CN105629252B - 光探测和测距系统和方法 - Google Patents

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Abstract

光探测和测距系统和方法。本发明提供了一种用于LIDAR系统和IR摄像系统的范围增强。所述系统包括光探测和测距LIDAR装置。所述系统还包括ILDAR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。

Description

光探测和测距系统和方法
技术领域
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
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。
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。
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
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。
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。
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。
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(surfacefinish)、或其组合。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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 twodimensions)追踪所述目标。
附图说明
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；
图2示出了范围增强LIDAR系统的实施方式；
图3示出了回归反射结构的实施方式；
图4示出了回归反射结构的实施方式；
图5示出了回归反射滤光器结构的实施方式；
图6示出了范围增强LIDAR系统的实施方式；
图7示出了红外(IR)摄像系统的实施方式；
图8示出了IR摄像系统的实施方式；
图9示出了IR摄像系统的实施方式；
图10示出了IR摄像系统的实施方式；以及
图11示出了范围增强的方法的实施方式。
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
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。
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)。另选地或另外地，回归反射材料120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、或其组合。参考图2至图5进一步描述回归反射材料120。
LIDAR目标130可以包括LIDAR装置110的用户可能想要追踪或确定到其的距离的任何物体、表面或人。例如，LIDAR目标130可以包括工地或矿的表面或一部分、火车、轮船、小船、飞行器、高价值设备的周边、航天器的一部分、道路的一部分等等。
在操作期间，系统100的用户可以将回归反射材料120放置为与LIDAR目标130接触。例如，回归反射材料120可以撒在LIDAR目标130上。作为另一示例，回归反射材料120可以涂、粘附或缠绕在LIDAR目标130上。在回归反射材料120被放置为与LIDAR目标130接触之后，LIDAR装置110可以发射入射光束140并且将入射光束140引导至LIDAR目标130。入射光束140可以由回归反射材料120作为回归反射光束150反射回LIDAR装置110。然后，回归反射光束150可以由LIDAR装置110检测。LIDAR装置110可以基于初始光束140和回归反射光束150使用飞行时间分析来确定到LIDAR目标130的距离。
包括回归反射材料120的系统100的好处在于：与不包括回归反射材料120的系统相比，LIDAR装置110的范围可以增加。例如，与不使用回归反射材料120的系统相比，回归反射光束150可以经受更少散射。作为另一示例，与不使用回归反射材料的系统相比，LIDAR装置110可以能够增加它搜索回归反射光束150的时间量。这是因为回归反射光束150可容易地与杂光光束区分，从而较少地担心杂光光束将干扰飞行时间测量结果。系统100的其它优点和好处对于理解本公开的好处的本领域技术人员来说将是显而易见的。
参考图2，范围增强LIDAR系统的实施方式被描述并总体指定为200。系统200可以包括LIDAR装置110、回归反射材料120和LIDAR目标130。从LIDAR装置110发射的光可以包括第一入射光束240和第二入射光束241。第一入射光束240可以与如第一入射光束240的正弦形状指示的第一波长范围对应。第二入射光束241可以与如第二入射光束241的正弦形状指示的第二波长范围对应。第二波长范围可以与第一波长范围不同。虽然图2将第一光束240和第二光束241描述为彼此不同，但是在其它实施方式中，第一光束240和第二光束241二者可以是单个光束的多个部分。例如，光束240可以是光束140的第一部分(即，在电磁谱的第一部分内)并且第二光束241可以是光束140的第二部分。
回归反射材料120可以接收第一光束240和第二光束241。回归反射材料120可以进一步从另外的源接收额外的光束242。例如，可以从独立于LIDAR装置110的源接收额外的光束242。额外的光束242可以与第二波长范围对应或者可以与不同于第一波长范围和第二波长范围的第三波长范围对应。
回归反射材料120可以对于第一波长范围内的光是回归反射的并且可以对于第二波长范围、第三波长范围或第二和第三波长范围内的光是非回归反射的。在实施方式中，第一波长范围包括红外光并且第二波长范围和/或第三波长范围包括可见光。因此，回归反射材料120可以对于红外光是回归反射的并且可以对于可见光是非回归反射的。在实施方式中，第一波长范围包括红外光的第一范围并且第二波长范围包括红外光的第二范围。如图2中所示，回归反射材料120可以回归反射第一光束240作为回归反射光束250。然后，反射光束250可以在LIDAR装置110处被接收。第二光束241和第三光束242可以在与回归反射材料120接触时散射和/或衰减。
与回归反射材料120(对于第一波长范围是回归反射的并且对于第二波长范围是非回归反射的)关联的好处在于：可以以转变方式来使用范围增强LIDAR系统200。也就是说，使用可见光观看LIDAR目标130的人不能检测到LIDAR目标130具有任何回归反射性质。回归反射材料120(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)的其它优点和好处对于理解本公开的好处的本领域技术人员来说将是显而易见的。
参考图3，回归反射结构的实施方式被描述并总体指定为300。回归反射结构300可以与图1和图2的回归反射材料120对应。如图3中所示，回归反射结构300可以包括角锥棱镜321。角锥棱镜321可以接收入射光束340。入射光束340可以被角锥棱镜321的一个或更多个表面反射离开。例如，如图3中所示，入射光束340可以被角锥棱镜321的三个表面反射离开，结果产生回归反射光束350。回归反射光束350可以基本上平行于入射光束340，且在入射光束340的相反方向上传播。如这里使用的，基本上平行表示回归反射光束350更接近于与入射光束340平行而非与其垂直。回归反射光束350的发散角可以基本上等于入射光束340的发散角。如这里使用的，基本上等于表示等于允许由于诸如温度、结构变形等等的常见环境因素导致的公差和/或回归反射结构的制造公差。
参考图4，回归反射结构400的实施方式被描述且总体指定为400。回归反射结构400可以包括回归反射球421。回归反射球421可以接收入射光束440。入射光束440可以被回归反射球421折射并反射以生成回归反射光束450。回归反射光束450可以基本上平行于入射光束440并且在入射光束440的相反方向上传播。
参考图5，回归反射滤光器结构的实施方式被描述且总体指定为500。回归反射滤光器结构500可以包括表面521-523。回归反射滤光器结构500可以还包括滤光器524。虽然图5将回归反射滤光器结构500描述为包括角锥棱镜结构(例如，表面521-523)，但是在其它实施方式中，回归反射滤光器结构500可以包括回归反射球(例如，回归反射球421)。
在操作期间，回归反射结构500可以接收多个入射光束540-542。多个入射光束540-542中的一个或更多个可以与图2的光束240-242中的一个或更多个对应。例如，第一入射光束540可以与入射光束240对应。此外，第二入射光束541和第三入射光束542可以与图2的入射光束241、242中的一个或更多个对应。
回归反射结构500可以在滤光器524处接收第一入射光束540。第一入射光束540可以与第一波长对应。滤光器524可以使经过的第一入射光束540基本上通过。如这里使用的，使第一入射光束540基本上通过表示第一入射光束540衰减不超过3分贝(即，第一入射光束540穿过滤光器之后的功率大于-3dB乘与(times)第一入射光束540穿过滤光器之前的功率)。在通过滤光器524之后，第一入射光束540可以从回归反射结构500的第一表面521、第二表面522和第三表面523反射离开。然后，第一光束540可以从回归反射结构500回归反射作为回归反射光束550。入射光束541、542可以被滤光器524滤掉并且可以因此没有被回归反射结构500回归反射。例如，第二入射光束541可以以非回归反射方式被滤光器524反射和/或散射。作为另一示例，第三入射光束542可以基本上被滤光器阻挡。如这里使用的，基本上阻挡第三入射光束542表示第三入射光束衰减超过3分贝(即，第三入射光束542穿过滤光器之后的功率小于-3dB乘与(times)第三入射光束542穿过滤光器之前的功率)。
虽然图5将滤光器524描绘为平面，但是在其它实施方式中，滤光器524可以形成为立体(volume)。例如，回归反射滤光结构500可以形成立方体并且滤光器524可以由填充立方体的材料形成。此外，如这里解释的，虽然图5将回归反射结构500描述为包括角锥棱镜，但是回归反射结构500可以包括回归反射球，诸如图4的回归反射球421。在该情况下，回归反射球421可以填充有与滤光器524类似的滤光材料，使得回归反射球421滤掉与第一波长不对应的光束。
与回归反射滤光器结构500关联的好处在于：回归反射结构500可以回归反射与第一波长对应的光束并且可以不回归反射与第二波长对应的光束。因此，回归反射结构500可以对于与第一波长范围对应的光束是回归反射的并且可以对于与第二波长范围对应的光束是非回归反射的。回归反射滤光器结构500的额外的优点和好处对于理解本公开的好处的本领域技术人员来说将是显而易见的。
参考图6，范围增强LIDAR系统的实施方式被描述并指定为600。系统600可以包括LIDAR装置610、第一LIDAR目标630、第二LIDAR目标631、第三LIDAR目标632和第四LIDAR目标633。第一LIDAR目标630和第二LIDAR目标631可以分别被第一回归反射材料620和第二回归反射材料621涂覆。
在操作期间，LIDAR装置610可以发射多个入射光束640。第一LIDAR目标630可以朝向LIDAR装置610回归反射多个光束640，作为多个回归反射光束650。多个回归反射光束650可以由于涂覆LIDAR目标630的回归反射材料620而生成。类似地，LIDAR目标631可以由于回归反射涂覆621而反射多个光束640，作为回归反射光束651。与第一LIDAR目标630和第二LIDAR目标631相反，第三LIDAR目标632和第四LIDAR目标633可以散射光束640。
因为第一LIDAR目标630和第二LIDAR目标631朝向LIDAR装置610回归反射多个光束640，作为回归反射光束650、651，所以与第三LIDAR目标632和第四LIDAR目标633相比，LIDAR装置610的范围可以对于第一LIDAR目标630和第二LIDAR目标631增加。例如，当第三LIDAR目标632和第四LIDAR目标633处于LIDAR装置610的20英尺内时，LIDAR装置610可以能够确定LIDAR装置610与第三LIDAR目标632和第四LIDAR目标633之间的距离。相反地，当第一LIDAR目标630和第二LIDAR目标631距离LIDAR装置610超过20英尺时，LIDAR装置610可以能够确定到第一LIDAR目标630和第二LIDAR目标631的距离。
范围增强LIDAR系统600的好处在于：系统600可以应用于特定LIDAR目标与LIDAR装置610可能相距很远距离的情况。例如，系统600可以应用于施工地图绘制、矿场地图绘制、火车转换站监视、港口安全监视、三维机场地图绘制/监视、高价值设施的周围监控、航天器对接机构、道路地图绘制和/或空中加油辅助。系统600的其它优点、好处和应用对于理解本公开的好处的本领域技术人员来说将是显而易见的。
参考图7，IR摄像系统的实施方式被描述并总体指定为700。IR摄像系统700可以包括IR束源710、回归反射材料720、IR目标730、IR摄像机760和处理器770。IR束源710、IR摄像机760和处理器770可以集成到单个装置，或IR摄像机760可以包括处理器770，如理解本公开的好处的本领域技术人员将理解的那样。回归反射材料720可以与IR目标730接触。IR束源可以包括任何IR光源。IR摄像机760可以包括被构造为检测IR波长范围内的光的任何类型的摄像机。回归反射材料720可以与回归反射材料120对应。
在操作期间，IR束源可以朝向IR目标730发射入射光束740。入射光束740可以在回归反射材料720处被接收并且作为回归反射光束750被回归反射到IR摄像机760。入射光束740和回归反射光束750二者可以与电磁谱的IR部分内的波长对应。处理器770可以从IR摄像机760接收IR图像。基于IR图像，处理器770可以检测和/或追踪IR目标730。追踪IR目标730可以包括监视IR目标730在二维平面内的位置。
与系统700关联的优点在于：与不包括回归反射材料720的系统相比，可以从更远的距离检测和/或追踪IR目标730。系统700的其它优点和好处对于已经理解本公开的好处的本领域技术人员来说将是显而易见的。
参考图8，红外摄像系统的实施方式被描述并总体指定为800。系统800可以包括IR束源710、回归反射材料720、IR目标730、IR摄像机760和处理器870。
在操作期间，IR束源710可以朝向IR目标730发射多个入射IR束840。入射IR束840可以被回归反射材料720回归反射作为回归反射IR束850。虽然图8将回归反射IR束850描述为以不同于入射IR束840的角度被回归反射，但是为了简化示出而大大地夸大了这些角度。为了示出，IR束源710和IR摄像机760可以共同位于单个位置，并且回归反射IR束850可以被回归反射回该单个位置。
在实施方式中，阴影目标880可以位于IR摄像机760与IR目标730之间。虽然IR目标730可以与回归反射材料720接触或涂覆有回归反射材料720，但是阴影目标880可以不包括任何回归反射材料。因此，阴影目标880可以不是回归反射的。阴影目标880可以在回归反射IR束850内投射阴影，从而从IR摄像机760的视角来看产生了阴影。例如，因为阴影目标880没有涂覆回归反射材料，所以阴影目标880可以散射和/或吸收入射光束840，而没有被阴影目标880吸收的光束可以被回归反射材料720回归反射回IR摄像机760。
处理器870可以被构造为从IR摄像机760接收IR图像并且检测和/或追踪位于IR摄像机760与IR目标730之间的阴影目标880。为了示出，IR目标730可以包括涂覆有回归反射材料720的一个或更多个表面，诸如墙面、地面或另外的表面。处理器870可以被构造为在包括IR目标730的表面的二维平面内检测和/或追踪阴影目标880。
与系统800关联的好处在于：阴影目标880不需要与回归反射材料接触。因此，阴影目标880可以在不要求由IR摄像机760的用户预先与阴影目标880接触的情况下被检测和/或追踪。其它的优点和好处对于理解本公开的好处的本领域技术人员来说将是显而易见的。
参考图9，IR摄像系统的实施方式被描述且总体指定为900。系统900包括IR束源710、回归反射材料720和IR目标730。系统900还包括第一IR摄像机960、第二IR摄像机961和处理器970。
在操作期间，回归反射材料720可以接收入射光束740并且将入射光束740反射作为第一回归反射光束950和第二回归反射光束951。第一回归反射光束950可以由第一IR摄像机960接收并且第二回归反射光束951可以由第二IR摄像机961接收。处理器970可以被构造为从第一IR摄像机960接收第一IR图像并且从第二IR摄像机961接收第二IR图像。处理器可以进一步被构造为基于从第一IR摄像机960接收的信息和从第二IR摄像机961接收的信息计算视差测量结果。基于视差测量结果，处理器970可以计算从固定点到IR目标730的距离。例如，固定点可以包括IR束源710、IR摄像机960、IR摄像机961、处理器970、另外的位置和/或与系统900相关的位置。在实施方式中，IR束源710、第一IR摄像机960、第二IR摄像机961和处理器970处于同一位置。
系统900的好处在于：可以使用来自IR波长范围的光在二维平面中检测和/或追踪IR目标730，同时可以确定到IR目标的距离。因此，可以在三维中检测和/或追踪IR目标730。系统900的其它优点和好处对于理解本公开的好处的本领域技术人员来说将是显而易见的。
参考图10，IR摄像系统的实施方式被描述且总体指定为1000。IR摄像系统1000可以包括IR束源710和IR摄像机860。IR摄像系统1000可以还包括第一回归反射材料1020、第一IR目标1030、第二回归反射材料1021、第二IR目标1031和处理器1070。
在操作期间，IR束源710可以发射第一入射IR束1040和第二入射IR束1041。第一入射IR束1040可以在第一回归反射材料1020处和第二回归反射材料1021处被接收。类似地，第二入射IR束1041可以在第一回归反射材料1020处和第二回归反射材料1021处被接收。第一回归反射材料1020可以被构造为回归反射第一入射IR束1040但是不回归反射第二入射IR束1041。例如，第一IR束1040可以与第一波长范围对应并且第二IR束1041可以与第二波长范围对应。第一回归反射材料1020可以对于第一波长范围内的光是回归反射的，但是对于第二波长范围内的光不是回归反射的。类似地，第二回归反射材料1021可以对于第二入射IR束1041是回归反射的，但是对于第一入射IR束1040不是回归反射的。回归反射材料1020可以生成第一回归反射IR束1050，而回归反射材料1021生成第二回归反射IR束1051。第一回归反射IR束1050可以与第一入射IR束1040对应并且第二回归反射IR束1051可以与第二入射IR束1041对应。
IR摄像机860可以接收第一回归反射IR束1050和第二回归反射IR束1051。例如，可以在IR摄像机760处从回归反射材料1020接收第一回归反射IR束1050。可以在IR摄像机760处从回归反射材料1021接收第二回归反射IR束1051。处理器1070可以被构造为从IR摄像机860接收图像。基于所述图像，处理器1070可以检测和/或追踪IR目标1030和IR目标1031。此外，基于第一回归反射IR束1050和第二回归反射IR束1051，处理器可以基于接收到的反射IR束750、751的波长来将第一IR目标1030与第二IR目标1031区分开。
系统1000的好处在于可以对多个目标进行标记并且将其彼此区分，同时在IR波长范围进行追踪。其它优点和好处对于理解本公开的好处的本领域技术人员来说可以是显而易见的。
参考图11，范围增强的方法的实施方式被描述和总体指定为1100。方法1100可以包括：在回归反射材料处接收来自电磁源的入射电磁束(在1102)。例如，回归反射材料120可以从LIDAR装置110接收光束140。作为另一示例，回归反射材料720可以从IR束源710接收光束740。
方法1100可以还包括：在回归反射材料处对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(在1104)。例如，回归反射材料120可以接收与第一波长范围对应的第一入射光束240和与第二波长范围对应的第二入射光束241。回归反射材料120可以使得与第一波长范围对应的第一入射光束240基本上通过并且可以基本上阻挡与第二波长范围对应的第二入射光束241。作为另一示例，回归反射材料1020可以使得第一入射IR束1040基本上通过并且基本上阻挡第二入射IR束1041，而回归反射材料1021可以使得第二入射IR束1041基本上通过并且基本上阻挡第一入射IR束1040。
方法1100还可以包括：将入射电磁束作为反射电磁束从回归反射材料回归反射回电磁源(在1106)。例如，回归反射材料120可以将入射光束140作为回归反射光束150反射回LIDAR装置110。作为另一示例，回归反射材料720可以将入射IR束740反射回IR摄像机750(IR摄像机750与IR束源710共同放置)。
方法1100可以使得LIDAR系统和/或IR摄像系统能够增加与LIDAR装置和/或IR摄像机关联的范围。通过增加LIDAR装置和/或IR摄像机的范围，方法1100可以应用于不包括回归反射材料的系统将不能够操作(诸如当待检测或追踪的目标远离电磁源和/或检测器时)的情况。
虽然已经示出并描述了各种实施方式，但是本公开不限于此并且将理解的是，本公开包括对于本领域技术人员来说显而易见的所有这些修改和变化。

Claims (14)

1.一种光探测和测距LIDAR系统，所述光探测和测距LIDAR系统包括：
LIDAR装置；
第一LIDAR目标，其中，所述LIDAR装置被构造为在所述第一LIDAR目标处引导光束；
第一回归反射材料，所述第一回归反射材料与所述第一LIDAR目标接触；
第二IR目标，其中，所述LIDAR装置被构造为在所述第二IR目标处引导光束；
第二回归反射材料，所述第二回归反射材料与所述第二IR目标接触，
其中，所述第一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，并且所述第二回归反射材料对于所述第一波长范围内的光是非回归反射的并且对于所述第二波长范围内的光是回归反射的。
2.根据权利要求1所述的光探测和测距LIDAR系统，其中所述第一波长范围包括红外光并且所述第二波长范围包括可见光。
3.根据权利要求1所述的光探测和测距LIDAR系统，其中，所述第一波长范围包括第一红外范围并且所述第二波长范围包括第二红外范围。
4.根据权利要求1所述的光探测和测距LIDAR系统，其中，所述第一回归反射材料和所述第二回归反射材料中的至少一者包括回归反射粉末，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。
5.根据权利要求1所述的光探测和测距LIDAR系统，其中，所述第一回归反射材料和所述第二回归反射材料中的至少一者包括回归反射漆、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或其组合。
6.根据权利要求1所述的光探测和测距LIDAR系统，其中，所述第一回归反射材料和所述第二回归反射材料中的至少一者包括回归反射结构，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。
7.根据权利要求6所述的光探测和测距LIDAR系统，其中，所述反射电磁束的发散角与所述入射电磁束的发散角相等。
8.根据权利要求6所述的光探测和测距LIDAR系统，其中，所述回归反射结构包括角锥棱镜或回归反射球。
9.根据权利要求6所述的光探测和测距LIDAR系统，其中，所述回归反射结构还包括滤光器，所述滤光器使得第一波长范围内的光通过并且阻挡第二波长范围内的光。
10.根据权利要求1所述的光探测和测距LIDAR系统，其中，所述LIDAR装置与所述LIDAR目标之间的距离大于20英尺。
11.一种光探测和测距方法，所述光探测和测距方法包括以下步骤：
在回归反射材料处接收来自电磁源的入射电磁束；
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通过并且阻挡第二波长范围内的光；
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；
在第一IR摄像机和第二IR摄像机处接收回归发射电磁束；
基于在所述第一IR摄像机和所述第二IR摄像机处接收的所述回归发射电磁束来计算视差测量结果；以及
基于所述视差测量结果来计算从固定点到IR目标的距离。
12.根据权利要求11所述的光探测和测距方法，所述方法还包括以下步骤：使用所述回归反射材料涂衬目标的表面。
13.根据权利要求11或12所述的光探测和测距方法，所述方法还包括以下步骤：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。
14.根据权利要求11或12所述的光探测和测距方法，所述方法还包括以下步骤：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追踪所述目标。
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