的多光谱成像系统可以实现为多光谱自主载具成像系统(例如，MAVIS，用于各种自主或自动驾驶移动平台或载具)。

在一个实施例中，一种系统包括多光谱成像系统，所述多光谱成像系统包括配置成提供与移动平台的规划路线对应的多光谱图像数据的多光谱成像模块，以及配置成与多光谱成像系统通信的逻辑装置。逻辑装置可以配置成接收对应于规划路线的多光谱图像数据；接收对应于多光谱图像数据的取向和/或位置数据；以及至少部分地基于取向和/或位置数据以及多光谱图像数据的组合生成对应于规划路线的机动障碍物信息。

在另一实施例中，一种方法包括从多光谱成像系统接收多光谱图像数据，所述多光谱成像系统包括配置成提供与移动平台的规划路线对应的多光谱图像数据的多光谱成像模块；接收对应于多光谱图像数据的取向和/或位置数据；以及至少部分地基于取向和/或位置数据以及多光谱图像数据的组合生成对应于规划路线的机动障碍物信息。