用于校准交通工具传感器的系统和方法技术方案

交通工具监控系统(5)具有多个传感器(20、30)，其用于感测交通工具(10、52)周围对象(15)的存在，用以检测碰撞威胁。传感器中的至少一个被定位成使得交通工具的一部分在相对于传感器的预定义位置并且在传感器的视场内。作为一个示例，对于飞行器，传感器可以被定位成使得飞行器的机翼、线性气尖引擎或其他结构的一部分在传感器的视场内。该系统被配置成使用在预定义位置的交通工具的一部分自动校准传感器，并且如果期望还自动校准其他传感器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于校准交通工具传感器的系统和方法
技术介绍
很多交通工具具有用于感测外部对象的传感器以用于各种目的。例如，交通工具(例如汽车、船只、或飞行器)的驾驶员或飞行员可能遇到各种各样的碰撞风险，例如碎片、其他交通工具、设备、建筑物、鸟、地形、和其他对象。与任意这样的对象碰撞可能导致对交通工具的重大损坏，并且在一些情况下使交通工具上的人员受伤。传感器能够被用于检测造成碰撞风险的对象并向驾驶员或飞行员警告所检测到的碰撞风险。如果交通工具是自行驾驶或自行飞行的，指示交通工具周围的对象的传感器数据可以由控制器使用，以避免与所检测的对象碰撞。在其他示例中，对象可以被感测和识别以用于帮助以其他方式对交通工具的导航和控制。作为一个示例，基于地面的对象(例如建筑物、桥梁、或者跑道或停机坪上的标记)可以被感测并被用作导航参考，用以将交通工具导航至目的地或其他期望位置。通常使用多个传感器来感测交通工具周围不同区域中的对象，并且来自多个传感器的数据被馈送到控制器中，该控制器评估被检测对象用以避免碰撞、导航、或其他目的。来自每个传感器的传感器数据一般是相对于预定义坐标系的，并且重要之处在于确保每个传感器被适当地校准，从而使得其数据被准确地以该坐标系为参考的。在很多情况下，传感器被手动校准，其可能是耗时且繁冗的。此外，在校准之后，可能由于与人或对象的不经意碰撞、振动、或交通工具遇到的其他力、或者其他原因改变传感器的定向或者位置。在这种情况下，来自传感器的数据可能是错误的，直至传感器被重新校准。一般而言，期望传感器校准被自动执行，从而使得其能够更频繁且以更低的负担和成本执行。然而，用于检测碰撞威胁的在交通工具上使用的自动校准传感器可能存在问题。特别地，传感器的视场内的对象可能在交通工具行进时以不可预知的速度改变或移动，从而使得在交通工具的正常操作期间没有合适的参考点能够被用于校准。附图说明本公开能够参考以下附图更好地得到理解。附图的元件不必然是彼此成比例的，反而会基于清楚示出本公开的原理而进行强调。图1描绘了根据本公开的一些实施例的具有交通工具监控系统的交通工具的俯视立体图。图2描绘了根据本公开的一些实施例的具有交通工具监控系统的交通工具的立体图。图3描绘了图2描绘的交通工具的俯视立体图。图4是示出了根据本公开的一些实施例的交通工具监控系统的各种组件的框图。图5是示出了根据本公开的一些实施例的用于处理传感器数据的数据处理元件的框图；以及图6是示出了根据本公开的一些实施例的用于校准交通工具传感器的方法的流程图。图7是示出了根据本公开的一些实施例的用于校准交通工具传感器的方法的流程图。具体实施方式本公开大体涉及用于校准在交通工具上使用以感测外部对象的传感器的系统和方法。在一些实施例中，交通工具监控系统具有用于感测交通工具周围对象的存在的多个传感器。传感器中的至少一个被定位成使得交通工具的一部分(此后称为“参考特征”)相对于该传感器位于预定位置并且在该传感器的视场内。作为一个示例，对于飞行器，传感器可以被定位成使得飞行器的机翼、线性气尖引擎、或者从飞行器的机身延伸的其他结构的一部分(例如拐角、表面、边缘、尖端、不连续点、或者其他可识别特征)在该传感器的视场内。该系统被配置成使用所述参考特征自动校准传感器以及其他传感器(如果期望)。就这一点而言，数据处理元件可以从传感器接收指示在传感器的视场内的对象的传感器数据。在传感器数据内，数据处理元件找到表示参考特征的数据并使用这种数据校准传感器。作为一个示例，使用参考特征的一个或多个点作为坐标系内的一个或多个参考点，数据处理元件可以调整传感器数据的坐标，从而使得它们相对于预定义坐标系并且准确地表示向在这一坐标系内的目标的位置。在其他实施例中，传感器可以其他方式被校准。作为一个示例，传感器可以被移动，而不是调整传感器数据的坐标，从而使得参考特征在坐标系的预定义坐标处。在其他实施例中，可以使用其他校准技术。在校准一个传感器之后，其他传感器可以使用来自被校准传感器的信息而被校准。作为一个示例，被校准传感器的视场可以与另一传感器(称为“未校准传感器”)的视场重叠，从而使得对象(例如另一交通工具)可以存在于两个视场中。因为这一对象基于来自被校准传感器的数据在所述坐标系内的已知位置处，这一对象能够被用于以与以上所述的校准过程类似的方式校准该未校准传感器。通过这一方式，交通工具监控系统的每个传感器能够自动被校准，而不论在传感器的视场内的预定义位置处是否存在参考特征。图1描绘了根据本公开的一些实施例的具有交通工具监控系统5的交通工具10的俯视立体图，交通工具监控系统5用于感测交通工具10外部的对象。系统5被配置成使用一个或多个传感器20、30，以检测在交通工具10附近一定范围内的对象15，例如靠近交通工具10的路径的对象15。系统5可以之后基于被感测对象作出控制决定或者提供警告或其他信息(例如导航信息)。作为一个示例，例如在随着交通工具10行进，对象15的位置或速度将使其靠近交通工具10的路径或者在其路径之内时，系统5可以确定被感测对象15对交通工具10构成威胁。在这种情况下，系统5可以向飞行员或驾驶员提供警告，或者自主地采取闪避行动以避开对象15。在另一示例中，系统5可以确定被感测对象为用于对交通工具10进行导航的预定义导航参考。就这一点而言，通过控制交通工具10从而使得其移动至相对于被感测对象的预定义位置，交通工具10可以被引导至期望终点或其他位置。这种导航控制可以在飞行器起飞或着陆时发生，其中对象在相对于跑道、停机坪、或其他起飞或着陆场地的预定义位置，但对象可以在交通工具10的飞行或其他移动期间在其他时间用于导航控制或者其他目的。而在其他示例中，指示被感测对象的信息的其他用途是可能的。在一些实施例中，交通工具10可以是如图1中所描绘的飞行器，但其他类型的交通工具10(例如汽车或船只)可以在其他实施例中被使用。交通工具10可以是有人操纵或无人操纵的，并且可以被配置成在来自各种源的控制下操作。例如，交通工具10可以是由人类飞行员(其可位于交通工具10上)控制的飞行器。在其他实施例中，交通工具10可以被配置成在远程控制下操作，例如通过与远程飞行员或驾驶员进行无线(例如无线电)通信来控制。在一些实施例中，交通工具10可以是自行飞行或自行驱动的。各种其他类型的技术和系统可以被用于控制交通工具10的操作。图1的对象15被描绘为具有特定尺寸和形状的单个对象，但应当理解，对象15可以具有各种特性。此外，尽管图1描绘了单个对象15，在其他实施例中，交通工具10附近范围内可能存在任意数量的对象15。对象15可以是静止的，就像当对象15是建筑物时一样，但在一些实施例中，对象15能够移动。例如，对象15可以是沿路径移动的另一交通工具，其可能构成与交通工具10碰撞的风险。在其他实施例中，对象15可以是对交通工具10的安全操作构成风险的其他障碍物(例如地形或建筑物)。图1还描绘了传感器20，其具有视场25，传感器20可以在其中检测对象的存本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统(5)，其包括：/n第一传感器(20)，其被配置成在第一视场(25)内感测对象，所述第一传感器定位在交通工具(10、52)上，从而使得所述交通工具的特征(45)在所述第一视场内；/n用于存储校准数据(345)的存储器(320)，所述校准数据(345)指示所述特征在坐标系内的位置；以及/n至少一个处理器(310)，其被配置成从所述第一传感器接收传感器数据(343)并且基于来自所述第一传感器的所述传感器数据检测所述交通工具外部的对象(15)，所述至少一个处理器被配置成执行由来自所述第一传感器的所述传感器数据指示的所述特征的位置和由所述校准数据指示的所述特征的所述位置之间的第一比较，并且所述至少一个处理器进一步被配置成基于所述第一比较校准所述第一传感器。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种系统(5)，其包括：
第一传感器(20)，其被配置成在第一视场(25)内感测对象，所述第一传感器定位在交通工具(10、52)上，从而使得所述交通工具的特征(45)在所述第一视场内；
用于存储校准数据(345)的存储器(320)，所述校准数据(345)指示所述特征在坐标系内的位置；以及
至少一个处理器(310)，其被配置成从所述第一传感器接收传感器数据(343)并且基于来自所述第一传感器的所述传感器数据检测所述交通工具外部的对象(15)，所述至少一个处理器被配置成执行由来自所述第一传感器的所述传感器数据指示的所述特征的位置和由所述校准数据指示的所述特征的所述位置之间的第一比较，并且所述至少一个处理器进一步被配置成基于所述第一比较校准所述第一传感器。


2.如权利要求1所述的系统，其中所述第一传感器是光学传感器。


3.如权利要求1所述的系统，其中所述交通工具是飞行器。


4.如权利要求1所述的系统，其中所述交通工具是汽车。


5.如权利要求1所述的系统，其进一步包括：
第二传感器(30)，其被配置成感测与所述第一视场重叠的第二视场(35)内的对象，
其中来自所述第一传感器的所述传感器数据包括第一样本，所述第一样本指示所述第一视场与所述第二视场重叠的区域内的对象，其中所述至少一个处理器被配置成接收来自所述第二传感器的传感器数据，来自所述第二传感器的传感器数据包括指示所述对象的传感器数据的第二样本，其中所述至少一个处理器被配置成执行在由所述第一样本指示的所述对象的位置与由所述第二样本指示的所述对象的位置之间的第二比较，并且其中所述至少一个处理器进一步被配置成基于所述第二比较校准所述第二传感器。


6.如权利要求1所述的系统，其中所述至少一个处理器被配置成通过将所述传感器数据的至少一个坐标值转换成相对于所述坐标系的至少一个坐标值来校准所述第一传感器。


7.如权利要求1所述的系统，其中所述至少一个处理器被配置成通过提供用于使所述第一传感器移动的控制信号、基于所述第一比较来校准所述第一传感器。


8.如权利要求1所述的系统，其进一步包括交通工具控制器(220)，所述交通工具控制器(220)被配置成基于被检测对象控制所述交通工具的速度。


9.如权利要求1所述的系统，其中所述交通工具控制器被配置成将所述对象中的至少一个识别为导航参考，用以对所述交通工具导航。


10.如权利要求1所述的系统，其中所述至少一个处理器被配置成基于所述传感器数据检测所述第一视场内的对象，并且其中所述至少一个处理器被配置成确定所述对象是否有对所述交通工具的碰撞威胁。


11.如权利要求10所述的系统，其进一步包括交通工具控制器(220)，所述交通工具控制器(220)被配置成响应于确定所述对象有对所述交通工具的碰撞威胁而提供警告。


12.如权利要求10所述的系统，其进一步包括交通工具控制器(220)，所述交通工具控制器(220)被配置成响应于确定所述对象有对所述交通工具的碰撞威胁而调整所述交通工具的路径，以避开所述对象。


13.一种系统(5)，其包括：
定位在交通工具(10、52)上的第一传感器(20)，其用于感测所述第一传感器的第一视场(25)内的对象(15)的位置，所述第一传感器被配置成提供第一传感器数据(343)，所述第一传感器数据(343)具有与坐标值关联的测量值，其中所述第一传感器被定位成使得所述交通工具的特征(45)在所述第一传感器的所述视场内；
用于存储校准数据(345)的存储器，所述校准数据(345)指示所述特征相对于所述交通工具的坐标系的位置；以及
至少一个处理器(310)，其被配置成接收所述第一传感器数据，所述至少一个处理器被配置成基于所述第一传感器数据检测所述视场内第一对象(15)的存在并且提供定位信息，所述定位信息指示所述第一对象相对于所述坐标系的位置，所述至少一个处理器被配置成识别所述第一传感器数据内所述交通工具的所述特征，并且执行在由所述第一传感器数据指示的所述特征的位置与由所述校准数据指示的所述特征的所述位置之间的第一比较，所述至少一个处理器进一步被配置成基于所述第一比较来校准所述第一传感器。


14.如权利要求13所述的系统，其中所述至少一个处理器被配...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·斯托赫克，Z·洛芙琳，
申请(专利权)人：空中客车A^三有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US