CN107656529A - 无人机及无人机定高控制方法 - Google Patents

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    • G05D1/04—Control of altitude or depth
    • G05D1/042—Control of altitude or depth specially adapted for aircraft
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Abstract

本发明提供了一种无人机及无人机定高控制方法，该无人机包括红外光发射模块和红外光接收模块，获取到红外光的发射时间和接收时间，根据发射时间和接收时间的时间差计算出所述无人机与下方障碍物之间的距离信息；当距离信息不满足预定高度值时，调整所述无人机的飞行高度，以使所述距离信息满足预定高度值的条件飞行。本发明由于红外光发射模块和接收模块都可以做得比较小巧、而且红外光斑小，不容易被物体吸收、精度较高、响应快、在光线暗的地方也能使用；同时，价格便宜。

Description

无人机及无人机定高控制方法
技术领域
本发明涉及无人飞行器技术领域，特别是涉及一种无人飞行器的飞行控制方法。
背景技术
无人机是一种以无线电遥控或自身程序控制为主的不载人飞行器。目前，无人机一般都用于航拍，尤其在高空中，向下俯拍地面情况。当需要稳定的图像时，无人机则需要与地面保持一个稳定的高度，即定高。人为操作无人机保持定高模式，难度大。而利用GPS保持定高，但又会出现GPS信号不好，导致定高很难实现的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种定高设计功耗小、精度高以及成本低廉的无人机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种无人机，其包括红外光发射模块，用于沿所述无人机竖直方向向下发射红外光；红外光接收模块，用于接收所述红外光发射模块发射的红外光接触到下方障碍物反射回来的红外光；处理模块，与红外光发射模块和红外光接收模块连接，控制红外光发射模块沿所述无人机竖直方向向下发射红外光和红外光接收模块接收接触下方障碍物反射回来的红外光，并获取所述红外光发射模块发射红外光的发射时间和红外光接收模块接收红外光接触下方障碍物反射回来的接收时间，根据发射时间和接收时间的时间差计算出所述无人机沿竖直方向向下与下方障碍物之间的距离信息；判断模块，用于判断距离信息是否满足预定高度值；控制模块，用于调整所述无人机的飞行高度，以使所述距离信息满足预定高度值的条件飞行。
作为本发明进一步改进，所述预定高度值为一固定值。
作为本发明进一步改进，所述处理模块在一段时间内控制红外光发射模块沿所述无人机竖直方向向下发射红外光和红外光接收模块接收接触下方障碍物反射回来的红外光，以获取到多个发射时间和接收时间，计算出距离信息的平均值。
作为本发明进一步改进，所述处理模块对接收反射回来的红外光信号进行滤波补偿处理。
本发明还提供了一种无人机定高控制方法，所述方法包括以下步骤：
沿所述无人机竖直方向向下发射红外光，以及接收接触下方障碍物反射回来的红外光；
获取红外光发射的发射时间和所述红外光接触下方障碍物反射回来的接收时间；
根据发射时间和接收时间的时间差，计算得到所述无人机沿竖直方向向下与下方障碍物之间的距离信息；
判断所述距离信息是否满足预定高度值；
若所述距离信息不满足预定高度值，则控制无人机调整其飞行高度，以使所述距离信息满足预定高度值的条件飞行。
作为本发明进一步改进，所述预定高度值为一固定值。
作为本发明进一步改进，获取一段时间内多个发射时间和接收时间，以计算得到距离信息的平均值。
作为本发明进一步改进，还包括对接收反射回来的红外光进行滤波补偿处理。
与现有技术相比，本发明使得无人机能够定高模式下飞行，这样无人机就能获取稳定角度下的图像。由于红外光发射模块和接收模块都可以做得比较小巧、而且红外光斑小，不容易被物体吸收、精度较高、响应快、在光线暗的地方也能使用；同时，价格便宜，所以，本发明非常适合于小型无人机，也可以用于中大型航拍及专用无人机，在对无人机整体体积大小、重量及成本增加很少的情况下，大大提高无人机的灵活性和安全性。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明无人机的结构框图；
图2是本发明无人机定高控制方法的流程图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本发明无人机包括红外光发射模块10、红外光接收模块11、与红外光发射模块10和红外光接收模块11连接的处理模块20、与处理模块20相连的判断模块30，以及与判断模块30相连的控制模块40。
本发明红外光发射模块10用于沿所述无人机竖直方向向下发射红外光，红外光接收模块11用于接收所述红外光发射模块发射的红外光接触到下方障碍物反射回来的红外光。红外光发射模块10发射红外光和红外光接收模块11接收反射回来的红外光通过处理模块20驱动。
本发明红外光发射模块10和红外光接收模块11分别为红外发射管和红外接收管，可以做得非常小巧，发射的红外斑点小，不易被物体吸收。
处理模块20为一专用处理器芯片，该专用处理器芯片驱动红外光发射模块沿所述无人机竖直方向向下发射红外光，和驱动红外光接收模块接收接触下方障碍物反射回来的红外光，并且，获得发射时间和接收时间。更优的是，本发明具体实施例中，处理模块在一个时间段内驱动红外光发射模块和红外光接收模块工作，从而获得多个发射时间和接收时间，即在一段时间内，多次测量，计算，寻求距离信息的平均值，这样，保证距离信息更精准。
在本发明实施例中，处理模块20驱动红外光发射模块10发射红外光，红外光的频率范围可选为：800～900nm。在本发明实施例中，处理模块对接收反射回来的红外光信号进行滤波补偿处理，以保障精确度。
本发明实施例，判断模块30与处理模块20相连，用于判断距离信息是否满足预定高度值；当距离信息不满足预定高度值时，控制模块则调整无人机的飞行高度，以使所述距离信息满足预定高度值的条件飞行。在本实施例中，所述预定高度值为一固定值，比如，该预定高度值设置为10米，20米，30米或50米。具体的实施方式是：无人机在飞行时，预定高度值设置为20米，当无人机距离地面（即下方障碍物）少于或大于20米飞行时，启动定高模式，本发明无人机会自动调整飞行高度，保证无人机在其与地面（即下方障碍物）之间的距离信息满足20米的条件下飞行，即相对地面保持在20米的高度飞行，有利于拍摄角度相同的稳定图像。
如图2所示，本发明无人机定高控制方法，包括以下步骤：
沿无人机竖直方向向下发射红外光，以及接收接触下方障碍物反射回来的红外光。
获取红外光发射的发射时间和所述红外光接触下方障碍物反射回来的接收时间；
根据发射时间和接收时间的时间差，计算得到所述无人机沿竖直方向向下与下方障碍物之间的距离信息；更优的是，本发明会在一段时间内获取多个发射时间和接收时间，以计算得到距离信息的平均值这样，保证无人机与下方障碍物之间的距离信息更精准。
判断距离信息是否满足预定高度值；
当无人机与下方障碍物的距离不满足预定高度值，即无人机没有在预先设定的高度值飞行，本发明调整无人机的飞行高度，以使无人机在其与下方障碍物的距离信息满足预定高度值的条件下飞行，即相对与下方障碍物保持预定高度值飞行。
本发明由于红外光发射模块和接收模块都可以做得比较小巧、而且红外光斑小，不容易被物体吸收、精度较高、响应快、在光线暗的地方也能使用；同时，价格便宜，所以，本发明非常适合于小型无人机，也可以用于中大型航拍及专用无人机，在对无人机整体体积大小、重量及成本增加很少的情况下，大大提高无人机的灵活性和安全性。
本发明是通过较佳的实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换和等同替代。另外，针对特定情形或具体情况，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。

Claims (8)

1.一种无人机，其特征在于，包括：
红外光发射模块，用于沿所述无人机竖直方向向下发射红外光；
红外光接收模块，用于接收所述红外光发射模块发射的红外光接触到下方障碍物反射回来的红外光；
处理模块，与红外光发射模块和红外光接收模块连接，控制红外光发射模块沿所述无人机竖直方向向下发射红外光和红外光接收模块接收接触下方障碍物反射回来的红外光，并获取所述红外光发射模块发射红外光的发射时间和红外光接收模块接收红外光接触下方障碍物反射回来的接收时间，根据发射时间和接收时间的时间差计算出所述无人机沿竖直方向向下与下方障碍物之间的距离信息；
判断模块，用于判断距离信息是否满足预定高度值；
控制模块，用于调整所述无人机的飞行高度，以使所述距离信息满足预定高度值的条件飞行。
2.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述预定高度值为一固定值。
3.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述处理模块在一段时间内控制红外光发射模块沿所述无人机竖直方向向下发射红外光和红外光接收模块接收接触下方障碍物反射回来的红外光，以获取到多个发射时间和接收时间，计算出距离信息的平均值。
4.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述处理模块对接收反射回来的红外光信号进行滤波补偿处理。
5.一种无人机定高控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
沿所述无人机竖直方向向下发射红外光，以及接收接触下方障碍物反射回来的红外光；
获取红外光发射的发射时间和所述红外光接触下方障碍物反射回来的接收时间；
根据发射时间和接收时间的时间差，计算得到所述无人机沿竖直方向向下与下方障碍物之间的距离信息；
判断所述距离信息是否满足预定高度值；
若所述距离信息不满足预定高度值，则控制无人机调整其飞行高度，以使所述距离信息满足预定高度值的条件飞行。
6.根据权利要求5所述的无人机定高控制方法，其特征在于，所述预定高度值为一固定值。
7.根据权利要求5所述的无人机定高控制方法，其特征在于，获取一段时间内多个发射时间和接收时间，以计算得到距离信息的平均值。
8.根据权利要求7所述的无人机定高控制方法，其特征在于，还包括对接收反射回来的红外光进行滤波补偿处理。
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