微波雷达的测距方法、微波雷达、计算机存储介质、无人飞行器及其控制方法技术

一种微波雷达(200)的测距方法、微波雷达(200)、计算机存储介质、无人飞行器及其控制方法，测距方法包括：控制微波雷达(200)的信号发射器在绕一转轴旋转时发射微波信号(S101)；获取由发射信号的频率和回波信号的频率混频后的中频信号的频率(S102)；以及根据中频信号的频率，确定微波雷达(200)与反射目标之间的距离(S103)。通过控制微波雷达(200)的信号发射器在绕一转轴旋转时发射微波信号，而后获取并根据中频信号的频率确定微波雷达(200)与反射目标之间的距离，从而可以确定微波雷达(200)所处的高度信息及地貌起伏信息，可以有效地保证无人飞行器飞行的安全可靠性，进一步提高了该测距方法的实用性。

Ranging method of microwave radar, microwave radar, computer storage medium, unmanned aerial vehicle and its control method

A ranging method for a microwave radar (200), a microwave radar (200), a computer storage medium, an unmanned aerial vehicle, and a control method thereof include: controlling a signal transmitter of the microwave radar (200) to transmit a microwave signal (S101) while rotating around a rotating axis; and obtaining a frequency mixing of the transmitted signal and the echo signal. The frequency of the intermediate frequency signal (S102) and the distance between the microwave radar (200) and the reflected target (S103) are determined according to the frequency of the intermediate frequency signal. By controlling the signal transmitter of the microwave radar (200) to transmit the microwave signal when it rotates around a rotating axis, and then obtaining and determining the distance between the microwave radar (200) and the reflecting target according to the frequency of the intermediate frequency signal, the altitude information and the topographic fluctuation information of the microwave radar (200) can be determined, which can effectively guarantee the unmanned. The safety and reliability of aircraft flight further improves the practicability of the ranging method.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微波雷达的测距方法、微波雷达、计算机存储介质、无人飞行器及其控制方法
本专利技术涉及农业无人机
，尤其涉及一种微波雷达的测距方法、微波雷达、计算机存储介质、无人飞行器及其控制方法。
技术介绍
随着科学技术的飞速发展，无人飞行器的技术越来越成熟，无人飞行器可应用的领域越来越多，例如，无人飞行器可服务于农业、林业、交通、水利以及军事等多个领域；其中，无人飞行器在农业航空
发挥了重要作用。农业无人飞行器在工作过程中，需要获取到农业无人飞行器的飞行高度，现有技术中，农业无人飞行器一般会采用气压计或GPS获取农业无人飞行器的飞行高度；或者是采用测距传感器直接安装在农业无人机的正下方，这样可以测得无人飞行器正下方量测时刻的距离值。然而，在实施本技术方案的过程中，发现现有技术中获取飞行高度的方式存在如下缺陷：现有技术中采用气压计或GPS只能得到无人机相对海平面的绝对高度，而无法得到飞机相对地面的相对高度，无法测得农业无人机作业时测得前方地貌起伏高度，进而会在农业无人机作业时造成农业喷洒作业效率比较低；而若采用测距传感器安装在正下方，则不能为农业无人机提供前方、后方的相对载体高度信息，进而无法保证农业无人机作业的安全可靠性。
技术实现思路
本专利技术提供了一种微波雷达的测距方法、微波雷达、计算机存储介质、无人飞行器及其控制方法，可以准确、有效地获取到无人飞行器的飞行高度信息以及地貌起伏信息，从而可以保证无人飞行器飞行的安全可靠性。本专利技术的第一方面是为了提供一种微波雷达的测距方法，包括：控制微波雷达的信号发射器在绕一转轴旋转时发射微波信号；获取由发射信号的频率和回波信号的频率混频后的中频信号的频率；以及根据所述中频信号的频率，确定所述微波雷达与反射目标之间的距离。本专利技术的第二方面是为了提供一种微波雷达，包括：一个或多个处理器，单独或协同的工作，所述处理器用于：控制微波雷达的信号发射器在绕一转轴旋转时发射微波信号；获取由发射信号的频率和回波信号的频率混频后的中频信号的频率；以及根据所述中频信号的频率，确定所述微波雷达与反射目标之间的距离。本专利技术的第三方面是为了提供一种计算机存储介质，该计算机存储介质中存储有程序指令，所述程序指令用于实现：控制微波雷达的信号发射器在绕一转轴旋转时发射微波信号；获取由发射信号的频率和回波信号的频率混频后的中频信号的频率；以及根据所述中频信号的频率，确定所述微波雷达与反射目标之间的距离。本专利技术的第四方面是为了提供一种无人飞行器的控制方法，包括：控制无人飞行器承载的微波雷达在绕一转轴旋转时发射微波信号；获取由发射信号的频率和回波信号的频率混频后的中频信号的频率；根据所述中频信号的频率，确定所述无人飞行器与周围障碍物之间的距离；以及根据所述无人飞行器与周围障碍物之间的距离，调节所述无人飞行器的飞行路径。本专利技术的第五方面是为了提供一种无人飞行器，包括：机架；微波雷达，安装在所述机架上，所述微波雷达能够绕一转轴转动；飞行控制器，与所述微波雷达通信连接；其中，所述微波雷达用于在绕一转轴旋转时发射微波信号，获取由发射信号的频率和回波信号的频率混频后的中频信号的频率，并根据发射信号的频率和回波信号的频率混频后的中频信号的频率确定所述无人飞行器与周围障碍物之间的距离，所述飞行控制器根据所述无人飞行器与周围障碍物之间的距离，调节所述无人飞行器的飞行路径。本专利技术提供的微波雷达的测距方法、微波雷达、计算机存储介质、无人飞行器及其控制方法，通过控制微波雷达的信号发射器在绕一转轴旋转时发射微波信号，而后获取并根据中频信号的频率确定所述微波雷达与反射目标之间的距离，从而可以确定微波雷达所处的高度信息以及由多个反射目标所形成的地貌起伏信息，可以有效地保证无人飞行器飞行的安全可靠性，进一步提高了该测距方法的实用性，有利于市场的推广与应用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一实施例提供的一种微波雷达的测距方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的根据所述中频信号的频率，确定所述微波雷达与反射目标之间的距离的流程示意图；图3为本专利技术另一实施例提供的一种微波雷达的测距方法的流程示意图；图4为本专利技术一实施例提供的获取由所述微波雷达相对于反射目标的垂向速度而产生的多普勒频率的流程示意图；图5为本专利技术一实施例提供的获取由发射信号的频率和回波信号的频率混频后的中频信号的频率的流程示意图；图6为本专利技术实施例提供的对发射信号进行三角波调制处理后的三角波示意图；图7为本专利技术一实施例提供的一种微波雷达的结构示意图；图8为本专利技术一实施例提供的一种无人飞行器的控制方法的流程示意图；图9为本专利技术另一实施例提供的一种无人飞行器的控制方法的流程示意图；图10为本专利技术一实施例提供的无人飞行器的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。下面结合附图，对本专利技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。图1为本专利技术一实施例提供的一种微波雷达的测距方法的流程示意图；图5为本专利技术一实施例提供的获取由发射信号的频率和回波信号的频率混频后的中频信号的频率的流程示意图；参考附图1、5可知，本实施例提供了一种微波雷达的测距方法，该测距方法用于准确测量微波雷达与反射物体之间的距离，所述反射物体可以为地面，地面的障碍物，空中的障碍物等。具体的，该测距方法包括：S101：控制微波雷达的信号发射器在绕一转轴旋转时发射微波信号；在具体应用时，可以将微波雷达安装于无人飞行器上，以通过所获取的微波雷达与反射物体之间的距离确定无人飞行器与反射物体之间的距离；在安装过程中，微波雷达可通过一转轴安装于无人飞行器上，并且该微波雷达可围绕上述转轴进行旋转运动，其中，需要注意的是，微波雷达可围绕转轴进行水平旋转运动(此时的转轴可看做为垂直于地面)，或者，也可以进行竖直旋转运动(此时的转轴可看做为平行于地面)；为了可以准确获取到微波雷达与反射物体之间的距离，在微波雷达围绕转轴进行旋转运动时，控制微波雷达的信号发射器发射微波信号，此时随着旋转运动所产生的的微波信号为多束、且均匀分布在不同的位置上，从而可以有效地检测微波雷达与各个位置上的反射物体之间的距离信息。S102：获取由发射信号的频率和回波信号的频率混频后的中频信号的频率；以及对于某一个位置上的发射信号而言，为了确定微波雷达与该位置上的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微波雷达的测距方法，其特征在于，包括：控制微波雷达的信号发射器在绕一转轴旋转时发射微波信号；获取由发射信号的频率和回波信号的频率混频后的中频信号的频率；以及根据所述中频信号的频率，确定所述微波雷达与反射目标之间的距离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种微波雷达的测距方法，其特征在于，包括：控制微波雷达的信号发射器在绕一转轴旋转时发射微波信号；获取由发射信号的频率和回波信号的频率混频后的中频信号的频率；以及根据所述中频信号的频率，确定所述微波雷达与反射目标之间的距离。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述中频信号的频率，确定所述微波雷达与反射目标之间的距离，包括：获取对发射信号进行三角波调频后的时间频率信息；根据所述时间频率信息和所述中频信号的频率确定所述微波雷达与反射目标之间的距离。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述时间频率信息包括：0.5倍的调制带宽、三角波调制周期以及电磁波传播速度。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述微波雷达与反射目标之间的距离与所述中频信号的频率、三角波调制周期以及电磁波传播速度三者的乘积呈线性关系，且所述微波雷达与反射目标之间的距离与0.5倍的调制带宽呈反比例关系。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取由所述微波雷达相对于反射目标的垂向速度而产生的多普勒频率；根据所述多普勒频率确定所述微波雷达相对于反射目标的垂向速度。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述多普勒频率确定所述微波雷达相对于反射目标的垂向速度，包括：获取与发射信号的中心频率对应的波长信息；根据所述多普勒频率和所述波长信息确定微波雷达相对于反射目标的垂向速度。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述微波雷达相对于反射目标的垂向速度与所述多普勒频率和所述波长信息二者的乘积呈线性关系。8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，获取由所述微波雷达相对于反射目标的垂向速度而产生的多普勒频率，包括：获取对发射信号进行三角波调频后的三角波调制周期上升段频率和三角波调制周期下降段频率；根据所述三角波调制周期上升段频率和所述三角波调制周期下降段频率确定所述多普勒频率。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述多普勒频率与所述三角波调制周期下降段频率和所述三角波调制周期上升段频率二者的差值呈线性关系。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取由发射信号的频率和回波信号的频率混频后的中频信号的频率，包括：获取对发射信号进行三角波调频后的三角波调制周期上升段频率和三角波调制周期下降段频率；根据所述三角波调制周期上升段频率和所述三角波调制周期下降段频率确定所述中频信号的频率。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述中频信号的频率与所述三角波调制周期下降段频率和所述三角波调制周期上升段频率二者之和呈线性关系。12.一种微波雷达，其特征在于，包括：一个或多个处理器，单独或协同的工作，所述处理器用于：控制微波雷达的信号发射器在绕一转轴旋转时发射微波信号；获取由发射信号的频率和回波信号的频率混频后的中频信号的频率；以及根据所述中频信号的频率，确定所述微波雷达与反射目标之间的距离。13.根据权利要求12所述的微波雷达，其特征在于，在所述处理器根据所述中频信号的频率，确定所述微波雷达与反射目标之间的距离时，被配置为：获取对发射信号进行三角波调频后的时间频率信息；根据所述时间频率信息和所述中频信号的频率确定所述微波雷达与反射目标之间的距离。14.根据权利要求13所述的微波雷达，其特征在于，所述时间频率信息包括：0.5倍的调制带宽、三角波调制周期以及电磁波传播速度。15.根据权利要求14所述的微波雷达，其特征在于，所述微波雷达与反射目标之间的距离与所述中频信号的频率、三角波调制周期以及电磁波传播速度三者的乘积呈线性关系，且所述微波雷达与反射目标之间的距离与0.5倍的调制带宽呈反比例关系。16.根据权利要求12所述的微波雷达，其特征在于，所述处理器还用于：获取由所述微波雷达相对于反射目标的垂向速度而产生的多普勒频率；根据所述多普勒频率确定所述微波雷达相对于反射目标的垂向速度。17.根据权利要求16所述的微波雷达，其特征在于，在所述处理器根据所述多普勒频率确定所述微波雷达相对于反射目标的垂向速度时，被配置为：获取与发射信号的中心频率对应的波长信息；根据所述多普勒频率和所述波长信息确定微波雷达相对于反射目标的垂向速度。18.根据权利要求17所述的微波雷达，其特征在于，所述微波雷达相对于反射目标的垂向速度与所述多普勒频率和所述波长信息二者的乘积呈线性关系。19.根据权利要求16所述的微波雷达，其特征在于，在所述处理器获取由所述微波雷达相对于反射目标的垂向速度而产生的多普勒频率时，被配置为：获取对发射信号进行三角波调频后的三角波调制周期上升段频率和三角波调制周期下降段频率；根据所述三角波调制周期上升段频率和所述三角波调制周期下降段频率确定所述多普勒频率。20.根据权利要求19所述的微波雷达，其特征在于，所述多普勒频率与所述三角波调制周期下降段频率和所述三角波调制周期上升段频率二者的差值呈线性关系。21.根据权利要求12所述的微波雷达，其特征在于，在所述处理器获取由发射信号的频率和回波信号的频率混频后的中频信号的频率时，被配置为：获取对发射信号进行三角波调频后的三角波调制周期上升段频率和三角波调制周期下降段频率；根据所述三角波调制周期上升段频率和所述三角波调制周期下降段频率确定所述中频信号的频率。22.根据权利要求21所述的微波雷达，其特征在于，所述中频信号的频率与所述三角波调制周期下降段频率和所述三角波调制周期上升段频率二者之和呈线性关系。23.一种计算机存储介质，其特征在于，该计算机存储介质中存储有程序指令，所述程序指令用于实现：控制微波雷达的信号发射器在绕一转轴旋转时发射微波信号；获取由发射信号的频率和回波信号的频率混频后的中频信号的频率；以及根据所述中频信号的频率，确定所述微波雷达与反射目标之间的距离。24.根据权利要求23所述的计算机存储介质，其特征在于，根据所述中频信号的频率，确定所述微波雷达与反射目标之间的距离，包括：获取对发射信号进行三角波调频后的时间频率信息；根据所述时间频率信息和所述中频信号的频率确定所述微波雷达与反射目标之间的距离。25.根据权利要求24所述的计算机存储介质，其特征在于，所述时间频率信息包括：0.5倍的调制带宽、三角波调制周期以及电磁波传播速度。26.根据权利要求25所述的计算机存储介质，其特征在于，所述微波雷达与反射目标之间的距离与所述中频信号的频率、三角波调制周期以及电磁波传播速度三者的乘积呈线性关系，且所述微波雷达与反射目标之间的距离与0.5倍的调制带宽呈反比例关系。27.根据权利要求23所述的计算机存储介质，其特征在于，所述方法还包括：获取由所述微波雷达相对于反射目标的垂向速度而产生的多普勒频率；根据所述多普勒频率确定所述微波雷达相对于反射目标的垂向速度。28.根据权利要求27所述的计算机存储介质，其特征在于，根据所述多普勒频率确定所述微波雷达相对于反射目标的垂向速度，包括：获取与发射信号的中心频率对应的波长信息；根据所述多普勒频率和所述波长信息确定微波雷达相对于反射目标的垂向速度。29.根据权利要求28所述的计算机存储介质，其特征在于，所述微波雷达相对于反射目标的垂向速度与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊喜，王春明，吴旭民，
申请(专利权)人：深圳市大疆创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44