[發明專利]用適于無人機速度的濾波確定無人機與障礙間距的電子設備、無人機、確定法及計算機程序

在審

• 申請號: 201810555641.1
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN109001742A
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 法比安·雷蒙;杰羅姆·胡里烏
• 申請（專利權）人: 鸚鵡無人機股份有限公司
• 主分類號: G01S15/93
• 分類號: G01S15/93;G01S15/10
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 程鋼

用于確定無人機(10)與障礙物(14)之間的距離的電子設備(12)包括：發射模塊(40)，所述發射模塊用于命令向所述障礙物發射超聲信號；接收模塊(42)，所述接收模塊用于接收表示由所述障礙物反射的超聲信號的信號；計算模塊(44)，所述計算模塊用于根據接收到的信號計算所述無人機與所述障礙物之間的距離；濾波模塊(46),所述濾波模塊包括與相應的多普勒偏移匹配的至少一個濾波器，每個匹配濾波器根據應用了相應多普勒偏移的發射超聲信號與所接收的超聲信號的卷積生成相應的濾波信號；所述計算模塊(44)然后根據來自所述濾波模塊(46)的濾波信號計算所述無人機與所述障礙物之間的距離。

技術領域

本發明涉及一種用于確定無人機與障礙物之間的距離的電子設備。所述電子確定設備包括：發射模塊，所述發射模塊被配置為命令向所述障礙物發射超聲信號；接收模塊，所述接收模塊被配置為接收表示由所述障礙物反射的超聲信號的信號；以及計算模塊，所述計算模塊被配置為根據接收到的信號計算所述無人機與所述障礙物之間的距離。

本發明還涉及一種包括這種電子確定設備的無人機。

本發明還涉及一種用于確定無人機與障礙物之間的距離的方法，所述方法由電子設備執行。

本發明還涉及包括軟件指令的計算機程序，所述軟件指令在由計算機執行時實現這種確定方法。

本發明涉及無人機(即遙控飛行機動裝置)領域。本發明特別適用于固定翼無人機以及旋翼無人機(例如四旋翼無人機)。

背景技術

文獻EP2,400,460A1公開了一種包括用于確定前述類型的距離的電子系統的無人機。該無人機是旋翼無人機，能夠使用便攜式電子設備(如智能手機或電子平板電腦)進行駕駛。

無人機配有超聲高度計，向地面超聲波束，可以隨時確定無人機相對于地面的高度。超聲高度計然后形成用于確定無人機相對于形成障礙物的地面的距離的電子設備。

超聲高度計(也稱為超聲測距儀)通常包括產生朝向地面的超聲波束的電聲換能器。然后，該波束在地面上的反射產生由換能器接收的聲學回波，然后基于將波束發射與第一回波的接收分開的時長以及聲速來計算行進的聲學路徑的長度，從而可以估計無人機相對于地面的高度。

然而，由這種電子確定設備提供的距離并不總是非?？煽浚⑶覠o人機的駕駛有時會有點突然，特別是在著陸階段。

發明內容

于是，本發明的目的是提出一種用于確定無人機與障礙物之間的距離的電子設備，使得可以更可靠且更精確地計算無人機與障礙物之間的距離，并且然后使得有可能減少無人機駕駛期間(特別是在著陸階段)的任何顛簸。

為此，本發明涉及一種用于確定前述類型的距離的電子設備，其中所述電子確定設備還包括濾波模塊，所述濾波模塊包括與相應的多普勒偏移匹配的至少一個濾波器，每個匹配濾波器被配置為根據應用了相應多普勒偏移的所發射的超聲信號與所接收的超聲信號的卷積生成相應的濾波信號；所述計算模塊然后被配置為根據來自所述濾波模塊的濾波信號來計算所述無人機與所述障礙物之間的距離。

所述濾波模塊包括與相應的多普勒偏移相匹配的至少一個濾波器，每個匹配濾波器被配置為根據應用了相應的多普勒偏移的所發射的超聲信號與接收到的超聲信號的卷積生成相應的濾波信號，然后可以增加提供給所述計算模塊的信號的信噪比。

然后所述計算模塊能夠更可靠和更精確地根據來自所述濾波模塊的濾波信號計算所述無人機與所述障礙物之間的距離。使用所述電子確定設備，分辨率通常小于10cm。

所述電子確定設備還可以具有更好的范圍，即，增加無人機與障礙物之間的距離的最大值，其針對給定的分辨率確定，如果分辨率為10cm，所確定的距離例如能夠達到30m。

根據本發明的其他有利方面，所述電子確定設備包括單獨或根據所有技術上可能的組合考慮的以下特征中的一個或多個：