CN109407681A - 无人机飞行控制方法、飞行控制装置、无人机和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种无人机飞行控制方法、无人机飞行控制装置、无人机和存储介质，所述方法包括：在无人机飞行过程中控制雷达对地发射发射信号以及接收发射信号经反射后的回波信号；根据发射信号和所述回波信号确定所述无人机到地面或者植物表面的目标测量距离；判断所述目标测量距离是否在预设安全距离范围内；若否，则根据所述目标测量距离和所述预设安全距离范围调整所述无人机的飞行高度，使得所述无人机根据调整后的飞行高度仿植物表面或者仿地飞行。在本发明实施例中，通过雷达的发射信号和回波信号可以获取无人机到植物表面或者地面的准确距离，使得无人机能够准确地调整飞行高度，实现了无人机精确仿地或者仿植物表面飞行。

Description

无人机飞行控制方法、飞行控制装置、无人机和存储介质

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机飞行控制方法、无人机飞行控制装置、无人机和存储介质。

背景技术

随着无人机技术的发展，无人机逐渐应用于农业植保中，例如，在农药喷洒方面，无人机相对于其他农机有着巨大的优势，通过控制无人机与植物表面或者地面保持恒定的高度飞行，可以有效提高植保作业效果。

在现有技术中，为了控制无人机与植物表面或者地面保持恒定的高度飞行，目前无人机通常采用红外装置、超声波装置、激光装置、视觉避障装置等方式测量无人机到植物表面或者地面的距离以进行仿地飞行，然而，红外装置和激光装置测距抗干扰能力较差，另外红外线容易被黑色物体吸收无法有效测距，超声波测距响应速度慢、精度低并且无法适用于远距离测距，视觉避障采用人眼估计距离的原理，测距误差大。

因此，目前无人机采用声学或者光学测距控制无人机飞行的方法存在对距离测量不准确，导致无人机无法精确仿地或者仿植物表面飞行的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种无人机飞行控制方法、无人机飞行控制装置、无人机和存储介质，以解决现有无人机对距离测量不准确，导致无人机无法精确仿地或者仿植物表面飞行的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种无人机飞行控制方法，所述无人机设置有测距雷达，所述方法包括：

在所述无人机飞行过程中，控制所述雷达对地发射发射信号以及接收所述发射信号经反射后的回波信号；

根据所述发射信号和所述回波信号确定所述无人机到地面或者植物表面的目标测量距离；

判断所述目标测量距离是否在预设安全距离范围内；

若否，则根据所述目标测量距离和所述预设安全距离范围调整所述无人机的飞行高度，使得所述无人机根据调整后的飞行高度仿植物表面或者仿地飞行。

第二方面，本发明实施例提供了一种无人机飞行控制装置，所述无人机设置有测距雷达，所述装置包括：

发射信号控制模块，用于在所述无人机飞行过程中，控制所述雷达对地发射发射信号以及接收所述发射信号经反射后的回波信号；

目标测量距离确定模块，用于根据所述发射信号和所述回波信号确定所述无人机到地面或者植物表面的目标测量距离；

安全距离判断模块，用于判断所述目标测量距离是否在预设安全距离范围内；

飞行高度调整模块，用于根据所述目标测量距离和所述预设安全距离范围调整所述无人机的飞行高度，使得所述无人机根据调整后的飞行高度仿植物表面或者仿地飞行。

第三方面，本发明实施例提供了一种无人机，所述无人机包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明任一实施例所述的无人机飞行控制方法。

第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明任一实施例所述的无人机飞行控制方法。

本发明实施例的无人机飞行控制方法，通过在无人机飞行过程中控制雷达对地发射发射信号以及接收发射信号经反射后的回波信号，并根据发射信号和回波信号确定无人机到地面或者植物表面的目标测量距离；在确定目标测量距离在预设安全距离范围外时，根据目标测量距离和预设安全距离范围调整无人机的飞行高度，使得无人机根据调整后的飞行高度仿植物表面或者仿地飞行，在本发明实施例中，通过雷达的发射信号和接收的回波信号可以获取无人机到植物表面或者地面的准确距离，使得无人机能够准确地调整飞行高度，实现了无人机精确仿地或者仿植物表面飞行。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种无人机飞行控制方法的流程图；

图2是本发明另一实施例提供的一种无人机飞行控制方法的流程图；

图3是本发明实施例中发射信号和回波信号的示意图；

图4是本发明又一实施例提供的一种无人机飞行控制方法的流程图；

图5是本发明实施例中上扫频采样信号的图谱示意图；

图6是本发明实施例中下扫频采样信号的图谱示意图；

图7是本发明实施例中上扫频信号和下扫频信号的图谱；

图8是本发明实施例中上扫频信号叠加幅值阈值后的图谱；

图9是本发明实施例提供的一种无人机飞行控制方法的流程图；

图10是本发明实施例提供的一种无人机飞行控制装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1为本发明实施例提供的一种无人机飞行控制方法的流程图，本发明实施例可适用于无人机仿地或者仿植物表面飞行的情况，该方法可以由无人机飞行控制装置来执行，该装置可以通过软件和/或硬件的方式来实现，并集成在执行本方法的设备中，具体地，如图1所示，该方法可以包括如下步骤：

S101、在无人机飞行过程中，控制雷达对地发射发射信号以及接收所述发射信号经反射后的回波信号。

本发明实施例中，无人机可以是植保无人机或者其他类型的无人机，该无人机飞行过程中需要根据无人机与地面或者植物表面的距离实时调整飞行高度。具体地，无人机上设置有测距雷达，优选地，该测距雷达可以为三角波测距雷达，无人机在飞行过程中控制雷达持续向地面发射发射信号，该发射信号经地面或者植物表面反射后形成回波信号，无人机可通过天线接收到该回波信号。

S102、根据所述发射信号和所述回波信号确定所述无人机到地面或者植物表面的目标测量距离。

具体地，可以根据发射信号和回波信号生成差频信号，通过差频信号计算出距离值，例如，可以根据差频信号计算出与无人机最近的距离值；还可以是从回波信号中确定出经植物表面稀疏反射形成信号幅值相对较小的第一回波信号，以及确定出经地面反射后形成信号幅值相对较强的第二回波信号，通过第一回波信号和发射信号确定植物表面到无人机的距离，或者通过第二回波信号和发射信号确定地面到无人机的距离，可选地，无人机可以将飞行方向前端某一固定距离上的植物表面或者地面到无人机的斜方向上的距离，然后通过三角函数关系计算出以当前飞行高度飞行时，无人机位于前端植物表面或者地面的上方时与植物表面或者地面的垂直距离作为目标测量距离，从而可以实现无人机对飞行方向前端的地面或者植物表面的高度进行预判。

S103、判断所述目标测量距离是否在预设安全距离范围内。

在确定植物表面到无人机的目标测量距离或者地面到无人机的目标测量距离后，可以控制无人机仿植物表面或者地面飞行，例如，对于仿植物表面飞行，可以预先设置无人机与植物表面的安全距离范围，在该安全距离内可确保植保效果和无人机的飞行安全，则可以判断目标测量距离是否在预设安全距离范围内，若是，则无需对无人机飞行高度进行调整，若否，执行S104以调整无人机的飞行高度。

S104、根据所述目标测量距离和所述预设安全距离范围调整所述无人机的飞行高度，使得所述无人机根据调整后的飞行高度仿植物表面或仿地飞行。

具体地，如果目标测量距离大于预设安全距离范围的最大值(上限值)，则可以降低无人机的飞行高度，以保证植保效果，如果目标测量距离小于预设安全距离范围的最小值(下限值)，则可以提高无人机的飞行高度，以保证无人机的飞行安全和植保效果。

本发明实施例的无人机飞行控制方法，通过在无人机飞行过程中控制雷达对地发射发射信号以及接收发射信号经反射后的回波信号，并根据发射信号和回波信号确定无人机到地面或者植物表面的目标测量距离；在确定目标测量距离在预设安全距离范围外时，根据目标测量距离和预设安全距离范围调整无人机的飞行高度，使得无人机根据调整后的飞行高度仿植物表面或仿地飞行，在本发明实施例中，通过雷达的发射信号和回波信号可以获取无人机到植物表面或者地面的准确距离，使得无人机能够准确地调整飞行高度，实现了无人机精确仿地或者仿植物表面飞行。

图2为本发明另一实施例提供的一种无人机飞行控制方法的流程图，本发明实施例在上述实施例的基础上对确定目标测量距离进行优化，具体地，如图2所示，该方法可以包括如下步骤：

S201、在无人机飞行过程中，控制雷达对地发射发射信号以及接收所述发射信号经反射后的回波信号。

S202、根据所述雷达的发射信号和回波信号生成差频信号。

本发明实施例中，雷达可以是毫米波雷达，毫米波雷达是工作在毫米波波段(millimeter wave)的探测雷达，其频域为24～300GHz，波长约为1～10mm，毫米波的波长介于厘米波和光波之间，毫米波兼有微波制导和光电制导的优点，并且与厘米波导引头相比，毫米波导引头具有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点，适用与体积较小的无人机。

在实际应用中，毫米波雷达可以通过发射FMCW(Frequency ModulatedContinuous Wave，调频连续波)来测量距离，优选地，调频连续波可以是三角波。雷达调制的三角波信号发射后经植物和/或地面反射形成回波信号，雷达接收到该回波信号，其中回波信号与发射信号的信号频率变化规律相同，都是三角波，回波信号和发射信号之间有一个时间差，利用这个微小的时间差可以计算出植物或者地面与无人机的距离。

因此，雷达调制生成三角波信号后，将该三角波信号分为两路，一路通过发射天线发射，另外一路输送至混频器与接收天线接收的回波信号耦合得到差频信号。

S203、在每个扫频周期内，根据所述差频信号生成上扫频信号和下扫频信号，所述上扫频信号和所述下扫频信号包括多个频点的信号频率和信号幅值。

如图3所示，三角波在一个扫频周期内分为AB段和BC段，从A点到B点信号频率逐渐增加，从B点到C点信号频率逐渐降低，在一个扫频周期内包括上扫频(AB)和下扫频(BC)两个阶段。

对于混频后的差频信号，可以根据预设数量的采样点，在上扫频进行ADC(Analog-to-Digital Converter，模/数转换)采样以及进行FFT变换得到上扫频信号，在下扫频进行ADC采样以及进行FFT变换得到下扫频信号，其中上扫频信号和下扫频信号中每个频点包含了信号频率和信号幅值，根据每个频点的信号频率可以计算出距离。

S204、根据所述信号频率和信号幅值，对所述上扫频信号进行检波处理得到上扫频候选数据，以及对所述下扫频信号进行检波处理得到下扫频候选数据。

在本发明实施例中，检波处理可以包括对上扫频信号和下扫频信号的过滤和合并，比如对于上扫频信号，可以先确定每个频点的幅值阈值，将信号幅值低于幅值阈值的频点过滤掉，优选地，幅值阈值可以根据上扫频信号的整体信号幅值和每个频点邻近的多个频点的信号幅值共同确定。合并可以是从过滤后的多个频点中确定多个连续频点，将连续的多个连续频点作为一个频段，对相邻两个的频段进行合并，比如计算相邻两个频段的信号频率差，如果信号频率差小于预设值，则将相邻两个频段进行合并最终得到上扫频候选数据，该上扫频候选数据中可以包括多个上扫频原始候选项，每个上扫频原始候选项包括起始信号频率、幅值峰值和峰值信号频率，同理，下扫频数据的检波处理同上扫频数据的检波处理，下扫频数据同样包括多个下扫频原始候选项。

S205、对所述上扫频候选数据和所述下扫频候选数据进行匹配，以确定上扫频目标数据。

具体地，可以将上扫频候选数据中的每个上扫频原始候选项分别与下扫频候选数据中的所有下扫频原始候选项进行匹配，比如根据起始信号频率和幅值峰值进行匹配，如果上扫频原始候选项和其中一个下扫频原始候选项的起始信号频率一致、信号幅值也一致，则该匹配成功的上扫频原始候选项对应的信号为植物或者地面的回波信号而非噪声信号，将该匹配成功的上扫频原始候选项确定为上扫频最终候选项以得到上扫频目标数据，通过匹配可以过滤掉噪声信号生成的上扫频原始候选项，提高了雷达测距的抗干扰能力。

S206、根据所述上扫频目标数据确定目标测量距离。

本发明实施例中，对于无人机需要测量靠近无人机最近的物体的距离，例如植物顶端或者地面最高处到无人机的距离，因此可以将上扫频目标数据中最小值的起始信号频率作为目标测量信号频率以计算出目标测量距离进行输出。

S207、如果所述目标测量距离大于所述预设安全距离范围的最大值，则降低飞行高度使得所述无人机在预设安全距离范围内飞行。

本发明实施例中，对于植保作业，预设安全距离范围可以是能够实现最佳植保效果的范围，例如，植物高度为2m(米)，无人机在距离植物表面高度1-1.3m范围内进行植保作业能够达到最佳植保效果，则可以确定预设安全距离范围为1-1.3m，如果目标测量距离大于1.3m，则说明无人机距离植物表面过高，为了不影响植保效果，则可以降低无人机飞行高度使得无人机在距离植物表面1-1.3m的预设安全距离范围内飞行。

S208、如果所述目标测量距离小于所述预设安全距离范围的最小值，则提高飞行高度使得所述无人机在所述预设安全距离范围内飞行。

如果目标测量距离小于预设安全距离范围的最小值，则说明无人机距离植物表面过低，为保证无人机飞行安全和不影响植保效果，则可以提高无人机飞行高度使得无人机在预设安全距离范围内飞行，使得无人机在植物表面起伏变化时，无人机能够仿植物表面飞行，或者使得无人机在地面起伏变化时，无人机能够仿地飞行。

本发明实施例在生成差频信号后，在每个扫频周期内根据差频信号生成上扫频信号和下扫频信号，并根据信号频率和信号幅值对上扫频信号进行检波处理得到上扫频候选数据，以及对下扫频信号进行检波处理得到下扫频候选数据，然后对上扫频候选数据和下扫频候选数据进行匹配以确定上扫频目标数据以及根据上扫频目标数据确定目标测量距离，并根据目标测量距离和预设安全距离范围调整无人机的飞行高度，使得无人机根据调整后的飞行高度仿植物表面或者仿地飞行。一方面通过检波处理，可以检测到微小的植物表面或者地面上的微小物体，从而使得无人机测量到微小植物表面或者地面上的微小物体的距离，另一方面通过对上扫频候选数据和下扫频候选数据进行匹配，可以避免螺旋桨高速转动或者无人机本身辐射的电磁环境引起的噪声干扰，提高了无人机上雷达测距的抗干扰能力，使得测量得到的无人机到植物表面或者地面的距离更为准确，实现了无人机精确仿地或者仿植物表面飞行。

图4为本发明实施例提供的一种无人机飞行控制方法的流程图，本发明实施例在上述实施例的基础上进行优化，具体地，如图4所示，该方法可以包括如下步骤：

S301、在无人机飞行过程中，控制雷达对地发射发射信号以及接收所述发射信号经反射后的回波信号。

S302、根据所述发射信号和所述回波信号生成差频信号；

S303、在每个扫频周期内，根据所述差频信号生成上扫频信号和下扫频信号，所述上扫频信号和所述下扫频信号包括多个频点的信号频率和信号幅值。

本发明实施例中，可以在一个扫频周期内，根据预设数量采样点分别对差频信号进行上扫频采样和下扫频采样，得到上扫频采样信号和下扫频采样信号，然后分别对上扫频采样信号和下扫频采样信号进行FFT处理，得到上扫频信号和下扫频信号。

具体地，可以在上扫频对差频信号进行ADC采样和下扫频对差频信号进行ADC采样，分别得到上扫频采样信号和下扫频采样信号，如图5为在上扫频对差频信号进行ADC采样后得到的上扫频采样信号的图谱，如图6为在下扫频对差频信号进行ADC采样后得到的下扫频采样信号的图谱，在图5和图6中，横坐标为采样点的序号，纵坐标为每个采样点的信号幅值。

在采样得到上扫频采样信号和下扫频采样信号后，可以对上扫频采样信号和下扫频采样信号进行FFT处理得到包括多个频点的信号频率和信号幅值的上扫频信号和下扫频信号，如图7所示为上扫频信号和下扫频信号的图谱，其中横轴为信号的信号频率，纵轴为信号的信号幅值。

S304、根据所述信号频率和信号幅值，对所述上扫频信号进行检波处理得到上扫频候选数据，以及对所述下扫频信号进行检波处理得到下扫频候选数据。

具体地，在本发明实施例中，对上扫频信号进行检波处理可以包括如下子步骤：

S3041、确定所述上扫频信号中各个频点的幅值阈值。

具体地，可以计算上扫频信号的幅值均值，作为第一幅值阈值，针对每个频点，获取频点的前n个或者后n个频点的信号幅值，计算前n个或者后n个频点的信号幅值的均值，作为第二幅值阈值，判断第一幅值阈值是否小于第二幅值阈值，若是，则确定第一幅值阈值为幅值阈值，若否，则确定第二幅值阈值为幅值阈值。

如图8所示，横轴有300个频点，可以计算该300个频点的信号幅值的均值作为第一幅值阈值，或者该均值乘以预设系数后作为第一幅值阈值，同时，对每个频点可以取该频点的前8个频点中第4-8个频点，并计算前8个频点中第4-8个频点的幅值均值作为第二幅值阈值，例如对于图8中A点，假设A点为第73个频点，则可以计算第69、68、67、66、65个频点对应的幅值均值作为第二幅值阈值，将第一幅值阈值和第二幅值阈值中值较小的一个作为该频点的幅值阈值，得到如图8所示的图谱，在图8中S1为上扫频信号，T为幅值阈值，由于信号幅值与测量目标的体积有关，因此将第一幅值阈值和第二幅值阈值中值较小的一个作为幅值阈值，可以检测到微小的物体以防止漏检，使得无人机可以测量体积较小的物体的距离，例如无人机可以测量到植物顶端较小的枝叶到无人机的距离，或者测量到地面上较小的细杆的顶端到无人机的距离。

需要说明的是，如果频点为上扫频信号的前n个频点或者后n个频点，则确定第一幅值阈值为上扫频幅值阈值，例如n等于8，对于上扫频信号中的第1-8个频点则不存在前8个频点，或者对于第292-300个频点则不存在后8个频点，则可以将第一幅值阈值作为上扫频信号的前8个频点或者后8个频点的上扫频幅值阈值。上述虽然以频点的前n个或者后n个频点的均值幅值作为第二幅值阈值，在实施本发明实施例时，本领域技术人员还可以根据其它方法计算第二幅值阈值，比如以频点的前n个或者后n个频点的均值幅值乘以某个系数后作为第二幅值阈值，或者以频点的前n个或者后n个频点中信号幅值的最大值或者最小值作为第二幅值阈值等，本发明实施例对确定第二幅值阈值的方式不加以限制。

S3042、在所述上扫频信号中，确定出信号幅值大于所述幅值阈值的多个连续频点。

具体地，对于上扫频信号中的每个频点，将该频点的信号幅值与该频点的幅值阈值进行比较，如果该频点的信号幅值大于其对应的幅值阈值，则保留该频点，如果该频点的信号幅值小于其对应的幅值阈值，则丢弃该频点，对于整个上扫频信号最终得到多个信号幅值大于其对应的幅值阈值的频点，则可以从多个频点中确定多个连续的频点。

如图8所示，频点a的信号幅值大于幅值阈值，并且频点a到频点b之间的所有频点的信号幅值均大于幅值阈值，则频点a到频点b之间的所有频点为第一个信号幅值大于幅值阈值的连续频点，同理，频点c到频点d之间的所有频点为第二个信号幅值大于幅值阈值的连续频点，以此类推获取到上扫频信号中信号幅值大于幅值阈值的多个连续频点。

S3043、获取所述多个连续频点中第一个频点的信号频率、最后一个频点的信号频率以及多个连续频点中的最大信号幅值。

具体地，每个频点对应有信号频率和信号幅值，可以获取信号幅值大于幅值阈值的多个连续频点中的第一个频点的信号频率、最后一个频点的信号频率以及多个连续频点中的最大信号幅值，如图8所示，对于ab段的多个连续频点，可以获取频点a的信号频率、频点b的信号频率以及频点a和频点b之间的尖峰对应的信号幅值。

S3044、采用所述第一个频点的信号频率、最后一个频点的信号频率以及多个连续频点中的最大信号幅值生成上扫频原始候选项，其中所述第一个频点的信号频率作为所述上扫频原始候选项的起始信号频率、所述最后一个频点的信号频率作为所述上扫频原始候选项的结束信号频率，所述最大信号幅值作为所述上扫频原始候选项的幅值峰值。

在获取多个连续频点中第一个频点的信号频率、最后一个频点的信号频率以及最大信号幅值后，可以生成上扫频原始候选项，该上扫频原始候选项包括起始信号频率、结束信号频率和幅值峰值。

如图8所示，上扫频信号中共有6个上扫频原始候选项d1(ab)，d2(cd)，d3(ef)，d4(gh)，d5(ig)，d6(kl)，其中，d1为幅值峰值，(ab)表示起始信号频率和结束信号频率。

S3045、根据每个上扫频原始候选项的起始信号频率和结束信号频率，对相邻的上扫频原始候选项进行合并，得到包含多个上扫频最终候选项的上扫频候选数据。

在本发明实施例中，可以根据上扫频原始候选项的起始信号频率和结束信号频率，计算相邻的两个上扫频原始候选项的信号频率差值，如果信号频率差值小于信号频率差阈值，则将相邻的两个上扫频原始候选项进行合并，得到包含多个上扫频最终候选项的上扫频候选数据，并且将相邻的两个上扫频原始候选项中在前的上扫频原始候选项的起始信号频率作为上扫频最终候选项的起始信号频率，将相邻的两个上扫频原始候选项中幅值峰值的最大值作为上扫频最终候选项的幅值峰值，以及将最大的幅值峰值对应的信号频率作为峰值信号频率。

如图8所示，上扫频信号中：

以下频点的信号频率为：a(41)，b(50)，c(54)，d(58)，e(69)，f(78)，g(81)，h(100)，i(134)，g(138)，k(141)，l(145)；其中，a(41)可以是频点a的信号频率为41GHz。

则上扫频信号D1中包括的6个上扫频原始候选项可以表示为d1(ab)，d2(cd)，d3(ef)，d4(gh)，d5(ig)，d6(kl)；

则相邻的d1(ab)和d2(cd)的信号频率差值为频点c的信号频率与频点b的信号频率的差值，即c(54)-b(50)＝4，假设信号频率差阈值为5，则d1(ab)和d2(cd)满足合并条件，将d1(ab)和d2(cd)合并记做新的d1＇(ad)，d1＇(ad)的起始信号频率为频点a的信号频率，结束信号频率为频点d的信号频率，幅值峰值为频点a到频点d之间的最大信号幅值，则上扫频信号D1更新为:d1＇(ad)，d3(ef)，d4(gh)，d5(ig)，d6(kl)，由于d1＇(ad)和d3(ef)的信号频率差值为e(69)-d(58)＝9，大于信号频率差阈值5，不满足合并条件，不进行合并。

同理对余下的上扫频原始候选项进行合并，得到包括3个上扫频最终候选项的上扫频候选数据D1：d1＇(ad)，d2＇(eh)，d3＇(il)。其中上扫频最终候选项d1＇(ad)包含：起始信号频率a(41)，幅值峰值(13130，a到d段中信号幅值的最大值)，峰值信号频率(56)，如此类推，d2＇(eh)包含：起始信号频率e(69)，幅值峰值(23070，e到h段中信号幅值的最大值)，峰值信号频率(73)，则上扫频候选数据D1为：(d1＇{41，13130，56}；d2＇{69，23070，73}；d3＇{134，11080，136})；

参考S3041-S3045对下扫频信号进行处理，可以得到包含多个下扫频最终候选项的下扫频候选数据D2：(d1＇{40，12180，44}；d2＇{68，23020，72}；d3＇{132，11000，135})。

本发明实施例中，对相邻的候选项进行合并，可以解决由于雷达距离分辨率的限制使得距离较近的物体在回波中无法准确分辨，或者同一个物体得到两个回波信号的问题，既提高了检测物体的准确性，又减少了后续需要处理的数据量。

S305，针对每个上扫频最终候选项，根据所述起始信号频率、所述幅值峰值和所述峰值信号频率，判断在所述下扫频候选数据中是否存在匹配的下扫频最终候选项，若是，执行S306。

具体地，对于上扫频候选数据中的每个上扫频最终候选项，可以计算其包含的起始信号频率与每个下扫频最终候选项中包含的起始信号频率的差值，得到起始信号频率差值，计算其包含的幅值峰值与每个下扫频最终候选项中包含的幅值峰值的差值，得到幅值差值，以及计算其包含的幅值信号频率与每个下扫频最终候选项中包含的幅值信号频率的差值，得到峰值信号频率差值；如果起始信号频率差值小于预设起始信号频率差阈值、峰值信号频率差值小于峰值信号频率差阈值以及幅值差值小于预设幅值差阈值，则确定上扫频最终候选项存在匹配的下扫频最终候选项。

比如，上扫频候选数据为：

D1(d1{41，13130，56}；d2{69，23070，73}；d3{134，11080，136})；

下扫频候选数据为：

D2(d1{40，12180，44}；d2{68，23020，72}；d3{132，11000，135})。

则D1的每一个上扫频最终候选项与D2内每个下扫频最终候选项进行匹配，匹配内容包括起始信号频率差值不能大于预设起始信号频率差值阈值，假设为3，幅值差值不能大于幅值差值阈值，假设为1000，峰值信号频率差值不能大于预设峰值信号频率差值阈值，假设为3。

对于上述数据，D1中的d1{41，13130，56}与D2中的d1{40，12180，44}匹配，起始信号频率差值为41-40＝1<3满足条件，幅值差值为13130-12180＝50<1000满足条件，峰值信号频率差值为56-44＞3不满足条件，则D1中的d1{41，13130，56}与D2中的d1{40，12180，44}匹配失败，同理D1中的d1与D2中的d2匹配失败，D1中的d1与D2中的d3匹配失败，即D1中的d1与D2内全部的下扫频最终候选项都匹配失败，则在D1内删除d1，继续用D1中的d2与下扫频候选数据中的各个下扫频最终候选项匹配，D1.d2与D2.d2匹配成功，同理继续用D1中的d3与下扫频候选数据中的各个下扫频最终候选项匹配，则D1.d3与D2.d3匹配成功，则得到上扫频目标数据D1：(d2{69，23070，73}；d3{134，11080，136})。

优选地，本发明实施例还可以确定匹配结果是否有效，具体地，可以确定下扫频候选数据中幅值峰值最大的下扫频最终候选项，如果幅值峰值最大的下扫频最终候选项与上扫频最终候选项匹配成功，则本次扫频周期的匹配结果有效，如果幅值峰值最大的下扫频最终候选项与上扫频最终候选项匹配失败，则本次扫频周期的匹配结果无效，进入下一扫频周期继续测距。

本发明实施例中，通过对上扫频候选数据和下扫频候选数据进行匹配，可以过滤掉噪声信号生成的上扫频最终候选项，提高了雷达测距的抗干扰能力。

S306，确定所述上扫频最终候选项为上扫频目标候选项，以得到上扫频目标数据。

如果上扫频候选数据中的上扫频最终候选项在下扫频候选数据中存在匹配的下扫频最终候选项，则确定该上扫频最终候选项为上扫频目标候选项，该上扫频目标候选项即为上扫频目标数据，上扫频目标数据可以包括至少一个上扫频目标候选项。

S307，从所述上扫频目标数据中确定最小的起始信号频率，作为本轮测量信号频率。

在实际应用中，无人机测距是测量植物表面或者地面到无人机最近的距离，即上扫频目标候选项中起始信号频率的最小值，通常地，上扫频目标数据中第一个上扫频目标候选项的起始信号频率最小，可以作为本轮测量信号频率。

S308，获取上一扫频周期输出的测量信号频率，作为上轮测量信号频率。

本发明实施例中，在每个扫频周期确定一个测量信号频率，则可以获取上一扫频周期确定的测量信号频率，作为上轮测量信号频率。

S309，计算所述本轮测量信号频率和所述上轮测量信号频率的差值，得到测量信号频率差值。

具体地，可以计算本轮测量信号频率和上轮测量信号频率的差值，得到测量信号频率差值，该测量信号频率差值可以为绝对值，即大于0。

S310，判断所述信号频率差值是否小于预设测量阈值。

如果本轮测量信号频率和上轮测量信号频率的信号频率差值小于预设测量阈值，则说明两个测量周期内测得的距离相差不大，则执行S311，否则，说明两个测量周期内测得的距离相差较大，则执行S312。

S311，对所述本轮测量信号频率进行滤波处理，得到目标测量信号频率。

具体地，可以对本轮测量信号频率进行中值滤波处理和滑动均值滤波处理，得到目标测量信号频率。

中值滤波处理可以是将多个测量信号频率按大小排序，滤波器输出位于中间的测量信号频率。比如，获此本轮测量信号频率的前6轮测量信号频率，将共7个测量信号频率按大小排序，例如本轮测量信号频率和前6轮输出的测量信号频率分别是52，49，45，50，53，60，44，则按照大小排序后为：44，45，49，50，52，53，60，第4个测量信号频率为50，则中值滤波后的测量信号频率为50，然后可以根据以下公式对中值滤波后的测量信号频率进行滑动均值滤波处理：

c＝(1-z)×b+z×a，0<z<1；

其中c为滑动均值滤波后的目标测量信号频率，a为中值滤波后的测量信号频率，b为上轮测量信号频率，z为滤波系数。

通过滤波处理，可以避免测量本身存在的噪声和无人机的复杂飞行环境对测量的造成影响，提高测量的稳定性。

S312，根据上轮测量信号频率、所述上扫频候选数据和所述下扫频候选数据确定目标测量信号频率。

如果本轮测量信号频率和上轮测量信号频率的差值大于预设值，则可以以上轮测量信号频率为中心，查找预设范围内上扫频候选数据中是否存在上扫频最终候选项，以及查找预设范围内下扫频候选数据中是否存在下扫频最终候选项，如果存在，则判断存在的上扫频最终候选项和下扫频最终候选项是否匹配，如果匹配，则对查找到的上扫频最终候选项中的起始信号频率进行滤波处理得到目标测量信号频率。

如图8所示，如果本轮测量信号频率为频点e的信号频率，上轮测量信号频率为频点a的信号频率，频点a和频点e的信号频率差值大于预设值，则以频点a为中心，查找频点a的预设信号频率范围内除频点a到频点b之间的幅值峰值外是否存在其它幅值峰值，如图8所示，则可以查找到上扫频候选数据中频点c和频点d之间存在一个幅值峰值(频点a和频点b之间的幅值峰值已经为上轮的幅值峰值)，则说明以上轮测量信号频率为中心，预设信号频率范围内上扫频候选数据中存在上扫频最终候选项，同理，如果在下扫频候选数据中也存在一个幅值峰值，则说明以频点a为中心，预设信号频率范围内下扫频候选数据中存在下扫频最终候选项，则进一步判断查找到的上扫频最终候选项和下扫频最终候选项是否匹配，如果匹配，对查找到的上扫频最终候选项中的起始信号频率进行滤波处理得到目标测量信号频率，即对频点c的信号频率进行滤波处理后作为目标测量信号频率以计算测量距离。

如果本轮测量信号频率和上轮测量信号频率的差值大于预设值，并且以上轮测量信号频率为中心，在预设范围内上扫频候选数据中不存在上扫频最终候选项，或者在预设范围内下扫频候选数据中不存在下扫频最终候选项，则统计在上扫频候选数据中不存在上扫频最终候选项或者在下扫频候选数据中不存在下扫频最终候选项，且测量信号频率小于上轮测量信号频率的连续次数，如果连续次数大于预设次数阈值，则对当前确定的本轮测量信号频率进行滤波处理，得到目标测量信号频率，如果连续次数小于预设次数阈值，则将上一轮滤波处理后的测量信号频率作为目标测量信号频率。

例如，当前测量轮次为n，对应的测量信号频率为F1，第n-1轮(上轮)对应的测量信号频率为F0，如果F1与F0的差值大于预设值，并且在第n轮中F0附近不存在幅值峰值，即在第n轮中以信号频率F0为中心在上扫频候选数据中不存在上扫频最终候选项或者在下扫频候选数据中不存在下扫频最终候选项，则统计第n-1轮后测得的测量信号频率小于F0的连续次数，如第n轮的测量信号频率为F1、第n+1轮的测量信号频率为F2、第n+2轮的测量信号频率为F3、第n+3轮的测量信号频率为F4，第n+4轮的测量信号频率为F5。如果信号频率F1，F2，F3，F4，F5均小于F0(预设次数阈值为5)，并且在第n轮、第n+1轮、第n+2轮、第n+3轮、第n+4轮中信号频率F0附近不存在幅值峰值，则对第n+4轮的测量信号频率F5做滤波处理得到目标测量信号频率，如果信号频率F1、F2、F3、F4、F5中有至少一个大于F0，则对第n-1轮对应的测量信号频率F0做滤波处理得到目标测量信号频率。

在本轮测量信号频率和上轮测量信号频率的差值大于预设值时，通过上轮测量信号频率、上扫频候选数据和下扫频候选数据确定目标测量信号频率，可以获取到回波信号较小的植物表面或者地面上较小的物体的距离，避免由于无人机的移动相对于植物表面或者地面的角度发生变化，从而导致回波信号的信号幅值相差较大，造成回波信号的信号幅值小于预设幅值阈值而无法被检测的问题，从而能够准确获取较小的植物表面或者地面的回波信号进行测距。

S313，根据所述目标测量信号频率计算目标测量距离，得到目标测量距离。

在得到目标测量信号频率后，可以根据预设系数和目标测量信号频率计算目标测量距离，其中，预设系数与三角波的调制周期和信号幅值相关，即根据不同的调制信号确定不同的预设系数。

S314，根据所述目标测量距离和所述预设安全距离范围调整所述无人机的飞行高度，使得所述无人机根据调整后的飞行高度仿植物表面和/或仿地飞行。

具体地，如果目标测量距离大于预设安全距离范围的最大值，则降低飞行高度使得所述无人机在预设安全距离范围内飞行，如果目标测量距离小于预设安全距离范围的最小值，则提高飞行高度使得所述无人机在所述预设安全距离范围内飞行，使得无人机在植物表面起伏变化时，无人机能够仿植物表面飞行，或者使得无人机在地面起伏变化时，无人机能够仿地飞行。

本发明实施例提供的无人机飞行控制方法，在生成差频信号后，在每个扫频周期内根据差频信号生成上扫频信号和下扫频信号，并根据信号频率和信号幅值对上扫频信号进行检波处理得到上扫频候选数据，以及对下扫频信号进行检波处理得到下扫频候选数据，然后对上扫频候选数据和下扫频候选数据进行匹配以确定上扫频目标数据以及根据上扫频目标数据确定目标测量距离，根据目标测量距离和预设安全距离范围调整无人机的飞行高度，使得无人机根据调整后的飞行高度仿植物表面和/或仿地飞行。一方面通过检波处理，可以检测到微小的植物表面或者地面上的微小物体，从而使得无人机测量到微小的植物表面或者地面上的微小物体的距离，另一方面通过对上扫频候选数据和下扫频候选数据进行匹配，可以避免螺旋桨高速转动或者无人机本身辐射的电磁环境引起的噪声干扰，提高了无人机上雷达测距的抗干扰能力，使得测量得到的无人机到植物表面或者地面的距离更为准确，实现了无人机精确仿地或者仿植物表面飞行。

图9为本发明实施例提供的一种无人机飞行控制方法的流程图，本发明实施例对确定目标测量距离进行优化，具体地，如图9所示，该方法可以包括如下步骤：

S401、在无人机飞行过程中，控制雷达对地发射发射信号以及接收所述发射信号经反射后的回波信号。

S402、获取回波信号的信号幅值。

具体地，可以将各个回波信号与发射信号进行混频处理生成差频信号，然后对差频信号进行采样和FFT变化后得到扫频信号，在扫频信号中包括多个频点，每个频点对应一个回波信号，则可获取每个频点对应的信号幅值。

S403、根据所述信号幅值确定信号幅值在第一预设信号幅值范围内的第一回波信号，所述第一预设信号幅值范围为植物反射的回波信号的信号幅值范围。

在实际应用中，雷达波经不同的物体反射后回波信号的强度不同，如向无人机下方发射雷达波后，雷达波经植物表面和经地面反射后的回波信号的强度不同，通常地，雷达波经植物表面反射后回波信号较为稀疏，其信号强度相对较弱，经地面反射后回波信号的信号强度较强，则可以根据不同的植物和飞行高度设置第一预设信号幅值范围，根据该第一预设信号幅值范围可以确定信号幅值在第一预设信号幅值范围内的第一回波信号为植物表面反射的回波，该第一回波信号可以包括多个信号，例如可以包括多棵植物反射的回波信号。

如图8所示，假设第一回波信号包括频点a和频点b之间的尖峰值对应回波信号、频点c和频点d之间的尖峰值对应回波信号，则可以认为频点a和频点b之间的尖峰值对应回波信号为一棵植物反射的回波信号，频点c和频点d之间的尖峰值对应回波信号为另一棵植物反射的回波信号。

S404、根据所述信号幅值确定信号幅值在第二预设信号幅值范围内的第二回波信号，所述第二预设信号幅值范围为地面反射的回波信号的信号幅值范围。

在实际应用中，雷达波经地面反射后回波信号的信号强度较强，则可以根据不同地面土壤和飞行高度设置第二预设信号幅值范围，根据该第二设信号幅值范围可以确定信号幅值在第二预设信号幅值范围内的第二回波信号为地面反射的回波，该第二回波信号可以包括多个信号。

如图8所示，假设第二回波信号包括频点e和频点f之间的尖峰值对应回波信号、频点g和频点h之间的尖峰值对应回波信号，则可以认为频点e和频点f之间的尖峰值对应回波信号为一地面反射的回波信号，频点g和频点h之间的尖峰值对应回波信号为另一地面反射的回波信号。

S405、基于所述第一回波信号和所述发射信号确定无人机到植物表面的目标测量距离。

在确定第一回波信号后，可以根据第一回波信号的信号频率计算目标测量距离，具体地，可以根据预设系数和信号频率计算目标测量距离，其中，预设系数与三角波的调制周期和信号幅值相关，即根据不同的调制信号确定不同的预设系数。如果第一回波信号包括多个回波信号，则将根据第一回波信号的信号频率计算得到的距离中的最小值作为目标测量距离。

S406、基于所述第二回波信号和所述发射信号确定无人机到地面的目标测量距离。

同理，在确定第二回波信号后，将根据第二回波信号的信号频率计算得到的距离中的最小值作为目标测量距离。

S407、根据所述目标测量距离和所述预设安全距离范围调整所述无人机的飞行高度，使得所述无人机根据调整后的飞行高度仿植物表面和/或仿地飞行。

具体地，如果目标测量距离大于预设安全距离范围的最大值，则降低飞行高度使得所述无人机在预设安全距离范围内飞行，如果目标测量距离小于预设安全距离范围的最小值，则提高飞行高度使得所述无人机在所述预设安全距离范围内飞行，使得无人机在植物表面起伏变化时，无人机能够仿植物表面飞行，或者使得无人机在地面起伏变化时，无人机能够仿地飞行。

本发明实施例提供的无人机飞行控制方法，通过在无人机飞行过程中控制雷达对地发射发射信号以及接收发射信号经反射后的回波信号，并获取回波信号的信号幅值，从而确定信号幅值在第一预设信号幅值范围内的第一回波信号，第一预设信号幅值范围为植物反射的回波信号的信号幅值范围，以及确定信号幅值在第二预设信号幅值范围内的第二回波信号，第二预设信号幅值范围为地面反射的回波信号的信号幅值范围；并基于第一回波信号和发射信号确定无人机到植物表面的目标测量距离，以及基于第二回波信号和发射信号确定无人机到地面的目标测量距离，根据目标测量距离和预设安全距离范围调整无人机的飞行高度，使得无人机根据调整后的飞行高度仿植物表面或者仿地飞行，在本发明实施例中，通过信号幅值确定经植物表面反射的第一回波信号以及经地面反射的第二回波信号，并通过雷达的发射信号、第一回波信号和第二回波信号可以获取无人机到植物表面或者地面的准确距离，使得无人机能够准确地调整飞行高度，实现了无人机精确仿地或者仿植物表面飞行。

图10为本发明实施例的一种无人机飞行控制装置的结构示意图，如图10所示，所述无人机设置有测距雷达，具体可以包括：

发射信号控制模块501，用于在所述无人机飞行过程中，控制所述雷达对地发射发射信号以及接收所述发射信号经反射后的回波信号；

目标测量距离确定模块502，用于根据所述发射信号和所述回波信号确定所述无人机到地面或者植物表面的目标测量距离；

安全距离判断模块503，用于判断所述目标测量距离是否在预设安全距离范围内；

飞行高度调整模块504，用于根据所述目标测量距离和所述预设安全距离范围调整所述无人机的飞行高度，使得所述无人机根据调整后的飞行高度仿植物表面或者仿地飞行。

可选地，所述目标测量距离确定模块502包括：差频信号生成子模块，用于根据所述发射信号以及所述回波信号生成差频信号；

扫频信号生成子模块，用于在每个扫频周期内，根据所述差频信号生成上扫频信号和下扫频信号，所述上扫频信号和所述下扫频信号包括多个频点的信号频率和信号幅值；

候选数据获取子模块，用于根据所述信号频率和信号幅值，对所述上扫频信号进行检波处理得到上扫频候选数据，以及对所述下扫频信号进行检波处理得到下扫频候选数据；

目标数据获取子模块，用于对所述上扫频候选数据和所述下扫频候选数据进行匹配，以确定上扫频目标数据；

测量距离确定子模块，用于根据所述上扫频目标数据确定测量距离。

可选地，所述扫频信号生成子模块包括：

采样单元，用于在每个扫频周期内，根据预设数量采样点分别对所述差频信号进行上扫频采样和下扫频采样，得到上扫频采样信号和下扫频采样信号；

FFT处理单元，用于分别对所述上扫频采样信号和所述下扫频采样信号进行FFT处理，以生成上扫频信号和下扫频信号。

可选地，所述候选数据获取子模块包括：

幅值阈值确定单元，用于确定所述上扫频信号中各个频点的幅值阈值；

连续频点确定单元，用于在所述上扫频信号中，确定出信号幅值大于所述幅值阈值的多个连续频点；

信号频率和幅值获取单元，用于获取所述多个连续频点中第一个频点的信号频率、最后一个频点的信号频率以及多个连续频点中的最大信号幅值；

上扫频原始候选项生成单元，用于采用所述第一个频点的信号频率、最后一个频点的信号频率以及多个连续频点中的最大信号幅值生成上扫频原始候选项，其中所述第一个频点的信号频率作为所述上扫频原始候选项起始信号频率、所述最后一个频点的信号频率作为所述上扫频原始候选项的结束信号频率，所述最大信号幅值作为所述上扫频原始候选项的幅值峰值；

合并单元，用于根据每个上扫频原始候选项的起始信号频率和结束信号频率，对相邻的上扫频原始候选项进行合并，得到包含多个上扫频最终候选项的上扫频候选数据。

可选地，所述幅值阈值确定单元包括：

第一幅值阈值计算子单元，用于计算所述上扫频信号的幅值均值，作为第一幅值阈值；

信号幅值获取子单元，用于针对每个频点，获取所述频点的前n个或者后n个频点的信号幅值；

第二幅值阈值计算子单元，用于计算所述前n个或者后n个频点的信号幅值的均值，作为第二幅值阈值；

阈值判断子单元，用于判断所述第一幅值阈值是否小于所述第二幅值阈值；

第一幅值阈值确定子单元，用于确定所述第一幅值阈值为幅值阈值；

第二幅值阈值确定子单元，用于确定所述第二幅值阈值为幅值阈值；

第三幅值阈值确定子单元，用于如果所述频点为所述上扫频信号的前n个频点或者后n个频点，则确定所述第一幅值阈值为上扫频幅值阈值。

可选地，所述合并单元，包括：

信号频率差值计算子单元，用于根据所述上扫频原始候选项的起始信号频率和结束信号频率，计算相邻的两个上扫频原始候选项的信号频率差值；

信号频率差值判断子单元，用于判断所述信号频率差值是否小于信号频率差阈值；

合并子单元，用于将相邻的两个上扫频原始候选项进行合并，得到包含多个上扫频最终候选项的上扫频候选数据。

可选地，所述合并子单元包括：

起始信号频率获取组件，用于获取相邻的两个上扫频原始候选项中在前的上扫频原始候选项的起始信号频率，作为合并后的起始信号频率；

幅值峰值获取组件，用于获取相邻的两个上扫频原始候选项中幅值峰值的最大值，作为合并后的幅值峰值；

峰值信号频率获取组件，用于获取所述幅值峰值对应的信号频率，作为峰值信号频率；

上扫频最终候选项生成组件，用于根据所述合并后的起始信号频率、所述幅值峰值和所述峰值信号频率生成合并后的上扫频最终候选项，以得到上扫频候选数据。

可选地，所述上扫频候选数据包括多个上扫频最终候选项，所述下扫频候选数据包括多个下扫频最终候选项，所述上扫频最终候选项和所述下扫频最终候选项均包括起始信号频率、幅值峰值和峰值信号频率；

可选地，所述目标数据获取子模块包括：

匹配单元，用于针对每个上扫频最终候选项，根据所述起始信号频率、所述幅值峰值和所述峰值信号频率，判断在所述下扫频候选数据中是否存在匹配的下扫频最终候选项；

目标数据确定单元，用于确定所述上扫频最终候选项为上扫频目标候选项，以得到上扫频目标数据。

可选地，所述匹配单元包括：

起始信号频率差值计算子单元，用于计算上扫频最终候选项中包含的起始信号频率与下扫频最终候选项中包含的起始信号频率的差值，得到起始信号频率差值；

幅值差值计算子单元，用于计算上扫频最终候选项中包含的幅值峰值与下扫频最终候选项中包含的幅值峰值的差值，得到幅值差值；

峰值信号频率差值计算子单元，用于计算上扫频最终候选项中包含的峰值信号频率与下扫频最终候选项中包含的峰值的差值，得到峰值信号频率差值；

匹配确定子单元，用于如果所述起始信号频率差值小于预设信号频率差阈值、所述幅值差值小于预设幅值差阈值以及所述峰值信号频率差值小于预设峰值信号频率差阈值，则确定所述上扫频最终候选项存在匹配的下扫频最终候选项。

可选地，所述匹配单元还包括：

下扫频最终候选项确定子单元，用于确定所述下扫频候选数据中幅值峰值最大的下扫频最终候选项；

匹配结果有效确定子单元，用于如果所述幅值峰值最大的下扫频最终候选项与上扫频最终候选项匹配成功，则本次扫频周期的匹配结果有效；

匹配结果无效确定子单元，用于如果所述幅值峰值最大的下扫频最终候选项与上扫频最终候选项匹配失败，则本次扫频周期的匹配结果无效。

可选地，所述测量距离确定子模块包括：

本轮测量信号频率确定单元，用于从所述上扫频目标数据中确定最小的起始信号频率，作为本轮测量信号频率；

上轮测量信号频率获取单元，用于获取上一扫频周期确定的测量信号频率，作为上轮测量信号频率；

测量信号频率差值计算单元，用于计算所述本轮测量信号频率和所述上轮测量信号频率的差值，得到测量信号频率差值；

信号频率差值判断单元，用于判断所述信号频率差值是否小于预设测量阈值；

第一目标测量信号频率确定单元，用于对所述本轮测量信号频率进行滤波处理，得到目标测量信号频率；

第二目标测量信号频率确定单元，用于根据上轮测量信号频率、所述上扫频候选数据和所述下扫频候选数据确定目标测量信号频率；

距离计算单元，用于根据所述目标测量信号频率计算目标测量距离，得到目标测量距离。

可选地，所述第二目标测量距离确定单元包括：

查找子单元，用于以所述上轮测量信号频率为中心，查找预设信号频率范围内所述上扫频候选数据中是否存在上扫频最终候选项，以及查找预设信号频率范围内所述下扫频候选数据中是否存在下扫频最终候选项；

匹配判断子单元，用于判断存在的上扫频最终候选项和下扫频最终候选项是否匹配；

第一目标测量信号频率确定子单元，用于如果所述上扫频最终候选项和所述下扫频最终候选项匹配，则对查找到的所述上扫频最终候选项中的起始信号频率进行滤波处理得到目标测量信号频率。

可选地，所述第二目标测量信号频率确定单元还包括：

次数统计子单元，用于统计在所述上扫频候选数据中不存在上扫频最终候选项或者在所述下扫频候选数据中不存在下扫频最终候选项，且所述本轮测量信号频率小于所述上轮测量信号频率的连续次数；

第二目标测量信号频率确定子单元，用于如果所述连续次数大于预设次数阈值，则对当前测量信号频率进行滤波处理，得到目标测量信号频率；

第三目标测量信号频率确定子单元，用于如果所述连续次数小于预设次数阈值，则将上一滤波处理后的测量信号频率作为目标测量信号频率。

可选地，第一目标测量信号频率确定单元包括：

滤波处理子单元，用于对所述本轮测量信号频率进行中值滤波处理和滑动均值滤波处理，得到目标测量信号频率。

可选地，所述目标测量距离确定模块502包括：

信号幅值获取子模块，用于获取回波信号的信号幅值；

第一回波信号确定子模块，用于根据所述信号幅值确定信号幅值在第一预设信号幅值范围内的第一回波信号；

第二回波信号确定子模块，用于根据所述信号幅值确定信号幅值在第二预设信号幅值范围内的第二回波信号；

第一目标测量距离却子模块，用于基于所述第一回波信号和所述发射信号确定无人机到植物表面的目标测量距离；

第二目标测量距离却子模块，用于基于所述第二回波信号和所述发射信号确定无人机到地面的目标测量距离。

可选地，所述飞行高度调整模块504，包括：

飞行高度降低子模块，用于如果所述目标测量距离大于所述预设安全距离范围的最大值，则降低飞行高度使得所述无人机在预设安全距离范围内飞行；

飞行高度提高子模块，用于如果所述目标测量距离小于所述预设安全距离范围的最小值，则提高飞行高度使得所述无人机在所述预设安全距离范围内飞行。本发明实施例所提供的无人机飞行控制装置可执行本发明任意实施例所提供的无人机飞行控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

本发明实施例还提供一种无人机，所述无人机包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明实施例中任一所述的无人机飞行控制方法。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中的指令由设备的处理器执行时，使得设备能够执行如上述方法实施例所述的无人机飞行控制方法。

需要说明的是，对于装置、无人机、存储介质实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是机器人，个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明任意实施例所述的雷达测距方法。

值得注意的是，上述无人机飞行控制装置中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行装置执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (19)

1.一种无人机飞行控制方法，其特征在于，所述无人机设置有测距雷达，所述方法包括：

在无人机飞行过程中，控制所述雷达对地发射发射信号以及接收所述发射信号经反射后的回波信号；

根据所述发射信号和所述回波信号确定所述无人机到地面或者植物表面的目标测量距离；

判断所述目标测量距离是否在预设安全距离范围内；

若否，则根据所述目标测量距离和所述预设安全距离范围调整所述无人机的飞行高度，使得所述无人机根据调整后的飞行高度仿植物表面或仿地飞行。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述雷达为基于三角波测距的雷达，所述根据所述发射信号和所述回波信号确定所述无人机到地面或者植物表面的目标测量距离包括：

根据所述发射信号和所述回波信号生成差频信号；

在每个扫频周期内，根据所述差频信号生成上扫频信号和下扫频信号，所述上扫频信号和所述下扫频信号包括多个频点的信号频率和信号幅值；

根据所述频点的信号频率和信号幅值，对所述上扫频信号进行检波处理得到上扫频候选数据，以及对所述下扫频信号进行检波处理得到下扫频候选数据；

对所述上扫频候选数据和所述下扫频候选数据进行匹配，以确定上扫频目标数据；

根据所述上扫频目标数据确定目标测量距离。

3.如权利要求2所述方法，其特征在于，所述在每个扫频周期内，根据所述差频信号生成上扫频信号和下扫频信号，包括：

在每个扫频周期内，根据预设数量采样点分别对所述差频信号进行上扫频采样和下扫频采样，得到上扫频采样信号和下扫频采样信号；

分别对所述上扫频采样信号和所述下扫频采样信号进行FFT处理，以生成上扫频信号和下扫频信号。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述信号频率和信号幅值，对所述上扫频信号进行检波处理得到上扫频候选数据，包括：

确定所述上扫频信号中各个频点的幅值阈值；

在所述上扫频信号中，确定出信号幅值大于所述幅值阈值的多个连续频点；

获取所述多个连续频点中第一个频点的信号频率、最后一个频点的信号频率以及多个连续频点中的最大信号幅值；

采用所述第一个频点的信号频率、最后一个频点的信号频率以及多个连续频点中的最大信号幅值生成上扫频原始候选项，其中所述第一个频点的信号频率作为所述上扫频原始候选项的起始信号频率、所述最后一个频点的信号频率作为所述上扫频原始候选项的结束信号频率，所述最大信号幅值作为所述上扫频原始候选项的幅值峰值；

根据每个上扫频原始候选项的起始信号频率和结束信号频率，对相邻的上扫频原始候选项进行合并，得到包含多个上扫频最终候选项的上扫频候选数据。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确定所述上扫频信号中各个频点的幅值阈值，包括：

计算所述上扫频信号的幅值均值，作为第一幅值阈值；

针对每个频点，获取所述频点的前n个或者后n个频点的信号幅值；

计算所述前n个或者后n个频点的信号幅值的均值，作为第二幅值阈值；

判断所述第一幅值阈值是否小于所述第二幅值阈值；

若是，则确定所述第一幅值阈值为幅值阈值；

若否，则确定所述第二幅值阈值为幅值阈值；

如果所述频点为所述上扫频信号的前n个频点或者后n个频点，则确定所述第一幅值阈值为上扫频幅值阈值。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据每个上扫频原始候选项的起始信号频率和结束信号频率，对相邻的上扫频原始候选项进行合并，得到包含多个上扫频最终候选项的上扫频候选数据，包括：

根据所述上扫频原始候选项的起始信号频率和结束信号频率，计算相邻的两个上扫频原始候选项的信号频率差值；

判断所述信号频率差值是否小于信号频率差阈值；

若是，则将相邻的两个上扫频原始候选项进行合并，得到包含多个上扫频最终候选项的上扫频候选数据。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述将相邻的两个上扫频原始候选项进行合并，得到包含多个上扫频最终候选项的上扫频候选数据，包括：

获取相邻的两个上扫频原始候选项中在前的上扫频原始候选项的起始信号频率，作为合并后的起始信号频率；

获取相邻的两个上扫频原始候选项中幅值峰值的最大值，作为合并后的幅值峰值；

获取所述幅值峰值对应的信号频率，作为峰值信号频率；

根据所述合并后的起始信号频率、所述幅值峰值和所述峰值信号频率生成合并后的上扫频最终候选项，以得到上扫频候选数据。

8.如权利要求2或7所述的方法，其特征在于，所述上扫频候选数据包括多个上扫频最终候选项，所述下扫频候选数据包括多个下扫频最终候选项，所述上扫频最终候选项和所述下扫频最终候选项均包括起始信号频率、幅值峰值和峰值信号频率；

所述对所述上扫频候选数据和所述下扫频候选数据进行匹配，以确定上扫频目标数据，包括：

针对每个上扫频最终候选项，根据所述起始信号频率、所述幅值峰值和所述峰值信号频率，判断在所述下扫频候选数据中是否存在匹配的下扫频最终候选项；

若是，则确定所述上扫频最终候选项为上扫频目标候选项，以得到上扫频目标数据。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述起始信号频率、所述幅值峰值和所述峰值信号频率，判断在所述下扫频候选数据中是否存在匹配的下扫频最终候选项，包括：

计算上扫频最终候选项中包含的起始信号频率与下扫频最终候选项中包含的起始信号频率的差值，得到起始信号频率差值；

计算上扫频最终候选项中包含的幅值峰值与下扫频最终候选项中包含的幅值峰值的差值，得到幅值差值；

计算上扫频最终候选项中包含的峰值信号频率与下扫频最终候选项中包含的峰值的差值，得到峰值信号频率差值；

如果所述起始信号频率差值小于预设信号频率差阈值、所述幅值差值小于预设幅值差阈值以及所述峰值信号频率差值小于预设峰值信号频率差阈值，则确定所述上扫频最终候选项存在匹配的下扫频最终候选项。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述对所述上扫频候选数据和所述下扫频候选数据进行匹配，以确定上扫频目标数据，还包括：

确定所述下扫频候选数据中幅值峰值最大的下扫频最终候选项；

如果所述幅值峰值最大的下扫频最终候选项与上扫频最终候选项匹配成功，则本次扫频周期的匹配结果有效；

如果所述幅值峰值最大的下扫频最终候选项与上扫频最终候选项匹配失败，则本次扫频周期的匹配结果无效。

11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述上扫频目标数据确定目标测量距离，包括：

从所述上扫频目标数据中确定最小的起始信号频率，作为本轮测量信号频率；

获取上一扫频周期确定的测量信号频率，作为上轮测量信号频率；

计算所述本轮测量信号频率和所述上轮测量信号频率的差值，得到测量信号频率差值；

判断所述信号频率差值是否小于预设测量阈值；

若是，则对所述本轮测量信号频率进行滤波处理，得到目标测量信号频率；

若否，则根据上轮测量信号频率、所述上扫频候选数据和所述下扫频候选数据确定目标测量信号频率；

根据所述目标测量信号频率计算目标测量距离，得到目标测量距离。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述根据上轮测量信号频率、所述上扫频候选数据和所述下扫频候选数据确定目标测量信号频率，包括：

以所述上轮测量信号频率为中心，查找预设信号频率范围内所述上扫频候选数据中是否存在上扫频最终候选项，以及查找预设信号频率范围内所述下扫频候选数据中是否存在下扫频最终候选项；

如果存在，则判断存在的上扫频最终候选项和下扫频最终候选项是否匹配；

如果所述上扫频最终候选项和所述下扫频最终候选项匹配，则对查找到的所述上扫频最终候选项中的起始信号频率进行滤波处理得到目标测量信号频率。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述根据上轮测量信号频率、所述上扫频候选数据和所述下扫频候选数据确定目标测量信号频率，还包括：

统计在所述上扫频候选数据中不存在上扫频最终候选项或者在所述下扫频候选数据中不存在下扫频最终候选项，且当前测量信号频率小于所述上轮测量信号频率的连续次数；

如果所述连续次数大于预设次数阈值，则对当前测量信号频率进行滤波处理，得到目标测量信号频率；

如果所述连续次数小于预设次数阈值，则将上一滤波处理后的测量信号频率作为目标测量信号频率。

14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述对所述本轮测量信号频率进行滤波处理，得到目标测量信号频率，包括：

对所述本轮测量信号频率进行中值滤波处理和滑动均值滤波处理，得到目标测量信号频率。

15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述发射信号和所述回波信号确定所述无人机到地面或者植物表面的目标测量距离，包括：

获取回波信号的信号幅值；

根据所述信号幅值确定信号幅值在第一预设信号幅值范围内的第一回波信号，所述第一预设信号幅值范围为植物反射的回波信号的信号幅值范围；

根据所述信号幅值确定信号幅值在第二预设信号幅值范围内的第二回波信号，所述第二预设信号幅值范围为地面反射的回波信号的信号幅值范围；

基于所述第一回波信号和所述发射信号确定无人机到植物表面的目标测量距离；

基于所述第二回波信号和所述发射信号确定无人机到地面的目标测量距离。

16.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标测量距离和所述预设安全距离范围调整所述无人机的飞行高度，包括：

如果所述目标测量距离大于所述预设安全距离范围的最大值，则降低飞行高度使得所述无人机在预设安全距离范围内飞行；

如果所述目标测量距离小于所述预设安全距离范围的最小值，则提高飞行高度使得所述无人机在所述预设安全距离范围内飞行。

17.一种无人机飞行控制装置，其特征在于，所述无人机设置有测距雷达，所述装置包括：

发射信号控制模块，用于在所述无人机飞行过程中，控制所述雷达对地发射发射信号以及接收所述发射信号经反射后的回波信号；

目标测量距离确定模块，用于根据所述发射信号和所述回波信号确定所述无人机到地面或者植物表面的目标测量距离；

安全距离判断模块，用于判断所述目标测量距离是否在预设安全距离范围内；

飞行高度调整模块，用于根据所述目标测量距离和所述预设安全距离范围调整所述无人机的飞行高度，使得所述无人机根据调整后的飞行高度仿植物表面和/或仿地飞行。

18.一种无人机，其特征在于，所述无人机包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-16中任一所述的无人机飞行控制方法。

19.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-16中任一所述的无人机飞行控制方法。