CN102289230A - 一种用于无人驾驶飞行器的飞行高度控制装置 - Google Patents

一种用于无人驾驶飞行器的飞行高度控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于无人驾驶飞行器的飞行高度控制装置，该装置为了以低容量的飞行信息及简便的处理系统控制飞行高度，从而节省成本和重量，包括：全球定位系统模块，检测无人驾驶飞行器的当前位置及飞行高度；存储器，预先存储出发点的位置、在飞行航线上与所述出发点之间的距离按检测周期的时间单位罗列的距离索引及与每个距离索引相匹配的飞行高度；距离检测单元，计算所述出发点的位置与无人驾驶飞行器的当前位置间的距离；飞行高度控制单元，从所述存储器中检索出与所述距离检测单元计算出的所述距离对应的距离索引的飞行高度，并控制所述无人驾驶飞行器移到所述检索出来的飞行高度。

Description

一种用于无人驾驶飞行器的飞行高度控制装置
技术领域
本发明涉及一种用于无人驾驶飞行器的飞行高度控制装置，特别涉及一种能够以低容量的飞行信息及简便的处理系统控制飞行高度，从而减少成本和重量并以低空飞行的用于无人驾驶飞行驾驶飞行器的飞行高度控制装置。
背景技术
无人驾驶飞行器通常不会有人直接乘坐，而无人驾驶飞行，不存在人员伤亡的可能性，所以可以在勘察和侦查时有效地使用。
现有无人驾驶飞行器具有为了测定飞行器的高度及速度而装载的全球定位系统(GPS：Global Positioning System)、与地面站进行通信的数据通信器用于无人飞行的地形信息及飞行路径等数据、控制装置及如照相机的图像处理装置等。
设置在所述无人驾驶飞行器的全球定位系统是一种利用人造卫星网络正确追寻地上目标物位置的全球导航卫星系统(GNSS：Global Navigation SatelliteSystem)，可以从人造卫星接收电波信号后找出目前自己的位置，并能够得到无人驾驶飞行器的速度及高度信息。
所述无人驾驶飞行器在地上散发药剂、广告、印刷品等时，或向地面发动攻击时，有时进行低空飞行，好使飞行器接近地面。此时，控制飞行高度极其重要。
现有低空飞行用无人驾驶飞行器向存储器输入地形信息等数据，并用照相机取得当前位置的图像后，与地形信息进行映射，从而计算当前位置的地形和高度等信息的同时进行低空飞行。
不过，由于上述现有无人飞行器上装载用于输入地形信息、飞行航线及各种数据的大容量的存储器及处理上述信息的高速处理器及图像处理装置，从而增加制作费用及重量。
因此，亟需开发一种通过尽量减轻向存储器中输入的数据量，并方便处理所述数据的方式来减轻制作费用及装载时的重量，同时能够适用在低价或小型的低空飞行无人飞行器的技术。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种用于无人驾驶飞行器的飞行高度控制装置，该装置由于在存储器中输入低容量的数据，而且所述数据的处理过程既迅速方便又可以以低容量处理，所以容易控制飞行高度，且可以减少成本和重量，有利于无人驾驶飞行器的低空飞行。
本发明提供一种用于无人驾驶飞行器的飞行高度控制装置，其包括全球定位系统模块，检测无人驾驶飞行器的当前位置及飞行高度；存储器，预先存储出发点的位置、在飞行航线出发点之间的距离按检测周期的时间单位罗列的距离索引与每个距离索引相匹配的飞行高度；距离检测单元，计算所述出发点的位置与无人驾驶飞行器的当前位置间的距离；飞行高度控制单元，从所述存储器中检索出与所述距离检测单元计算出的所述距离对应的距离索引的飞行高度。
所述飞行高度控制单元包括：高度检索单元，从所述存储器中检索出在预定的误差范围内与所述距离检测单元所算出的距离一致的距离索引；飞行控制单元，当与所述检索出来的距离索引相匹配的飞行高度和所述全球定位系统模块所检测出的当前飞行高度互不相同时，控制所述无人驾驶飞行器移到所述检索出来的飞行高度。
所述高度单元可以从所述存储器中检索出与所述距离检测单元所算出的距离值的预先设定数位的四舍五入值相应的距离索引的飞行高度。
在上述说明中，所述存储器还可以包括与每个距离索引相匹配的位置，所述飞行高度控制单元还可以包括位置辨别单元，所述位置辨别单元辨别所述全球定位系统模块检测的当前位置与所述检索出来的距离索引相匹配的位置是否在预定的误差范围内。
所述位置辨别单元可以辨别所述全球定位系统模块所检测的当前位置的纬度值和/或经度值的预先设定数位的四舍五入值是否与同所述检索出来的距离索引相匹配的位置的纬度值和/或经度值相一致。
本发明提供一种用于无人驾驶飞行器的飞行高度控制装置，该装置也可以包括：全球定位系统模块，检测无人驾驶飞行器的当前位置及飞行高度；存储器，预先存储根据飞行航线的位置按检测周期的时间单位罗列的位置索引与同每个位置索引相匹配的飞行高度；飞行高度控制单元，从存储器中检索出与通过所述全球定位系统模块所检测的当前位置相对应的位置索引的飞行高度，并控制所述无人驾驶飞行器移到所述检索出来的飞行高度。
所述飞行高度控制单元包括；高度检索单元，从存储器中检索出在预定的误差范围内与所述全球定位系统模块检测的当前位置一致的位置索引；飞行控制单元，与所述检索出来的位置索引相匹配的飞行高度及所述全球定位系统模块所检测的当前位置的飞行高度互不相同时，控制所述无人驾驶飞行器移到所述检索出来的飞行高度。
所述高度检索单元可以从所述存储器中检索出与所述全球定位系统模块所检测出的当前位置的纬度值和经度值的预先设定数位的四舍五入值相应的位置索引的飞行高度。
本发明的用于无人驾驶飞行器的飞行高度控制装置中，由于可以使用低容量的飞行信息及简便的处理系统控制飞行高度，不需要照相机等的图像处理装置及与地形信息的映射过程，可以以低容量的存储器及处理器控制高度，以让所述无人驾驶飞行器进行低空飞行。
因此本发明可以减少制作费用及重量，可以容易适用在为了规避敌雷达在地面低空飞行的巡航导弹上。
本发明的用于无人驾驶飞行器的飞行高度控制装置由于其通过向存储器中输入距离索引和飞行高度而测定位置，因此比输入纬度值、经度值和飞行高度而测定位置时相比，可以减少存储容量。
而且，本发明的用于无人驾驶飞行器的飞行高度控制装置中，检测单元以每次出发点为基准计算距离，因此可以防止累积误差的问题。
附图说明
图1是显示本发明的用于无人驾驶飞行器的飞行高度控制装置一实施例的方块图。
图2显示基于本发明的用于无人驾驶飞行器的飞行高度控制装置一实施例的无人驾驶飞行器的飞行航线。
图3显示本发明的用于无人驾驶飞行器的飞行高度控制装置一实施例的存储器中输入的数据。
图4显示本发明的用于无人驾驶飞行器的飞行高度控制装置一实施例中无人驾驶飞行器与出发点间的距离相同时的坐标。
图5显示本发明的用于无人驾驶飞行器的飞行高度控制装置一实施例中飞行高度控制单元的方块图。
图6显示本发明的用于无人驾驶飞行器的飞行高度控制装置一实施例中另行输入在存储器中的与距离索引相匹配的位置数据。
图7是显示本发明的用于无人驾驶飞行器的飞行高度控制装置一实施例的流程图。
图8是显示本发明的用于无人驾驶飞行器的飞行高度控制装置另一实施例的方块图。
图9显示本发明的用于无人驾驶飞行器的飞行高度控制装置另一实施例的存储器中输入的数据。
图10是显示本发明的用于无人驾驶飞行器的飞行高度控制装置另一实施例的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的用于无人驾驶飞行器的飞行高度控制装置的优选实施例进行详细说明。
首先，如图1到图3所示，本发明的用于无人驾驶飞行器的飞行高度控制装置的一实施例包括：全球定位系统模块10、预先存储飞行高度的存储器20、计算距离的距离检测单元30及控制所述无人驾驶飞行器的飞行高度控制单元40。
具有如上结构的本发明的用于无人驾驶飞行器的飞行高度装置设置成与所述无人驾驶飞行器一起飞行。
所述全球定位系统模块10检测所述无人驾驶飞行器的当前位置及飞行高度。
由于所述全球定位系统模块10可以具有常见的全球定位系统(GPS：GlobalPositioning System)结构，因此省略详细说明。
所述存储器20预先存储有关飞行航线(参考图2)的出发点的位置、将在飞行航线上与所述出发点之间的距离按检测周期的时间单位罗列的距离索引及与每个距离索引相匹配的飞行高度的数据。
可以用数米至数公里的单位存储所述距离索引。
向存储器中输入如上所述距离索引时，同以纬度值和经度值输入位置时相比，由于减少了数位等原因能够减少存储容量。
在上述说明中可以把检测周期设定为大约1～30秒。
另外，在上述说明中可以把出发点和无人驾驶飞行器间的距离索引设定为直线距离。
所述距离检测单元30计算所述出发点的位置与无人驾驶飞行器的当前位置间的距离。
所述距离检测单元30可以采用与所述存储器20的检测周期相同的检测周期进行检测，也可以采用与所述存储器20的检测周期不同或晚于该检测周期的检测周期进行检测。
虽然在附图中没有显示所述距离检测单元30的检测周期，可是可以利用定时器等。
在上述说明中距离检测单元30的检测周期可以被设定为大约1～30秒。
另外，在上述说明中距离检测单元30计算所述出发点的位置与无人驾驶飞行器的当前位置间的距离时可以计算出直线距离。
所述距离检测单元30可以利用勾股定理(Pythagorean theorem)计算出发点的位置与无人驾驶飞行器的当前位置间的直线距离。
即，当设置出发点与无人驾驶飞行器当前位置间的连接直线为c，并以c为斜边画出直角三角形时，可以算出相互构成直角的两边a，b的长度，所以通过以下数学公式1可以算出斜边c的长度。
【数学公式1】
a2+b2＝c2
基于所算出的所述出发点的位置与无人驾驶飞行器的位置间的距离，所述飞行高度控制单元40控制无人驾驶飞行器。
所述飞行高度控制单元40从所述存储器中检索出在所述距离检测单元30中与所述距离对应的距离索引的飞行高度，并控制所述无人驾驶飞行器移到所述检索出来的飞行高度。
所述飞行高度控制单元40包括高度检索单元42和控制单元44。
所述高度检索单元42从所述距离检测单元30中检索出在预定的误差范围内与所述距离检测单元所算出的距离一致的距离索引。
例如，高度检索单元42可从所述存储器中检索出与所述距离检测单元30所算出的距离值的预先设定数位的四舍五入值相应的距离索引的飞行高度。
当与从所述高度检索单元42中所检索出来的距离索引相匹配的飞行高度和所述全球定位系统模块所检测出的当前飞行高度互不相同时，所述飞行控制单元44控制所述无人驾驶飞行器移到所述检索出来的飞行高度。
关于具有如上结构的本发明的用于无人驾驶飞行器的飞行高度控制装置的一实施例而言，如图4所示，尽管分别检测到的无人驾驶飞行器的当前位置及飞行高度互不相同，但会出现所述距离检测单元30算出相同或类似的距离值的情况，因此会发生所述高度检索单元42从所述存储器20检索出相同的距离索引的问题。
因此，本发明的用于无人驾驶飞行器的飞行高度控制装置一实施例的所述存储器20中还可以包括与每个距离索引项相匹配的位置，所述飞行高度控制单元40还可以包括位置辨别单元，所述位置辨别的单元用于辨别所述全球定位系统模块检测的当前位置与同所述检索出来的距离索引相匹配的位置是否在预定的误差范围内。
输进所述存储器20的与每个距离索引相匹配的位置可以是纬度或经度。
在上述说明中作为与每个距离索引相匹配的位置输入纬度或经度时，也会算出相同的数值，因此也可以同时输入纬度和经度两个数值。
所述位置辨别单元43辨别所述全球定位系统模块10所检测的当前位置的纬度值及/或经度值的预先设定数位的四舍五入值是否和与所述检索出来的距离索引相匹配的位置的纬度值和经度值中至少一个值相一致。
下面以图7所示流程图为中心，详细说明本发明的用于无人驾驶飞行器的飞行高度控制装置一实施例的操作过程。
首先，无人驾驶飞行器从出发点位置开始飞行，经过一段时间后通过全球定位系统模块1测定无人驾驶飞行器的当前位置。(S10)
测定所述无人驾驶飞行器的当前位置后，所述距离检测单元30检测所述出发点位置与无人驾驶飞行器的当前位置间的距离。(S20)
检测所述距离后，所述高度检索单元42检索与检测出的距离对应的距离索引后，所述飞行控制单元44对与所述距离索引匹配的飞行高度和全球定位系统模块10检测的无人驾驶飞行器的当前飞行高度进行比较。(S30)
在上述比较中，如果飞行高度相同，在经过一段时间后从所述测定当前位置的步骤(S10)开始重新进行上述一系列步骤。但是，当与所述检索出来的距离索引相匹配的飞行高度和所述全球定位系统模块10所检测的当前飞行高度不相同时，所述飞行控制单元44控制所述无人驾驶飞行器移到所述检索出来的飞行高度而修改飞行高度。(S40)
另外，如图8及图9所示，本发明的用于无人驾驶飞行器的飞行高度控制装置的一实施例中包括：全球定位系统模块100，检测所述无人驾驶飞行器的当前位置及飞行高度；存储器120，预先存储位置索引及与每个位置索引相匹配的飞行高度；飞行高度控制单元140，控制所述无人驾驶飞行器。
由于所述全球定位系统模块100可以与上述一实施例相同的结构实施，因此省略详细说明。
所述存储器120预先存储将飞行航线上的位置按检测周期的时间单位罗列的位置索引及与每个位置索引相匹配的飞行高度。
所述飞行高度控制单元140从存储器中检索出与通过所述全球定位系统模块100所检测的当前位置对应的位置索引的飞行高度，并控制所述无人驾驶飞行器移到所述检索出来的飞行高度。
所述飞行高度控制单元140包括：高度检索单元142，从存储器中检索出在预定的误差范围内与所述全球定位系统模块100所检测的当前位置一致的位置索引；飞行控制单元144，与所述检索出来的位置索引相匹配的飞行高度和所述全球定位系统模块10所检测的当前的飞行高度互不相同时，控制所述无人驾驶飞行器移到所述检索出来的飞行高度。
所述高度检索单元140可以从所述存储器中检索出与所述全球定位系统模块10所检测的当前位置的纬度值及经度值的预先设定数位的四舍五入值相应的位置索引的飞行高度。
具有如上所述结构的本发明的用于无人驾驶飞行器的飞行高度控制装置一实施例，即使不采用现有技术中搭载照相机，以取得当前位置的图像后与地形信息映射的结构，也可以控制飞行高度，也容易进行低空飞行，还可以减少存储器容量及处理器性能从而减少成本及重量。
下面以图10所示流程图为中心，详细说明本发明的用于无人驾驶飞行器的飞行高度控制装置另一实施例的操作过程。
首先，无人驾驶飞行器从出发点位置开始飞行，经过一段时间后通过全球定位系统模块10测定无人驾驶飞行器的当前位置。(S101)
测定所述无人驾驶飞行器的当前位置后，所述高度检索单元142检索出与测定的当前位置对应的位置索引，然后所述飞行控制单元144对与所述位置索引相匹配的飞行高度和全球定位系统模块10检测的无人驾驶飞行器的当前飞行高度进行比较。(S102)
在上述比较中，如果飞行高度相同，在经过一段时间后从所述测定当前位置的步骤(S101)开始重新进行上述一系列步骤。但是，当与所述检索出来的距离索引相匹配的飞行高度和所述全球定位系统模块100所检测的当前飞行高度不相同时，所述飞行控制单元144控制所述无人驾驶飞行器移到所述检索出来的飞行高度并由此而修改飞行高度。(S103)
以上对本发明的用于无人驾驶飞行器的飞行高度控制装置的较佳实施例进行了说明，但本发明并不限于在此示出的说明。凡在本发明的权利要求书、说明书及附图的范围之内所作的各种修改、等同替换均应属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于无人驾驶飞行器的飞行高度控制装置，其特征在于，包括：
全球定位系统模块，检测无人驾驶飞行器的当前位置及飞行高度；
存储器，预先存储出发点的位置、在飞行航线上与所述出发点之间的距离按检测周期的时间单位罗列的距离索引及与每个距离索引相匹配的飞行高度；
距离检测单元，计算所述出发点的位置与无人驾驶飞行器的当前位置间的距离；
飞行高度控制单元，从所述存储器中检索出与所述距离检测单元计算出的所述距离对应的距离索引的飞行高度，并控制所述无人驾驶飞行器移到所述检索出来的飞行高度。
2.根据权利要求1所述的用于无人驾驶飞行器的飞行高度控制装置，其特征在于，所述飞行高度控制单元包括：
高度检索单元，从所述存储器中检索出在预定的误差范围内与所述距离检测单元所算出的距离一致的距离索引；
飞行控制单元，当与所述检索出来的距离索引相匹配的飞行高度和所述全球定位系统模块所检测出的当前飞行高度互不相同时，控制所述无人驾驶飞行器移到所述检索出来的飞行高度。
3.根据权利要求2所述的用于无人驾驶飞行器的飞行高度控制装置，其特征在于：所述高度检索单元从所述存储器中检索出与所述距离检测单元所算出的距离值的预先设定数位的四舍五入值相应的距离索引的飞行高度。
4.根据权利要求2或3所述的用于无人驾驶飞行器的飞行高度控制装置，其特征在于：
所述存储器中还包括与每个距离索引相匹配的位置，
所述飞行高度控制单元还包括位置辨别单元，所述位置辨别单元辨别所述全球定位系统模块检测的当前位置与所述检索出来的距离索引相匹配的位置是否在预定的误差范围内。
5.根据权利要求4所述的所述的用于无人驾驶飞行器的飞行高度控制装置，其特征在于：所述位置辨别单元辨别所述全球定位系统模块所检测的当前位置的纬度值和经度值中至少一个值的预先设定数位的四舍五入值是否和与所述检索出来的距离索引相匹配的位置的纬度值和经度值中至少一个值相一致。
6.一种用于无人驾驶飞行器的飞行高度控制装置，其特征在于，包括：
全球定位系统模块，检测无人驾驶飞行器的当前位置及飞行高度；
存储器，预先存储将飞行航线上的位置按检测周期的时间单位罗列的位置索引及与每个位置索引相匹配的飞行高度；
飞行高度控制单元，从所述存储器中检索出与通过所述全球定位系统模块所检测的当前位置对应的位置索引的飞行高度，并控制所述无人驾驶飞行器移到所述检索出来的飞行高度。
7.根据权利要求6所述的用于无人驾驶飞行器的飞行高度控制装置，其特征在于，所述飞行高度控制单元包括：
高度检索单元，从所述存储器中检索出在预定的误差范围内与所述全球定位系统模块所检测的当前位置一致的位置索引；，
飞行控制单元，与所述检索出来的位置索引相匹配的飞行高度和所述全球定位系统模块所检测的当前的飞行高度互不相同时，控制所述无人驾驶飞行器移到所述检索出来的飞行高度。
8.根据权利要求6或7所述的用于无人驾驶飞行器的飞行高度控制装置，其特征在于：所述高度检索单元从所述存储器中检索出与所述全球定位系统模块所检测的当前位置的纬度值和经度值的预先设定数位的四舍五入值相应的位置索引的飞行高度。
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