CN115167512A - 一种地面坡度探测方法、设备及计算机可读存储介质 - Google Patents

一种地面坡度探测方法、设备及计算机可读存储介质 Download PDF

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CN115167512A CN202210875763.5A CN202210875763A CN115167512A CN 115167512 A CN115167512 A CN 115167512A CN 202210875763 A CN202210875763 A CN 202210875763A CN 115167512 A CN115167512 A CN 115167512A
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胡华智
程子啸
石川
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Ehang Intelligent Equipment Guangzhou Co Ltd
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions
    • G05D1/101—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft

Abstract

本发明公开了一种地面坡度探测方法、设备及计算机可读存储介质。其中，该方法包括：根据所述飞行器的三维姿态数据和设置于所述飞行器的至少三个下视距离探测器的距离数据计算得到至少三个下视距离探测点在所述飞行器的机体坐标系下的唯一平面；通过所述三维姿态数据计算得到所述机体坐标系到大地坐标系的旋转矩阵，并根据所述旋转矩阵计算所述唯一平面在所述大地坐标系下的第一单位法向量；计算大地水平面在所述大地坐标系下的第二单位法向量与所述第一单位法向量的夹角，并在所述夹角大于或等于预设阈值时，生成地面坡度过大的警示信号。本发明降低了坡度探测的系统硬件成本和维护使用难度，给飞行器的降落安全给予了有效保障。

Description

一种地面坡度探测方法、设备及计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及无人驾驶航空器技术领域，尤其涉及一种地面坡度探测方法、设备及计算机可读存储介质。
背景技术
目前，在飞行器技术中对于飞行器安全着陆设定了相关条件。例如，针对多旋翼飞行器的安全着陆，无论是通过全自主操控、半自动操控亦或是手动操控，着陆条件与待降落地面的坡度、平整度息息相关。特别地，针对一些螺旋桨平面与脚架垂直距离较小的飞行器而言，若地面坡度较大、或地面存在明显地形高差，则在飞行器垂直落下时，螺旋桨与地面存在碰撞的可能性，由此，将直接导致螺旋桨损坏，甚至飞行器倾覆的风险。
为了避免上述风险，操控飞行器在已知的场地内进行降落，即，降落地的地形情况可以通过地面装置进行事先或实时测量获知。但是，很多场景下，飞行器需要在未知场地执行降落或迫降，此时，并无地面装置可对待降场地的地形情况进行探测、计算以及分析，无法给飞行器安全降落带来有效保障。
为了解决上述问题，现有的一种方案是，通过在飞行器安装基于载激光雷达的扫描仪与计算系统，以此获取飞行器下方的精确雷达点云数据，从而形成地形数据，实现对降落地面的地形探测。
但是，上述方案所支持的系统硬件成本较高、维护使用难度较大，且受限于体积尺寸和自身重量，在较小规模的无人机等飞行器平台上无法得到广泛应用。
综上所述，如何在飞行器上以简单有效的方式实现对降落地面坡度的探测，成为亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决现有技术中的上述技术缺陷，本发明提出了一种地面坡度探测方法，该方法包括：
在飞行器降落过程中，根据所述飞行器的三维姿态数据和设置于所述飞行器的至少三个下视距离探测器的距离数据计算得到至少三个下视距离探测点在所述飞行器的机体坐标系下的唯一平面；
通过所述三维姿态数据计算得到所述机体坐标系到大地坐标系的旋转矩阵，并根据所述旋转矩阵计算所述唯一平面在所述大地坐标系下的第一单位法向量；
计算大地水平面在所述大地坐标系下的第二单位法向量与所述第一单位法向量的夹角，并在所述夹角大于或等于预设阈值时，生成地面坡度过大的警示信号。
可选地，所述在飞行器降落过程中，根据所述飞行器的三维姿态数据和设置于所述飞行器的至少三个下视距离探测器的距离数据计算得到至少三个下视距离探测点在所述飞行器的机体坐标系下的唯一平面，包括：
获取至少三个不共线的所述下视距离探测器在所述机体坐标系下的至少三个探测器坐标；
根据至少三个所述下视距离探测器探测得到的至少三个所述距离数据以及至少三个所述探测坐标，确定至少三个所述下视距离探测器对应的至少三个所述下视距离探测点在所述机体坐标系下的至少三项表达，并根据至少三项所述表达确定所述唯一平面。
可选地，所述通过所述三维姿态数据计算得到所述机体坐标系到大地坐标系的旋转矩阵，并根据所述旋转矩阵计算所述唯一平面在所述大地坐标系下的第一单位法向量，包括：
通过向量积和单位化计算得到所述唯一平面在所述机体坐标系下的第三单位法向量；
根据所述旋转矩阵对所述第三单位法向量进行坐标变换，得到所述第一单位法向量。
可选地，所述计算大地水平面在所述大地坐标系下的第二单位法向量与所述第一单位法向量的夹角，并在所述夹角大于或等于预设阈值时，生成地面坡度过大的警示信号，包括：
通过向量内积和反余弦计算所述第二单位法向量与所述第一单位法向量的夹角，作为所述唯一平面与所述大地水平面的坡度角；
在所述坡度角大于或等于所述预设阈值时，生成所述警示信号，在所述坡度角小于所述预设阈值时，将所述坡度角作为数据输出。
可选地，所述下视距离探测器的数量大于三个，所述方法包括：
根据每三个所述下视距离探测器的所述距离数据获取一个探测平面，得到由多个所述探测平面组成的平面集；
在所述平面集中计算每一所述探测平面的第四单位法向量，并计算得到每一所述第四单位法向量分别与所述第二单位法向量的夹角，组成第一夹角集，以及计算每两个所述探测平面的夹角，组成第二夹角集。
可选地，所述方法还包括：
在所述第一夹角集中的任一夹角大于或等于所述预设阈值时，生成所述警示信号；
在所述第一夹角集中的各夹角的方差小于预设方差值时，取各夹角的均值作为数据输出。
可选地，所述方法还包括：
在所述第二夹角集中计算得到各夹角中的最大差异角；
在所述最大差异角大于或等于第一预设角度值时，生成降落地面凹凸不平的提醒信号。
可选地，所述方法还包括：
在所述第一夹角集中获取各夹角中的最大角；
在所述最大角大于或等于第二预设角度值时，生成所述警示信号。
本发明还提出了一种地面坡度探测设备，该设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上任一项所述的地面坡度探测方法的步骤。
本发明还提出了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有地面坡度探测程序，地面坡度探测程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的地面坡度探测方法的步骤。
实施本发明的地面坡度探测方法、设备及计算机可读存储介质，通过在飞行器降落过程中，根据所述飞行器的三维姿态数据和设置于所述飞行器的至少三个下视距离探测器的距离数据计算得到至少三个下视距离探测点在所述飞行器的机体坐标系下的唯一平面；通过所述三维姿态数据计算得到所述机体坐标系到大地坐标系的旋转矩阵，并根据所述旋转矩阵计算所述唯一平面在所述大地坐标系下的第一单位法向量；计算大地水平面在所述大地坐标系下的第二单位法向量与所述第一单位法向量的夹角，并在所述夹角大于或等于预设阈值时，生成地面坡度过大的警示信号。本发明实现了一种简单高效的坡度探测方案，降低了系统硬件成本和维护使用难度，在应用于较小规模的无人机等飞行器平台时，不再受限于体积尺寸和自身重量，给飞行器的降落安全给予了有效保障。
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是本发明地面坡度探测方法第一实施例的流程图；
图2是本发明地面坡度探测方法第二实施例的第一流程图；
图3是本发明地面坡度探测方法第二实施例的第二流程图；
图4是本发明地面坡度探测方法第二实施例的第三流程图；
图5是本发明地面坡度探测方法第三实施例的第一流程图；
图6是本发明地面坡度探测方法第三实施例的第二流程图；
图7是本发明地面坡度探测方法第三实施例的第三流程图；
图8是本发明地面坡度探测方法第三实施例的第四流程图；
图9是本发明地面坡度探测方法第三实施例的坡度角探测示意图。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
实施例一
图1是本发明地面坡度探测方法第一实施例的流程图。一种地面坡度探测方法，该方法包括：
S1、在飞行器降落过程中，根据所述飞行器的三维姿态数据和设置于所述飞行器的至少三个下视距离探测器的距离数据计算得到至少三个下视距离探测点在所述飞行器的机体坐标系下的唯一平面。
在本实施例中，在飞行器预备降落时，根据至少一个视距离探测器的距离数据确定飞行器与降落区域的相对距离，并在该相对距离小于预设距离值时，开始计算至少三个下视距离探测点在机体坐标系下的唯一平面，即，开始计算降落区域的坡度角。
在本实施例中，在飞行器垂直降落的过程中，若检测到上述相对距离小于预设距离值，则开始计算至少三个下视距离探测点在机体坐标系下的唯一平面；在飞行器降落的过程中，若相对地面发生水平移动，则在水平移动后，更新上述相对距离，并在上述相对距离小于预设距离值时，重新计算至少三个下视距离探测点在机体坐标系下的唯一平面。
在本实施例中，设置于所述飞行器的至少三个下视距离探测器是毫米波雷达、超声波雷达或激光雷达，其中，各个视距离探测器采用同类型器件。
在本实施例中，在飞行器的底部、且检测朝向未被遮挡的分散位置分别设置至少三个下视距离探测器。可选地，将至少三个下视距离探测器分别安装在飞行器的脚架端点处。
S2、通过所述三维姿态数据计算得到所述机体坐标系到大地坐标系的旋转矩阵，并根据所述旋转矩阵计算所述唯一平面在所述大地坐标系下的第一单位法向量。
在本实施例中，首先，通过飞行器的惯性测量单元获取飞行器的三维姿态数据，该三维姿态数据包括俯仰(pitch)、偏摆(yaw)以及翻滚(roll)；然后，根据该三维姿态数据计算得到所述机体坐标系到大地坐标系的旋转矩阵
Figure BDA0003762426560000061
最后，根据所述旋转矩阵计算所述唯一平面的单位法向量
Figure BDA0003762426560000062
在所述大地坐标系下的第一单位法向量
Figure BDA0003762426560000071
S3、计算大地水平面在所述大地坐标系下的第二单位法向量与所述第一单位法向量的夹角，并在所述夹角大于或等于预设阈值时，生成地面坡度过大的警示信号。
在本实施例中，首先，获取大地水平面在大地坐标系下的单位法向量
Figure BDA0003762426560000072
作为本实施例的第二单位法向量；然后，通过向量内积公式和反余弦计算求得第一单位法向量
Figure BDA0003762426560000073
与第二单位法向量
Figure BDA0003762426560000074
之间的夹角θ，该夹角也即上述唯一平面与大地水平面的坡度角。在本实施例中，在所述夹角大于或等于预设阈值时，确定降落区域的坡度较大，即生成地面坡度过大的警示信号。
本实施例的有益效果在于，通过在飞行器降落过程中，根据所述飞行器的三维姿态数据和设置于所述飞行器的至少三个下视距离探测器的距离数据计算得到至少三个下视距离探测点在所述飞行器的机体坐标系下的唯一平面；通过所述三维姿态数据计算得到所述机体坐标系到大地坐标系的旋转矩阵，并根据所述旋转矩阵计算所述唯一平面在所述大地坐标系下的第一单位法向量；计算大地水平面在所述大地坐标系下的第二单位法向量与所述第一单位法向量的夹角，并在所述夹角大于或等于预设阈值时，生成地面坡度过大的警示信号。本实施例实现了一种简单高效的坡度探测方案，降低了系统硬件成本和维护使用难度，在应用于较小规模的无人机等飞行器平台时，不再受限于体积尺寸和自身重量，给飞行器的降落安全给予了有效保障。
实施例二
图2是本发明地面坡度探测方法第二实施例的第一流程图，基于上述实施例，所述在飞行器降落过程中，根据所述飞行器的三维姿态数据和设置于所述飞行器的至少三个下视距离探测器的距离数据计算得到至少三个下视距离探测点在所述飞行器的机体坐标系下的唯一平面，包括：
S11、获取至少三个不共线的所述下视距离探测器在所述机体坐标系下的至少三个探测器坐标。
在本实施例中，首先，定义向前、向右以及向下的机体坐标系
Figure BDA0003762426560000081
和向北、向东、向地面的大地坐标系
Figure BDA0003762426560000082
然后，向飞行控制计算机程序(即，简称飞控)存入已知的各个下视距离探测器在机体坐标系下的坐标
Figure BDA0003762426560000083
S12、根据至少三个所述下视距离探测器探测得到的至少三个所述距离数据以及至少三个所述探测坐标，确定至少三个所述下视距离探测器对应的至少三个所述下视距离探测点在所述机体坐标系下的至少三项表达，并根据至少三项所述表达确定所述唯一平面。
在本实施例中，首先，由飞控获取飞行器实时的三维姿态数据A(roll,pitch,yaw)和各个下视距离探测器的距离
Figure BDA0003762426560000084
然后，获取任意三个不共线的下视距离探测器的机体坐标系下坐标
Figure BDA0003762426560000085
并结合上述三个不共线的下视距离探测器的探测距离
Figure BDA0003762426560000086
计算得到上述三个不共线的探测点在机体坐标系下的表达
Figure BDA0003762426560000087
最后，在确认上述三个探测点不共线的前提下，确定机体坐标系下的唯一平面Sabc。
图3是本发明地面坡度探测方法第二实施例的第二流程图，在本实施例中，所述通过所述三维姿态数据计算得到所述机体坐标系到大地坐标系的旋转矩阵，并根据所述旋转矩阵计算所述唯一平面在所述大地坐标系下的第一单位法向量，包括：
S21、通过向量积和单位化计算得到所述唯一平面在所述机体坐标系下的第三单位法向量。
在本实施例中，首先，针对上述唯一平面Sabc，用其单位法向量
Figure BDA0003762426560000088
表示；然后，通过向量积和单位化，计算得到该单位法向量
Figure BDA0003762426560000091
作为本实施例的第三单位法向量。
S22、根据所述旋转矩阵对所述第三单位法向量进行坐标变换，得到所述第一单位法向量。
在本实施例中，首先，根据上述三维姿态数据A(roll,pitch,yaw)计算得到机体坐标系到NED大地坐标系的旋转矩阵
Figure BDA0003762426560000092
然后，通过坐标变换可得上述唯一平面Sabc在大地坐标系下的单位法向量
Figure BDA0003762426560000093
作为本实施例的第一单位法向量。
图4是本发明地面坡度探测方法第二实施例的第三流程图，在本实施例中，所述计算大地水平面在所述大地坐标系下的第二单位法向量与所述第一单位法向量的夹角，并在所述夹角大于或等于预设阈值时，生成地面坡度过大的警示信号，包括：
S31、通过向量内积和反余弦计算所述第二单位法向量与所述第一单位法向量的夹角，作为所述唯一平面与所述大地水平面的坡度角。
在本实施例中，大地水平面在大地坐标系下的单位法向量为已知量，即第二单位法向量
Figure BDA0003762426560000094
在本实施例中，通过向量内积公式和反余弦计算求得第一单位法向量
Figure BDA0003762426560000095
与第二单位法向量
Figure BDA0003762426560000096
之间的夹角θ，该夹角也即上述唯一平面与大地水平面的坡度角。
S32、在所述坡度角大于或等于所述预设阈值时，生成所述警示信号，在所述坡度角小于所述预设阈值时，将所述坡度角作为数据输出。
在本实施例中，在所述坡度角大于或等于所述预设阈值时，生成所述警示信号；若在降落过程中，对应的当前降落区域发生改变，则按预设的频率更新该坡度角，从而辅助驾驶员或者地面站为飞行器选择平坦的降落区域；若在降落过程中，坡度角小于所述预设阈值，则将所述坡度角作为数据输出，从而辅助驾驶员或者地面站在当前降落区域对飞行器进行着陆控制。
实施例三
图5是本发明地面坡度探测方法第三实施例的第一流程图，图9是本发明地面坡度探测方法第三实施例的坡度角探测示意图。在本实施例中，所述下视距离探测器的数量大于三个，所述方法包括：
S41、根据每三个所述下视距离探测器的所述距离数据获取一个探测平面，得到由多个所述探测平面组成的平面集。
在本实施例中，如图9所示，在飞行器的两个起落架的四个端点分别设置一个下视距离探测器，基于此，四个下视距离探测器中的任意三个下视距离探测器不共线。在本实施例中，四个下视距离探测器中的任意三个探测得到一个唯一平面，由此，所组成的平面集包含四个探测平面。
S42、在所述平面集中计算每一所述探测平面的第四单位法向量，并计算得到每一所述第四单位法向量分别与所述第二单位法向量的夹角，组成第一夹角集，以及计算每两个所述探测平面的夹角，组成第二夹角集。
在本实施例中，在所述平面集中，分别计算四个所述探测平面的第四单位法向量，并计算得到四个所述第四单位法向量分别与所述第二单位法向量的夹角，得到由四个夹角组成的第一夹角集。
在本实施例中，在所述平面集中，分别计算四个所述探测平面的第四单位法向量，并计算得到四个所述第四单位法向量中每两个第四单位法向量的夹角，得到由六个夹角组成的第二夹角集。
图6是本发明地面坡度探测方法第三实施例的第二流程图，在本实施例中，本方法还包括：
S51、在所述第一夹角集中的任一夹角大于或等于所述预设阈值时，生成所述警示信号。
在本实施例中，在所述第一夹角集的四个夹角中，若任一夹角大于或等于所述预设阈值，则确定存在坡度较大的情况，即生成所述警示信号。
S52、在所述第一夹角集中的各夹角的方差小于预设方差值时，取各夹角的均值作为数据输出。
在本实施例中，在所述第一夹角集的四个夹角中，若任一夹角大于或等于所述预设阈值，则确定存在坡度较大的情况，即生成所述警示信号；同时，在所述第一夹角集的四个夹角中，各个夹角的差异不大，即各夹角的方差小于预设方差值时，取各夹角的均值作为警示信号对应的数据输出。
图7是本发明地面坡度探测方法第三实施例的第三流程图，在本实施例中，本方法还包括：
S61、在所述第二夹角集中计算得到各夹角中的最大差异角。
在本实施例中，对第二夹角集中的六个夹角取两两夹角的差值，将插值最大的两个夹角作为本实施例的最大差异角；或者，对第二夹角集中的六个夹角取均值，在六个夹角中，将与该均值具有的最大差值的夹角作为本实施例的最大差异角。
S62、在所述最大差异角大于或等于第一预设角度值时，生成降落地面凹凸不平的提醒信号。
在本实施例中，在所述最大差异角大于或等于第一预设角度值时，确定四个平面之间的角度差异过大，即确定当前降落区域为凹凸不平的状态。
图8是本发明地面坡度探测方法第三实施例的第四流程图，在本实施例中，本方法还包括：
S71、在所述第一夹角集中获取各夹角中的最大角。
在本实施例中，在第一夹角集中的四个夹角中，获取角度值最大的夹角，作为本实施例的最大角。
S72、在所述最大角大于或等于第二预设角度值时，生成所述警示信号。
在本实施例中，在所述最大角大于或等于第二预设角度值时，生成所述警示信号，其中，第二预设角度值大于第一预设角度值。即，第一预设角度值仅用于指示地面的凹凸不平状态，此凹凸不平状态并不一定会给飞行器的降落带来安全隐患；而第二预设角度值是用于指示地面的坡度状态，此坡度状态一定会给飞行器的降落带来安全性的影响。
实施例四
基于上述实施例，本发明还提出了一种地面坡度探测设备，该设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上任一项所述的地面坡度探测方法的步骤。
需要说明的是，上述设备实施例与方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详细见方法实施例，且方法实施例中的技术特征在设备实施例中均对应适用，这里不再赘述。
实施例五
基于上述实施例，本发明还提出了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有地面坡度探测程序，地面坡度探测程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的地面坡度探测方法的步骤。
需要说明的是，上述介质实施例与方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详细见方法实施例，且方法实施例中的技术特征在介质实施例中均对应适用，这里不再赘述。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，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，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种地面坡度探测方法，其特征在于，所述方法包括：
在飞行器降落过程中，根据所述飞行器的三维姿态数据和设置于所述飞行器的至少三个下视距离探测器的距离数据计算得到至少三个下视距离探测点在所述飞行器的机体坐标系下的唯一平面；
通过所述三维姿态数据计算得到所述机体坐标系到大地坐标系的旋转矩阵，并根据所述旋转矩阵计算所述唯一平面在所述大地坐标系下的第一单位法向量；
计算大地水平面在所述大地坐标系下的第二单位法向量与所述第一单位法向量的夹角，并在所述夹角大于或等于预设阈值时，生成地面坡度过大的警示信号。
2.根据权利要求1所述的地面坡度探测方法，其特征在于，所述在飞行器降落过程中，根据所述飞行器的三维姿态数据和设置于所述飞行器的至少三个下视距离探测器的距离数据计算得到至少三个下视距离探测点在所述飞行器的机体坐标系下的唯一平面，包括：
获取至少三个不共线的所述下视距离探测器在所述机体坐标系下的至少三个探测器坐标；
根据至少三个所述下视距离探测器探测得到的至少三个所述距离数据以及至少三个所述探测坐标，确定至少三个所述下视距离探测器对应的至少三个所述下视距离探测点在所述机体坐标系下的至少三项表达，并根据至少三项所述表达确定所述唯一平面。
3.根据权利要求1所述的地面坡度探测方法，其特征在于，所述通过所述三维姿态数据计算得到所述机体坐标系到大地坐标系的旋转矩阵，并根据所述旋转矩阵计算所述唯一平面在所述大地坐标系下的第一单位法向量，包括：
通过向量积和单位化计算得到所述唯一平面在所述机体坐标系下的第三单位法向量；
根据所述旋转矩阵对所述第三单位法向量进行坐标变换，得到所述第一单位法向量。
4.根据权利要求1所述的地面坡度探测方法，其特征在于，所述计算大地水平面在所述大地坐标系下的第二单位法向量与所述第一单位法向量的夹角，并在所述夹角大于或等于预设阈值时，生成地面坡度过大的警示信号，包括：
通过向量内积和反余弦计算所述第二单位法向量与所述第一单位法向量的夹角，作为所述唯一平面与所述大地水平面的坡度角；
在所述坡度角大于或等于所述预设阈值时，生成所述警示信号，在所述坡度角小于所述预设阈值时，将所述坡度角作为数据输出。
5.根据权利要求1所述的地面坡度探测方法，其特征在于，所述下视距离探测器的数量大于三个，所述方法包括：
根据每三个所述下视距离探测器的所述距离数据获取一个探测平面，得到由多个所述探测平面组成的平面集；
在所述平面集中计算每一所述探测平面的第四单位法向量，并计算得到每一所述第四单位法向量分别与所述第二单位法向量的夹角，组成第一夹角集，以及计算每两个所述探测平面的夹角，组成第二夹角集。
6.根据权利要求5所述的地面坡度探测方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述第一夹角集中的任一夹角大于或等于所述预设阈值时，生成所述警示信号；
在所述第一夹角集中的各夹角的方差小于预设方差值时，取各夹角的均值作为数据输出。
7.根据权利要求5所述的地面坡度探测方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述第二夹角集中计算得到各夹角中的最大差异角；
在所述最大差异角大于或等于第一预设角度值时，生成降落地面凹凸不平的提醒信号。
8.根据权利要求5所述的地面坡度探测方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述第一夹角集中获取各夹角中的最大角；
在所述最大角大于或等于第二预设角度值时，生成所述警示信号。
9.一种地面坡度探测设备，其特征在于，所述设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的地面坡度探测方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有地面坡度探测程序，所述地面坡度探测程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的地面坡度探测方法的步骤。
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