一种飞行器探测方法及高度控制方法技术

一种飞行器探测方法，飞行器中设置有探测装置，所述探测装置探测飞行器与被探测区域之间的距离或者垂直高度，其特征在于，所述探测装置中具有面阵光电传感器，所述探测装置在飞行器的飞行状态下，基于面阵光电传感器获得飞行器前下方被探测区域与飞行器间的距离或垂直高度，同时获得飞行器正下方被探测区域与飞行器之间的距离。一种飞行器高度控制方法，所述飞行装置通过所述的飞行器探测方法获得飞行器正下方被探测区域与飞行器间的垂直高度A，同时获得飞行器前下方被探测区域与飞行器间的垂直高度H1，H2，H3。Hn，飞行器中的飞行控制系统依据垂直高度A以及垂直高度H1，H2，H3。Hn，控制飞行器的飞行高度。

An aircraft detection method and height control method

【技术实现步骤摘要】
一种飞行器探测方法及高度控制方法
本申请涉及一种飞行器探测方法以及一种飞行器高度控制方法。
技术介绍
现有技术中，无人机在工作过程中需要实时测定自身的高度，通常采用距离传感器来收集无人机的高度数据。其中的距离传感器包括例如超声、双目视觉、激光雷达等装置。其中，在采用激光雷达的方式中，所述激光雷达固定于无人机上，在工作过程中，由激光雷达的发射模块发出探测光，该探测光出射到地面或者其他物体表面上被反射，形成回波信号，激光雷达的接收模块接收该回波信号，激光雷达依据发射模块发出的探测光与接收模块接收的回波信号的时间差、相位差或者三角位置关系，来计算无人机自身与地面或者物体表面之间的距离，从而确定无人机的飞行高度。但在现有技术中，所述激光雷达只能单点测量无人机的飞行高度，即激光雷达每次测距只能得到单个点的距离值。另外，无人机在飞行过程中具有一定的速度，通常的激光雷达只能探测单点的垂直方向的距离值，对于无人机在前下方的地面状况无法及时探测，因而，会产生无人机从进入到新的地形、到无人机做出飞行高度调整时，需要经过一段时间的延迟，将影响无人机的工作效率。另外，无人机在前向飞行或者后向飞行时，无人机的姿态会发生倾斜，此时单点的一个激光雷达，便不能准确探测无人机与无人机正下方的准确距离。针对以上现有技术的不足，飞行器无法对要经过的飞行地形进行提前预判或者进行提前探测的问题，本申请公开了一种飞行器探测方法以及一种飞行器高度控制方法。在飞行器上设置一个大视场角的面阵光电传感器来实现。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本申请公开了一种飞行器探测方法，飞行器中设置有探测装置，所述探测装置探测飞行器与被探测区域之间的距离或者垂直高度，所述探测装置中具有面阵光电传感器，所述探测装置在飞行器的飞行状态下，基于面阵光电传感器获得飞行器前下方被探测区域与飞行器间的距离或垂直高度，同时获得飞行器正下方被探测区域与飞行器之间的距离。根据本申请的其中一个方面，所述探测装置中包括红外光发射模块、接收模块和信号处理与控制模块；红外光发射模块发出经过正弦或者方波信号调制的红外探测光，该红外探测光出射到外部需要探测的被探测区域中；红外探测光遇到被探测区域中的物体后被反射，接收模块中的面阵光电传感器收到被反射的红外探测光，接收模块将光信号转换为电信号；信号处理与控制模块依据接收模块转换的电信号，计算得到距离信息。根据本申请的其中一个方面，所述探测装置基于相位飞行时间法计算得到距离信息。根据本申请的其中一个方面，所述探测装置在飞行器的飞行方向上具有60-160度的探测视场角度，在垂直于飞行器的飞行方向上具有5-15度的探测视场角度。根据本申请的其中一个方面，所述探测装置在飞行器飞行方向上的探测视场角度，以垂直向下为中心、对称设置；或者所述探测装置在飞行器飞行方向上的探测视场角度，以垂直向下为中心、非对称设置，并且以垂直向下为中心，在飞行器的飞行方向上的前下方探测视场角度大于后下方探测视场角度。根据本申请的其中一个方面，飞行器通过IMU模块获得飞行器在飞行状态下的倾斜角度；或者飞行器在飞行状态下具有固定的倾斜角度；探测装置依据飞行器在飞行状态下的倾斜角度调整面阵光电传感器中的光电传感器单元所对应的探测角度。根据本申请的其中一个方面，所述飞行器基于面阵光电传感器获得飞行器前下方被探测区域与飞行器间的垂直高度H1，H2，H3。。。Hn，其中n为面阵光电传感器对飞行器前下方被探测区域进行探测的光电传感器单元的个数。一种飞行器高度控制方法，所述飞行装置通过上述任意一实施例所述的飞行器探测方法获得飞行器正下方被探测区域与飞行器间的垂直高度A，同时获得飞行器前下方被探测区域与飞行器间的垂直高度H1，H2，H3。。。Hn，n为面阵光电传感器对飞行器前下方被探测区域进行探测的光电传感器单元的个数，且Hn为面阵光电传感器中最前方光电传感器单元所探测的垂直高度值；飞行器中的飞行控制系统依据垂直高度A以及垂直高度H1，H2，H3。。。Hn，控制飞行器的飞行高度。根据本申请的其中一个方面，-飞行器开始工作，持续以50-500Hz的频率更新所述垂直高度A以及所述垂直高度H1，H2，H3。。。Hn；-飞行器悬停，飞行器中的飞行控制模块控制飞行器与正下方的被探测区域的垂直高度至高度B，其中高度B为设置的飞行器在飞行状态下与被探测区域间的垂直飞行高度；-飞行器向前飞行，如果Hn等于B，且A等于B，则飞行控制模块不调整飞行器的飞行高度；如果Hn小于B，则飞行控制模块控制飞行器提高B-Hn的高度；如果Hn大于B，且A等于B，则飞行控制模块不调整飞行器的飞行高度；如果Hn大于B，且A大于B，则飞行控制模块降低飞行器的飞行高度，直至A等于B。根据本申请的其中一个方面，-飞行器开始工作，并持续以50-500Hz的频率更新所述垂直高度A以及所述垂直高度H1，H2，H3。。。Hx。。。Hn；其中Hx为面阵光电传感器中对前下方进行探测的第x个位置的光电传感单元所探测的垂直高度；-飞行器悬停，飞行器中的飞行控制模块控制飞行器与正下方被探测区域的垂直高度至高度B，其中高度B为设置的飞行器在飞行状态下与被探测区域间的垂直飞行高度；-飞行器向前飞行，如果Hx等于B，且A等于B，则飞行控制模块不调整飞行器的飞行高度；如果Hx小于B，则飞行控制模块控制飞行器提高B-Hx的高度；如果Hx大于B，且A等于B，则飞行控制模块不调整飞行器的飞行高度；如果Hx大于B，且A大于B，则飞行控制模块降低飞行器的飞行高度，直至A等于B。附图说明图1是探测装置结构示意图。图2是面阵光电传感器结构示意图。图3是探测装置探测视场角度对称设置示意图。图4是探测装置探测视场角度非对称设置上示意图。具体实施方式本申请实施例公开了一种飞行器探测系统及一种飞行器探测方法。其中所述飞行器探测系统包括飞行器以及固定在飞行器上的探测装置。飞行器中的探测装置，如附图1所示，包括红外光发射模块10、接收模块20、信号处理与控制模块30。其中，所述信号处理与控制模块30与接收模块20相连接。其中，接收模块20中具有面阵光电传感器。当探测装置接收到工作指令后，红外光发射模块10发出经过调制信号调制的红外探测光，该红外探测光出射到外部需要探测的被探测区域中。红外探测光遇到物体（即障碍物）后被反射，接收模块20收到被反射的红外探测光，接收模块将光信号转换为电信号，信号处理与控制模块30依据接收模块转换的电信号，基于飞行时间法计算所述探测装置与物体之间的距离。信号处理与控制模块30中包括控制单元（MCU）以及时钟电路、数据传输单元等。在其中的一实施例中，该信号处理与控制模块30中还包括数据存储单元、和/或同步滤波电路模块。其中，红外光发射模块10上固定设置有红外光源，所述红外光源发出发散的红外探测光光束。在优选的实施例中，所述红外光源为LED光源。红外光发射模块10上还具有用于驱动光源工作的驱动电路。其中，接收模块或者信号处理与控制模块发送正弦或者方波调制信号到红外光发射模块，红外光发射模块中的红外光源发出经过方波或者正弦信号调制的红外探测光。其中，接收模块20中具有面阵光电传感器，该面阵光电传感器将接收到的被物体反射的光信号转换为电信号。所述面阵光电传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种飞行器探测方法，飞行器中设置有探测装置，所述探测装置探测飞行器与被探测区域之间的距离或者垂直高度，其特征在于，所述探测装置中具有面阵光电传感器，所述探测装置在飞行器的飞行状态下，基于面阵光电传感器获得飞行器前下方被探测区域与飞行器间的距离或垂直高度，同时获得飞行器正下方被探测区域与飞行器之间的距离。

【技术特征摘要】
1.一种飞行器探测方法，飞行器中设置有探测装置，所述探测装置探测飞行器与被探测区域之间的距离或者垂直高度，其特征在于，所述探测装置中具有面阵光电传感器，所述探测装置在飞行器的飞行状态下，基于面阵光电传感器获得飞行器前下方被探测区域与飞行器间的距离或垂直高度，同时获得飞行器正下方被探测区域与飞行器之间的距离。2.根据权利要求1所述的一种飞行器探测方法，其特征在于，所述探测装置中包括红外光发射模块、接收模块和信号处理与控制模块；红外光发射模块发出经过正弦或者方波信号调制的红外探测光，该红外探测光出射到外部需要探测的被探测区域中；红外探测光遇到被探测区域中的物体后被反射，接收模块中的面阵光电传感器收到被反射的红外探测光，接收模块将光信号转换为电信号；信号处理与控制模块依据接收模块转换的电信号，计算得到距离信息。3.根据权利要求1所述的一种飞行器探测方法，其特征在于，所述探测装置基于相位飞行时间法计算得到距离信息。4.根据权利要求1所述的一种飞行器探测方法，其特征在于，所述探测装置在飞行器的飞行方向上具有60-160度的探测视场角度，在垂直于飞行器的飞行方向上具有5-15度的探测视场角度。5.根据权利要求1-4之一所述的一种飞行器探测方法，其特征在于，所述探测装置在飞行器飞行方向上的探测视场角度，以垂直向下为中心、对称设置；或者所述探测装置在飞行器飞行方向上的探测视场角度，以垂直向下为中心、非对称设置，并且以垂直向下为中心，在飞行器的飞行方向上的前下方探测视场角度大于后下方探测视场角度。6.根据权利要求1-4之一所述的一种飞行器探测方法，其特征在于，飞行器通过IMU模块获得飞行器在飞行状态下的倾斜角度；或者飞行器在飞行状态下具有固定的倾斜角度；探测装置依据飞行器在飞行状态下的倾斜角度调整面阵光电传感器中的光电传感器单元所对应的探测角度。7.根据权利要求1-4之一所述的一种飞行器探测方法，其特征在于，所述飞行器基于面阵光电传感器获得飞行器前下方被探测区域与飞行器间的垂直高度H1，H2，H3…Hn，其中n为面阵光电传感器对飞行器前下方被探测区域进行探测的...

【专利技术属性】
技术研发人员：疏达，郑凯，李远，
申请(专利权)人：北醒北京光子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11