[發明專利]一種飛行器探測方法及高度控制方法

在審

• 申請號: 201710758943.4
• 申請日: 2017-08-29
• 公開（公告）號: CN107544073A
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 疏達;鄭凱;李遠
• 申請（專利權）人: 北醒（北京）光子科技有限公司
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本申請涉及一種飛行器探測方法以及一種飛行器高度控制方法。

背景技術

現有技術中，無人機在工作過程中需要實時測定自身的高度，通常采用距離傳感器來收集無人機的高度數據。其中的距離傳感器包括例如超聲、雙目視覺、激光雷達等裝置。

其中，在采用激光雷達的方式中，所述激光雷達固定于無人機上，在工作過程中，由激光雷達的發射模塊發出探測光，該探測光出射到地面或者其他物體表面上被反射，形成回波信號，激光雷達的接收模塊接收該回波信號，激光雷達依據發射模塊發出的探測光與接收模塊接收的回波信號的時間差、相位差或者三角位置關系，來計算無人機自身與地面或者物體表面之間的距離，從而確定無人機的飛行高度。

但在現有技術中，所述激光雷達只能單點測量無人機的飛行高度，即激光雷達每次測距只能得到單個點的距離值。另外，無人機在飛行過程中具有一定的速度，通常的激光雷達只能探測單點的垂直方向的距離值，對于無人機在前下方的地面狀況無法及時探測，因而，會產生無人機從進入到新的地形、到無人機做出飛行高度調整時，需要經過一段時間的延遲，將影響無人機的工作效率。另外，無人機在前向飛行或者后向飛行時，無人機的姿態會發生傾斜，此時單點的一個激光雷達，便不能準確探測無人機與無人機正下方的準確距離。

針對以上現有技術的不足，飛行器無法對要經過的飛行地形進行提前預判或者進行提前探測的問題，本申請公開了一種飛行器探測方法以及一種飛行器高度控制方法。在飛行器上設置一個大視場角的面陣光電傳感器來實現。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本申請公開了一種飛行器探測方法，飛行器中設置有探測裝置，所述探測裝置探測飛行器與被探測區域之間的距離或者垂直高度，所述探測裝置中具有面陣光電傳感器，所述探測裝置在飛行器的飛行狀態下，基于面陣光電傳感器獲得飛行器前下方被探測區域與飛行器間的距離或垂直高度，同時獲得飛行器正下方被探測區域與飛行器之間的距離。

根據本申請的其中一個方面，所述探測裝置中包括紅外光發射模塊、接收模塊和信號處理與控制模塊；紅外光發射模塊發出經過正弦或者方波信號調制的紅外探測光，該紅外探測光出射到外部需要探測的被探測區域中；紅外探測光遇到被探測區域中的物體后被反射，接收模塊中的面陣光電傳感器收到被反射的紅外探測光，接收模塊將光信號轉換為電信號；信號處理與控制模塊依據接收模塊轉換的電信號，計算得到距離信息。

根據本申請的其中一個方面，所述探測裝置基于相位飛行時間法計算得到距離信息。

根據本申請的其中一個方面，所述探測裝置在飛行器的飛行方向上具有60-160度的探測視場角度，在垂直于飛行器的飛行方向上具有5-15度的探測視場角度。

根據本申請的其中一個方面，所述探測裝置在飛行器飛行方向上的探測視場角度，以垂直向下為中心、對稱設置；或者所述探測裝置在飛行器飛行方向上的探測視場角度，以垂直向下為中心、非對稱設置，并且以垂直向下為中心，在飛行器的飛行方向上的前下方探測視場角度大于后下方探測視場角度。

根據本申請的其中一個方面，飛行器通過IMU模塊獲得飛行器在飛行狀態下的傾斜角度；或者飛行器在飛行狀態下具有固定的傾斜角度；探測裝置依據飛行器在飛行狀態下的傾斜角度調整面陣光電傳感器中的光電傳感器單元所對應的探測角度。

根據本申請的其中一個方面，所述飛行器基于面陣光電傳感器獲得飛行器前下方被探測區域與飛行器間的垂直高度H1，H2，H3。。。Hn，其中n為面陣光電傳感器對飛行器前下方被探測區域進行探測的光電傳感器單元的個數。

一種飛行器高度控制方法，所述飛行裝置通過上述任意一實施例所述的飛行器探測方法獲得飛行器正下方被探測區域與飛行器間的垂直高度A，同時獲得飛行器前下方被探測區域與飛行器間的垂直高度H1，H2，H3。。。Hn，n為面陣光電傳感器對飛行器前下方被探測區域進行探測的光電傳感器單元的個數，且Hn為面陣光電傳感器中最前方光電傳感器單元所探測的垂直高度值；飛行器中的飛行控制系統依據垂直高度A以及垂直高度H1，H2，H3。。。Hn，控制飛行器的飛行高度。

根據本申請的其中一個方面，-飛行器開始工作，持續以50-500Hz的頻率更新所述垂直高度A以及所述垂直高度H1，H2，H3。。。Hn；

-飛行器懸停，飛行器中的飛行控制模塊控制飛行器與正下方的被探測區域的垂直高度至高度B，其中高度B為設置的飛行器在飛行狀態下與被探測區域間的垂直飛行高度；