[發(fā)明專利]一種無(wú)人機(jī)測(cè)距方法、裝置及無(wú)人機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710726019.8
• 申請(qǐng)日: 2017-08-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109425865B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 簡(jiǎn)羽鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市道通智能航空技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01S17/10
• 分類號(hào): G01S17/10;G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 深圳市六加知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44372
• 代理人: 王廣濤

本發(fā)明實(shí)施方式公開(kāi)了一種無(wú)人機(jī)測(cè)距方法、裝置及無(wú)人機(jī)。方法包括：無(wú)人機(jī)控制向地面發(fā)射頻率為第一調(diào)制頻率的第一調(diào)制光，獲取接收到的第一調(diào)制光與發(fā)射的第一調(diào)制光的第一相位偏差，根據(jù)第一相位偏差及第一調(diào)制頻率計(jì)算出無(wú)人機(jī)的第一對(duì)地距離；控制向地面發(fā)射頻率為第二調(diào)制頻率的第二調(diào)制光，獲取接收的第二調(diào)制光與發(fā)射的第二調(diào)制光及第二調(diào)制頻率的第二相位偏差，根據(jù)第二相位偏差計(jì)算出無(wú)人機(jī)的第二對(duì)地距離；根據(jù)第一對(duì)地距離和第二對(duì)地距離，計(jì)算出無(wú)人機(jī)的最終對(duì)地距離。本發(fā)明實(shí)施方式能夠通過(guò)不同頻率的組合測(cè)得的最終對(duì)地距離，避免了超量程部分的干擾，提高了無(wú)人機(jī)測(cè)量對(duì)地高度數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施方式涉及無(wú)人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種無(wú)人機(jī)測(cè)距方法、裝置及無(wú)人機(jī)。

背景技術(shù)

無(wú)人機(jī)應(yīng)用時(shí)，采用TOF技術(shù)獲取距離信息。其中TOF是飛行時(shí)間(Time ofFlight)技術(shù)的縮寫，傳感器發(fā)出經(jīng)調(diào)制的近紅外光或激光，遇物體后反射，通過(guò)計(jì)算光線發(fā)射和反射時(shí)間差或相位差，來(lái)?yè)Q算被拍攝景物的距離，以產(chǎn)生深度距離信息。但是現(xiàn)有的TOF技術(shù)在高幀率下進(jìn)行測(cè)距時(shí)，需要保證數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。

現(xiàn)有技術(shù)中解決TOF測(cè)距的方案中，通過(guò)加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)的濾波處理，具體的濾波方法,是基于歷史數(shù)據(jù)計(jì)算和修正當(dāng)前數(shù)據(jù),需要記錄當(dāng)前值和歷史值,舉個(gè)簡(jiǎn)單示例說(shuō)明:

value＝0.3*current_value+0.7*(old_value1+old_value2+)/2；

其中，value為濾波結(jié)果，current_value表示本次測(cè)量值，old_value1:表示上次計(jì)算值，old_value2:表示上上次計(jì)算值。

即當(dāng)前測(cè)量的計(jì)算值＝當(dāng)前測(cè)量值*0.3+歷史均值*0.7；

這樣做的缺陷就是如果測(cè)量值發(fā)生了偏離,會(huì)需要經(jīng)過(guò)許多次修正,即多輪測(cè)量才修正過(guò)來(lái),表現(xiàn)為延遲數(shù)據(jù)的波動(dòng)被抑制測(cè)距精度,通過(guò)加入強(qiáng)濾波,可以使數(shù)據(jù)的波動(dòng)在1-2cm,但是帶來(lái)非常大的延時(shí)。

由于TOF具有周期性,當(dāng)測(cè)距時(shí)超過(guò)無(wú)人機(jī)的量程后,又重新開(kāi)始下一個(gè)周期的測(cè)量,傳感器本身無(wú)法區(qū)分這樣的多周期，因此無(wú)人機(jī)在飛到超出TOF量程后，仍然收到有效的距離值信息，會(huì)干擾無(wú)人機(jī)的姿態(tài)調(diào)整，嚴(yán)重可能引起“炸機(jī)”(飛機(jī)墜落)風(fēng)險(xiǎn)，又稱“野值”問(wèn)題。其中野值是指超過(guò)量程后,仍然檢測(cè)到距離值,其值又在合理范圍內(nèi)。野值是隨機(jī)出現(xiàn)的,有可能單獨(dú)出現(xiàn)有可能連續(xù)出現(xiàn)，連續(xù)出現(xiàn)是由多周期造成的。

在無(wú)人機(jī)的測(cè)距過(guò)程中，當(dāng)距離達(dá)到量滿量程時(shí),反射信號(hào)本身就很弱了,會(huì)造成大波動(dòng)；我們的飛行時(shí)間檢測(cè)的是相位,具有周期性,在接近滿量程時(shí),可能進(jìn)入下一個(gè)周期了,例如相位的范圍是0-3000LSB,如果檢測(cè)到3001,則會(huì)被當(dāng)成1,可能從30m直接跳動(dòng)到1cm，因此無(wú)人機(jī)在測(cè)距時(shí)在有效測(cè)距量程臨界的位置會(huì)出現(xiàn)異常值，如有效測(cè)距量程臨界值為30m時(shí)，在測(cè)量30m時(shí)，在25m-30m之內(nèi)有可能出現(xiàn)野值。

因此現(xiàn)有技術(shù)中的無(wú)人機(jī)測(cè)距時(shí)，均采用固定一種頻率來(lái)測(cè)量對(duì)地距離，在頻率的有效量程內(nèi)會(huì)有異常值出現(xiàn)，而且出現(xiàn)的異常值數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致測(cè)距不準(zhǔn)確。在無(wú)人機(jī)飛行過(guò)程中，測(cè)距不準(zhǔn)確則會(huì)影響無(wú)人機(jī)的飛行判斷，為無(wú)人機(jī)的穩(wěn)定飛行帶來(lái)了隱患。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施方式主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種無(wú)人機(jī)測(cè)距方法、裝置及無(wú)人機(jī)，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中的無(wú)人機(jī)測(cè)距時(shí)，采用一種固定頻率來(lái)測(cè)量對(duì)地距離，在頻率的有效量程內(nèi)有異常值出現(xiàn)，而且出現(xiàn)的異常值數(shù)據(jù)不穩(wěn)定的問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施方式采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種無(wú)人機(jī)測(cè)距方法，應(yīng)用于設(shè)置有光線發(fā)射模塊和光線接收模塊的無(wú)人機(jī)，

其中，方法包括：