一种无人机测距方法、装置及无人机制造方法及图纸

本发明专利技术实施方式公开了一种无人机测距方法、装置及无人机。方法包括：无人机控制向地面发射频率为第一调制频率的第一调制光，获取接收到的第一调制光与发射的第一调制光的第一相位偏差，根据第一相位偏差及第一调制频率计算出无人机的第一对地距离；控制向地面发射频率为第二调制频率的第二调制光，获取接收的第二调制光与发射的第二调制光及第二调制频率的第二相位偏差，根据第二相位偏差计算出无人机的第二对地距离；根据第一对地距离和第二对地距离，计算出无人机的最终对地距离。本发明专利技术实施方式能够通过不同频率的组合测得的最终对地距离，避免了超量程部分的干扰，提高了无人机测量对地高度数据的稳定性。

A Ranging Method, Device and UAV

The embodiment of the invention discloses an unmanned aerial vehicle ranging method, device and unmanned aerial vehicle. The method includes: UAV controls the first modulated light whose frequency is the first modulated frequency to the ground, obtains the first phase deviation between the received first modulated light and the transmitted first modulated light, calculates the first ground-to-ground distance of UAV based on the first phase deviation and the first modulated frequency, and controls the second modulated light whose frequency is the second modulated frequency to the ground to obtain the received light. The second phase deviation between the second modulated light and the transmitted second modulated light and the second modulated frequency can be used to calculate the second ground-to-ground distance of the UAV based on the second phase deviation, and the final ground-to-ground distance of the UAV can be calculated based on the first ground-to-ground distance and the second ground-to-ground distance. The embodiment of the invention can measure the final distance to the ground by combining different frequencies, avoid interference of the over-range part, and improve the stability of the UAV height measurement data to the ground.

【技术实现步骤摘要】
一种无人机测距方法、装置及无人机
本专利技术实施方式涉及无人机
，特别是涉及一种无人机测距方法、装置及无人机。
技术介绍
无人机应用时，采用TOF技术获取距离信息。其中TOF是飞行时间(TimeofFlight)技术的缩写，传感器发出经调制的近红外光或激光，遇物体后反射，通过计算光线发射和反射时间差或相位差，来换算被拍摄景物的距离，以产生深度距离信息。但是现有的TOF技术在高帧率下进行测距时，需要保证数据的稳定性。现有技术中解决TOF测距的方案中，通过加强对数据的滤波处理，具体的滤波方法,是基于历史数据计算和修正当前数据,需要记录当前值和历史值,举个简单示例说明:value＝0.3*current_value+0.7*(old_value1+old_value2+)/2；其中，value为滤波结果，current_value表示本次测量值，old_value1:表示上次计算值，old_value2:表示上上次计算值。即当前测量的计算值＝当前测量值*0.3+历史均值*0.7；这样做的缺陷就是如果测量值发生了偏离,会需要经过许多次修正,即多轮测量才修正过来,表现为延迟数据的波动被抑制测距精度,通过加入强滤波,可以使数据的波动在1-2cm,但是带来非常大的延时。由于TOF具有周期性,当测距时超过无人机的量程后,又重新开始下一个周期的测量,传感器本身无法区分这样的多周期，因此无人机在飞到超出TOF量程后，仍然收到有效的距离值信息，会干扰无人机的姿态调整，严重可能引起“炸机”(飞机坠落)风险，又称“野值”问题。其中野值是指超过量程后,仍然检测到距离值,其值又在合理范围内。野值是随机出现的,有可能单独出现有可能连续出现，连续出现是由多周期造成的。在无人机的测距过程中，当距离达到量满量程时,反射信号本身就很弱了,会造成大波动；我们的飞行时间检测的是相位,具有周期性,在接近满量程时,可能进入下一个周期了,例如相位的范围是0-3000LSB,如果检测到3001,则会被当成1,可能从30m直接跳动到1cm，因此无人机在测距时在有效测距量程临界的位置会出现异常值，如有效测距量程临界值为30m时，在测量30m时，在25m-30m之内有可能出现野值。因此现有技术中的无人机测距时，均采用固定一种频率来测量对地距离，在频率的有效量程内会有异常值出现，而且出现的异常值数据不稳定，从而导致测距不准确。在无人机飞行过程中，测距不准确则会影响无人机的飞行判断，为无人机的稳定飞行带来了隐患。
技术实现思路
本专利技术实施方式主要解决的技术问题是提供一种无人机测距方法、装置及无人机，能够解决现有技术中的无人机测距时，采用一种固定频率来测量对地距离，在频率的有效量程内有异常值出现，而且出现的异常值数据不稳定的问题。为解决上述技术问题，本专利技术实施方式采用的一个技术方案是：提供一种无人机测距方法，应用于设置有光线发射模块和光线接收模块的无人机，其中，方法包括：控制所述光线发射模块向地面发射频率为第一调制频率的第一调制光，获取所述光线接收模块接收到的第一调制光与所述光线发射模块发射的第一调制光的第一相位偏差，根据所述第一相位偏差及所述第一调制频率计算出无人机的第一对地距离；控制光线接收模块向地面发射频率为第二调制频率的第二调制光，获取所述光线接收模块接收的第二调制光与所述光线发射模块发射的第二调制光的第二相位偏差，根据所述第二相位偏差及所述第二调制频率计算出无人机的第二对地距离；根据所述第一对地距离和所述第二对地距离，计算出无人机的最终对地距离。可选地，所述方法还包括：预先获取若干个调制频率呈梯度变化对应的若干调制光，计算若干调制频率对应的调制光的测量量程并存储。可选地，所述在无人机处于飞行状态，控制所述光线发射模块向地面发射频率第一调制频率的第一调制光包括：获取无人机中存储的初始对地距离，根据初始对地距离查询预先存储的初始测量量程，根据初始测量量程获取初始对地距离对应的初始调制频率；获取低于初始调制频率的调制频率为第一调制频率，控制所述光线发射模块向地面发射频率为第一调制频率的第一调制光。可选地，所述控制光线接收模块向地面发射频率为第二调制频率的第二调制光包括:获取高于初始调制频率的调制频率为第二调制频率，控制所述光线发射模块向地面发射频率第二调制频率的第二调制光。可选地，所述根据所述第一对地距离和所述第二对地距离，计算出无人机的最终对地距离包括：获取第一对地距离后，将第一对地距离划分为整数位和小数位，获取第一对地距离的整数部分作为无人机的最终对地距离的整数部分；获取第二对地距离后，将第二对地距离划分为整数位和小数位，获取第二对地距离的小数部分作为最终无人机的对地距离的小数部分；根据所述最终对地距离的整数部分和最终对地距离的小数部分生成无人机的最终对地距离。可选地，方法还包括：控制光线接收模块向地面发射频率为第三调制频率的第三调制光，获取所述光线接收模块接收的第三调制光与所述光线发射模块发射的第三调制光的第三相位偏差，根据所述第三相位偏差及所述第三调制频率计算出无人机的第三对地距离；根据所述第一对地距离、所述第二对地距离和所述第三对地距离，计算出无人机的最终对地距离。可选地，当检测第一调制频率小于第二调制频率，第二调制频率小于第三调制频率时，所述根据所述第一对地距离、所述第二对地距离和所述第三对地距离，计算出无人机的最终对地距离包括：预先将所述第一对地距离、所述第二对地距离和所述第三对地距离的值划分为整数位、十分位、百分位表示；获取第一对地距离后，获取第一对地距离的整数部分作为无人机的最终对地距离的整数部分；获取第二对地距离后，获取第二对地距离的十分位部分作为无人机的最终对地距离的十分位部分；获取第三对地距离后，获取第三对地距离的百分位部分作为无人机的最终对地距离的百分位部分；根据所述最终对地距离的整数部分、十分位部分、百分位部分生成无人机的最终对地距离。为解决上述技术问题，本专利技术实施方式采用的另一个技术方案是：提供一种无人机测距装置，应用于设置有光线发射模块及光线接收模块的无人机，其中，装置包括：第一控制与计算模块，用于控制所述光线发射模块向地面发射频率为第一调制频率的第一调制光，获取所述光线接收模块接收到的第一调制光与所述光线发射模块发射的第一调制光的第一相位偏差，根据所述第一相位偏差及所述第一调制频率计算出无人机的第一对地距离；第二控制与计算模块，用于控制光线接收模块向地面发射频率为第二调制频率的第二调制光，获取所述光线接收模块接收的第二调制光与所述光线发射模块发射的第二调制光的第二相位偏差，根据所述第二相位偏差及所述第二调制频率计算出无人机的第二对地距离；第一计算模块，用于根据所述第一对地距离和所述第二对地距离，计算出无人机的最终对地距离。可选地，所述装置还包括:存储模块，用于预先获取若干个调制频率呈梯度变化对应的若干调制光，计算若干调制频率对应的调制光的测量量程并存储。可选地，所述第一控制与计算模块还用于，获取无人机中存储的初始对地距离，根据初始对地距离查询预先存储的初始测量量程，根据初始测量量程获取初始对地距离对应的初始调制频率；获取低于初始调制频率的调制频率为第一调制频率，控制所述光线发射模块向地面发射频率为第一调制频率的第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机测距方法，应用于设置有光线发射模块和光线接收模块的无人机，其特征在于，所述方法包括：控制所述光线发射模块向地面发射频率为第一调制频率的第一调制光，获取所述光线接收模块接收到的第一调制光与所述光线发射模块发射的第一调制光的第一相位偏差，根据所述第一相位偏差及所述第一调制频率计算出无人机的第一对地距离；控制光线接收模块向地面发射频率为第二调制频率的第二调制光，获取所述光线接收模块接收的第二调制光与所述光线发射模块发射的第二调制光的第二相位偏差，根据所述第二相位偏差及所述第二调制频率计算出无人机的第二对地距离；根据所述第一对地距离和所述第二对地距离，计算出无人机的最终对地距离。

【技术特征摘要】
1.一种无人机测距方法，应用于设置有光线发射模块和光线接收模块的无人机，其特征在于，所述方法包括：控制所述光线发射模块向地面发射频率为第一调制频率的第一调制光，获取所述光线接收模块接收到的第一调制光与所述光线发射模块发射的第一调制光的第一相位偏差，根据所述第一相位偏差及所述第一调制频率计算出无人机的第一对地距离；控制光线接收模块向地面发射频率为第二调制频率的第二调制光，获取所述光线接收模块接收的第二调制光与所述光线发射模块发射的第二调制光的第二相位偏差，根据所述第二相位偏差及所述第二调制频率计算出无人机的第二对地距离；根据所述第一对地距离和所述第二对地距离，计算出无人机的最终对地距离。2.根据权利要求1所述的无人机测距方法，其特征在于，所述方法还包括：预先获取若干个调制频率呈梯度变化对应的若干调制光，计算若干调制频率对应的调制光的测量量程并存储。3.根据权利要求2所述的无人机测距方法，其特征在于，所述在无人机处于飞行状态，控制所述光线发射模块向地面发射频率第一调制频率的第一调制光包括：获取无人机中存储的初始对地距离，根据初始对地距离查询预先存储的初始测量量程，根据初始测量量程获取初始对地距离对应的初始调制频率；获取低于初始调制频率的调制频率为第一调制频率，控制所述光线发射模块向地面发射频率为第一调制频率的第一调制光。4.根据权利要求3所述的无人机测距方法，其特征在于，所述控制光线接收模块向地面发射频率为第二调制频率的第二调制光包括:获取高于初始调制频率的调制频率为第二调制频率，控制所述光线发射模块向地面发射频率第二调制频率的第二调制光。5.根据权利要求4所述的无人机测距方法，其特征在于，所述根据所述第一对地距离和所述第二对地距离，计算出无人机的最终对地距离包括：获取第一对地距离后，将第一对地距离划分为整数位和小数位，获取第一对地距离的整数部分作为无人机的最终对地距离的整数部分；获取第二对地距离后，将第二对地距离划分为整数位和小数位，获取第二对地距离的小数部分作为最终无人机的对地距离的小数部分；根据所述最终对地距离的整数部分和最终对地距离的小数部分生成无人机的最终对地距离。6.根据权利要求1所述的无人机测距方法，其特征在于，所述方法还包括：控制光线接收模块向地面发射频率为第三调制频率的第三调制光，获取所述光线接收模块接收的第三调制光与所述光线发射模块发射的第三调制光的第三相位偏差，根据所述第三相位偏差及所述第三调制频率计算出无人机的第三对地距离；根据所述第一对地距离、所述第二对地距离和所述第三对地距离，计算出无人机的最终对地距离。7.根据权利要求6所述的无人机测距方法，其特征在于，当检测第一调制频率小于第二调制频率，第二调制频率小于第三调制频率时，所述根据所述第一对地距离、所述第二对地距离和所述第三对地距离，计算出无人机的最终对地距离包括：预先将所述第一对地距离、所述第二对地距离和所述第三对地距离的值划分为整数位、十分位、百分位表示；获取第一对地距离后，获取第一对地距离的整数部分作为无人机的最终对地距离的整数部分；获取第二对地距离后，获取第二对地距离的十分位部分作为无人机的最终对地距离的十分位部分；获取第三对地距离后，获取第三对地距离的百分位部分作为无人机的最终对地距离的百分位部分；根据所述最终对地距离的整数部分、十分位部分、百分位部分生成无人机的最终对地距离。8.一种无人机测距装置，应用于设置有光线发射模块及光线接收模块的无人机，其特征在于，包括：第一控制与计算模块，用于控制所述光线发射模块向地面发射频率为第一调制频率的第一调制光，...

【专利技术属性】
技术研发人员：简羽鹏，
申请(专利权)人：深圳市道通智能航空技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44