用于微型无人机的飞行地形识别的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种表面识别装置，其通过飞行器用于表面的自主运动，所述装置包括：探测头，探测头包括用于性质的至少一个传感器，所述特性取决于探测头的中心到表面的距离，每个传感器覆盖以视线(ZC)为中心的探测区域(ZV)；用于每个传感器的探测区域(ZV)的定向的系统(24)；以及控制器，控制器处理来自每个传感器的信号并基于所述信号对系统(24)进行控制。控制器估算垂线到表面的方向，并使用所述系统(24)来将每个传感器的视线(ZC)沿与所述垂线的方向间隔重新定向角的方向进行旋转。

Method and apparatus for flying terrain recognition for a miniature unmanned aerial vehicle

The present invention relates to a surface recognition device, the aircraft used for autonomous motion on the surface of the device comprises a probe, the probe comprises at least one sensor for the nature, the characteristic depends on the probe center distance to the surface of each sensor cover to the line of sight (ZC) detection area as the center the (ZV); to detect area of each sensor (ZV) system oriented (24); and a controller, the controller signal from each sensor and the signal based on the control system (24). The controller estimates the direction of the perpendicular to the surface, and uses the system (24) to rotate each sensor's line of sight (ZC) along the direction of the reorientation angle spaced from the direction of the vertical line.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种表面识别装置，其用于识别距表面的一定距离处的移动飞行器的自主运动，所述表面识别装置包括：a)表面探测头，其限定出固定至探测头的坐标系，该坐标系具有位于探测头的中心处的原点，该坐标系还具有前进轴、偏航轴、上升轴，探测头包括用于参量的至少一个传感器，该参量取决于探测头的中心距表面的距离，每个传感器覆盖以视线为中心的探测区域；b)定向系统，其用于通过使探测区域绕偏航轴旋转来对每个传感器的探测区域进行定向；以及c)控制器，其适于接收和处理来自每个传感器的信号并基于所述信号来控制用于对探测区域进行定向的系统。
技术介绍
这种装置在由专家Fabien和FranckRuffier于2012年10月16日在“IEEE的关于智能机器人与系统(IROS)的国际会议，维拉摩拉：葡萄牙”中发表的文章“借助光流来控制圆形高顶隧道中的对接、高度和速度(Controllingdocking，altitudeandspeedinacircularhigh-roofedtunnelthankstotheopticflow)”中已描述。该文章随后将被称为“IROS文章”。IROS文章中描述了一种微型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种表面(S)识别装置(14)，用于距所述表面(S)的一定距离处的移动飞行器(2)的自主运动，所述表面识别装置(14)包括：d)表面探测头(22)，所述表面探测头(22)限定出固定至所述探测头的坐标系(L)，所述坐标系(L)具有原点(E)、前进轴(Xe)、偏航轴(Ye)、上升轴(Ze)，所述原点(E)位于所述探测头(22)的中心处，所述探测头(22)包括用于参量(ω)的至少一个传感器(28)，所述参量(ω)取决于所述探测头的中心(E)距所述表面(S)的距离(D表面)，每个所述传感器(28)覆盖以视线(ZC)为中心的探测区域(ZV)；e)定向系统(24)，所述定向系统(24)用于通过使所述探测区...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.18 FR 13602111.一种表面(S)识别装置(14)，用于距所述表面(S)的一定距离处的移动飞行器(2)的自主运动，所述表面识别装置(14)包括：d)表面探测头(22)，所述表面探测头(22)限定出固定至所述探测头的坐标系(L)，所述坐标系(L)具有原点(E)、前进轴(Xe)、偏航轴(Ye)、上升轴(Ze)，所述原点(E)位于所述探测头(22)的中心处，所述探测头(22)包括用于参量(ω)的至少一个传感器(28)，所述参量(ω)取决于所述探测头的中心(E)距所述表面(S)的距离(D表面)，每个所述传感器(28)覆盖以视线(ZC)为中心的探测区域(ZV)；e)定向系统(24)，所述定向系统(24)用于通过使所述探测区域绕所述偏航轴(Ye)旋转来对每个所述传感器(28)的探测区域(ZV)进行定向；以及f)控制器(26)，所述控制器(26)适用于接收和处理来自每个所述传感器(28)的信号并基于所述信号来控制用于对所述探测区域(ZV)进行定向的系统(24)，其特征在于，所述控制器(26)被配置成：基于所述信号在所述坐标系(L)中估算垂线(N)到所述表面(S)的方向，并且通过使用所述定向系统(24)来将每个所述传感器(28)的观察区域的视线(ZC)旋转至与所述垂线(N)的方向间隔确定的重新定向角(γ)的方向中。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述重新定向角(γ)介于0°和90°之间。3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，每个所述传感器(28)是光流传感器，并且其中，所述控制器(26)被配置成：基于由每个光流传感器(28)传递的信号通过确定最大光流方向(M)来估算所述垂线(N)到所述表面(S)的方向。4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述控制器(26)被配置成通过执行以下步骤来确定最大光流方向(M)：a)通过由每个所述光流传感器(28)提供的光流信号的回归分析，尤其是通过最小二乘法，从所述探测区域(ZV)的视线(ZC)在所述坐标系(L)中的定向(Φ)确定所述光流的函数(ω＝f(Φ))；以及b)优选地，通过所述函数(ω＝f(Φ))的微分，确定所述探测区域(ZV)的视线(ZC)的定向所述函数(ω＝f(Φ))为此具有最大值。5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述控制器(26)进一步被配置成：基于所述信号计算置信度指数，并基于所述置信度指数的值对所述垂线(N)到所述表面(S)的方向的估算进行验证或拒绝。6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述探测头...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗兰克·鲁费尔，法比恩·埃克斯佩，
申请(专利权)人：艾克斯马赛大学，国家科学研究中心，
类型：发明
国别省市：法国;FR