发明名称 雷射光学区域扫描器和向应系统和方法
摘要 本发明所揭露的系用于侦测目标物特征的多重雷射光学感测系统和方法。本发明利用一雷射物件侦测系统侦测在受监控的区域(100)中物件(110)的存在,并且当侦测到物件时可以选择性地产生一受控的向应。利用一垂直腔表面发光雷射结构(105)发射至少两个雷射信号至受监控的区域。至少一侦测器(103)接收任何未被物件(110)阻隔的雷射信号。该系统会利用微处理器(101)决定在该环境(100)中物件(110)是否存在,并且藉由比较所接收之相关的雷射信号及储存于记忆体(114)中的物件特征来决定物件的特征(113)。该系统可以根据所决定的物件特征以及/或是比对向应条件选择性地产生一受控的向应(115)。
申请公布号 TW569028 申请公布日期 2004.01.01
申请号 TW091107457 申请日期 2002.04.12
申请人 哈尼威尔国际公司 发明人 吉米A 塔同;詹姆斯K 古特
分类号 G01S7/41 主分类号 G01S7/41
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种区域扫描器系统,其包括:一雷射源(105),具有至少两个信号发射孔的;至少一侦测器(103),操作上系用以回应该雷射源(105)所发射的信号;一微处理器(101),其操作上会耦合该至少一侦测器(103);以及一控制模组(108),用以在当环境(100)中至少有一物件(110)存在时触发一向应;其中该雷射源(105)会发射至少两个雷射信号至一个该系统先前便已经知道没有物件存在的环境(100)中,在该信号通过该环境(100)之后,该至少一侦测器(103)便会侦测该至少两个雷射信号,而该微处理器(101)分析该(等)侦测器(103)所接收到的该雷射信号,以决定该系统所知道的物件是否存在该环境(100)内。2.如申请专利范围第1项之系统,进一步包括一记忆体(102),以进一步提供无目标物的环境以及/或是已知的目标物的特征资料给该系统。3.如申请专利范围第2项之系统,其中该物件特征系由该系统根据该侦测器(103)在新进入该环境(100)中的物件干扰之后所接收之该雷射信号与储存在该资料库(102)中的该目标物特征的比较结果而决定。4.如申请专利范围第1项之系统,其中该雷射(105)包括一垂直腔表面发光雷射。5.如申请专利范围第1项之系统,进一步包括一资料库(102),用以储存与物件相关的参考特征并且储存作为目标物资料,以及用于存取该参考特征以传送给该微处理器(101)。6.如申请专利范围第5项之系统,其中该雷射源(105)发射至少两个雷射信号至被一物件(110)占据的环境(100)中,在该信号通过含有至少一物件(110)的环境(100)之后,该至少一侦测器(103)侦测到该至少两个雷射信号,而该微处理器(101)会根据将该侦测器(103)所接收到的该信号与储存在该资料库(102)中的该物件特征的比较结果以决定物件特征。7.如申请专利范围第5项之系统,其中该雷射(105)包括一垂直腔表面发光雷射。8.一种利用物件侦测系统侦测在受监控的区域中物件的存在的方法,并且当侦测到物件时可以选择性地产生一向应,该方法包括下列步骤:利用一垂直腔表面发光雷射结构发射至少两个雷射信号(111)至受监控的区域;利用至少一侦测器接收任何未被该物件阻隔的雷射信号(112);利用微处理器决定在该环境中物件是否存在(113),其中当至少一该雷射信号被至少一物件阻隔时,便有一物件存在;藉由比较该侦测器所接收之与该物件相关的雷射信号的特征及储存于记忆体中的物件特征来决定该物件的特征(114);以及根据所决定的物件特征选择性地产生一控制器向应(115)以及比对向应相互关联准则。9.如申请专利范围第8项之方法,进一步包括训练一物件侦测系统106以透过下列的步骤决定物件的特征:利用一垂直腔表面发光雷射结构一次发射至少一雷射信号某个环境中;至少一测试物件会阻隔至少其中一该雷射信号;利用至少一侦测器接收未被该测试物件阻隔之雷射信号,该雷射信号代表物件特征;以及将该物件特征储存于一记忆体中。图式简单说明:图1所示的系垂直腔表面发光雷射结构的图式;图2所示的系发射两个不同的光信号2(a)及2(b)图样的垂直腔表面发光雷射结构的图式;图3所示的系从垂直腔表面发光雷射结构静态发射的光信号到达侦测器之前被一目标物阻隔的图式;图4所示的系垂直腔表面发光雷射结构循环不同的光信号发射图样以决定该目标物的映射的图式。在4(a)中,形成一垂直线的光信号全被一垂直条状的目标物阻隔而不会到达侦测器。当如4(b)有不同的信号图样射出时,形成一直角,便会有一信号到达该侦测器。但是,如4(c)所示如果有直角形状的目标物存在的话,便会阻隔图4(b)中相同直角形状的图样;图5所示的系在5(a)及5(b)中发射相同光信号图样的垂直腔表面发光雷射结构。在5(a)中目标物会阻隔所有的发射信号,而在5(b)中不同的目标物则不会阻隔所有的信号,只能辨识特定的目标物;图6所示的系所发射的光信号,其穿过6(a)单一透镜产生一放大的发射阵列影像,以及穿过6(b))组合透镜系统产生发射阵列的扩大的影像;图7所示的系穿过透镜阵列的发射的光信号。在7(a)中的透镜阵列会扩大光信号的直径而不会改变其中心点间隔。在7(b)中的透镜阵列会扩大所发射的光信号的直径并且改变所发射的光信号的方向;图8所示的系从垂直腔表面发光雷射结构连续发射的光信号到达侦测器之前被物件阻隔的图式;图9所示的系透镜如何将垂直腔表面发光雷射结构所发射的光信号展开至被目标物占据的环境中,其中所发射的信号会从该目标物反射并且到达该侦测器;图10所示的系本发明的系统;以及图11所示的系本发明的方法的流程图。
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