CN118362978A - 雷达装置及无人机 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种雷达装置及无人机，该雷达装置包括雷达安装件和安装在雷达安装件上的至少三个雷达，至少三个雷达沿雷达安装件的周向环绕雷达安装件设置，雷达的发射中心用于朝向雷达安装件的外侧发射波束，其中，每个雷达的探测范围在水平平面上的投影的边界线与该雷达相邻的两个雷达的探测范围在水平平面上的投影的边界线均相交，以形成多个第一交点，至少三个雷达中的任意两个雷达的探测范围在竖直平面上的投影的边界线相交，以形成第二交点。上述的雷达装置具有良好的整体覆盖率和全面性，且雷达装置的探测盲区小，雷达装置能够减少所需要布置的雷达的数量，从而精简结构，节约成本。

Description

雷达装置及无人机

技术领域

本公开涉及雷达领域，具体地，涉及一种雷达装置及无人机。

背景技术

随着科技的进步，无人机领域正在飞速发展，而雷达作为无人机对外界环境进行探测的结构，直接影响到无人机的整体性能。相关技术中的无人机的雷达装置通常具有较大的探测盲区，例如，雷达装置在竖直方向上具有探测盲区，为了对无人机上方的环境进行探测而引入新的雷达，又会导致雷达装置内的雷达的数量增多，造成雷达装置结构复杂且重量增大，降低无人机的续航。

发明内容

本公开的目的是提供一种雷达装置及无人机，以部分地解决相关技术中存在的上述问题。

为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种雷达装置，包括雷达安装件和安装在所述雷达安装件上的至少三个雷达，所述至少三个所述雷达沿所述雷达安装件的周向环绕所述雷达安装件设置，所述雷达的发射中心用于朝向所述雷达安装件的外侧发射波束；

其中，每个雷达的探测范围在水平平面上的投影的边界线与该雷达相邻的两个雷达的探测范围在水平平面上的投影的边界线均相交，以形成多个第一交点，所述至少三个所述雷达中的任意两个雷达的探测范围在竖直平面上的投影的边界线相交，以形成第二交点。

可选地，多个所述第一交点与多个所述发射中心位于同一水平平面内，所述第二交点与形成该第二交点的两个雷达的发射中心位于同一竖直平面内。

可选地，所述第一交点沿水平方向延伸并与所述雷达安装件的竖直中心线相交于第三交点，所述竖直中心线用于标定所述雷达装置的最小探测距离；

其中，所述第一交点到所述第三交点之间的水平距离小于或等于所述最小探测距离，和/或，所述第二交点与所述第三交点之间的竖直距离小于或等于所述最小探测距离。

可选地，每个所述雷达均相对于竖直平面倾斜设置。

可选地，至少三个所述雷达包括第一雷达、第二雷达以及第三雷达，所述雷达安装件形成为三棱锥支架，所述三棱锥支架具有第一锥面、第二锥面以及第三锥面，所述第一雷达安装于所述第一锥面上，所述第二雷达安装于所述第二锥面，所述第三雷达安装于所述第三锥面。

可选地，所述第一雷达的发射中心、所述第二雷达的发射中心以及所述第三雷达的发射中心均位于同一水平平面内，该水平平面为水平参考面，所述第一交点位于所述水平参考面内，所述三棱锥支架在所述水平参考面上的投影为等边三角形；

所述第一雷达、所述第二雷达以及所述第三雷达的发射中心分别位于所述等边三角形的三条中垂线上。

可选地，所述第一雷达、所述第二雷达以及所述第三雷达的探测范围在所述水平参考面上的投影均是以其各自的发射中心为顶点并以第一探测角展开的，所述第一探测角被所述等边三角形的中垂线平分后的半角的角度θ_A满足以下关系：

其中，θs为60°，L为所述等边三角形的边的长度，R_min为所述雷达装置的最小探测距离，π为180°。

可选地，所述第一雷达和所述第二雷达的探测范围在竖直平面上的投影的边界线相交形成的第二交点与所述第一雷达的发射中心和所述第二雷达的发射中心位于同一竖直平面内，该竖直平面为第一竖直参考面，所述三棱锥支架在所述第一竖直参考面上的投影为等腰三角形，所述第一雷达在所述第一竖直参考面上的投影与所述第二雷达在所述第一竖直参考面上的投影关于所述等腰三角形位于所述第一雷达和所述第二雷达之间的中垂线对称。

可选地，所述第一雷达和第二雷达在所述第一竖直参考面上的投影均是以其各自的发射中心为顶点并以第二探测角展开的，所述第二探测角被垂直于所述等腰三角形的腰的垂线平分后的半角的角度满足以下关系：

其中，为所述等腰三角形的腰与所述等腰三角形的底边之间的夹角的角度，W为所述等腰三角形的腰的长度，R_min为所述雷达装置的最小探测距离，π为180°。

可选地，所述第一雷达和第二雷达在所述第一竖直参考面上的投影均是以其各自的发射中心为顶点并以第二探测角展开的；

所述第三雷达的发射中心位于与所述第一竖直参考面垂直的第二竖直参考面上，所述第三雷达的探测范围在所述第二竖直参考面上的投影是以所述第三雷达的发射中心为顶点并以第三探测角展开的，所述第三探测角的角度小于所述第二探测角的角度。

可选地，所述第一锥面与水平平面的之间夹角和所述第二锥面与水平平面的之间夹角相等，所述第三锥面与水平平面之间的夹角大于所述第一锥面与水平平面之间的夹角。

本公开第二方面提供一种无人机，包括上述的雷达装置。

根据上述技术方案，上述的雷达装置包括至少三个雷达，在该至少三个雷达中，每相邻的两个雷达的探测范围在水平平面上的投影的边界线彼此相交，使得雷达装置在水平平面上至少部分具有360度全面覆盖的检测范围。至少三个雷达中的任意两个雷达的探测范围在竖直平面上的投影的边界线相交，使得雷达装置在竖直平面上具有至少部分的探测范围。由此可见，上述的雷达装置至少能够仅通过三个雷达，实现在水平平面上至少部分具有360度全面覆盖的检测范围，以及实现在竖直平面内具有至少部分的探测范围，从而提高雷达装置的整体覆盖率和全面性，缩小雷达装置的探测盲区，并能够使得雷达装置减少所需要布置的雷达数量，从而精简结构，节约成本。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开一种示例性实施例提供的雷达装置和无人机的俯视图，其中，第一虚线示例性示出了雷达安装件在水平平面内的投影的中垂线，第二虚线示例性示出了雷达的检测范围在水平平面上的投影的边界线；

图2是本公开一种示例性实施例提供的雷达装置的俯视图，其中，第二虚线示例性示出了雷达的检测范围在水平平面上的投影的边界线，并且，示例性示出了雷达的检测范围在水平平面上的投影；

图3是本公开一种示例性实施例提供的雷达装置在水平参考面上的投影视图，其中，第一虚线示例性示出了雷达安装件在水平参考面上的投影的中垂线，第二虚线示例性示出了雷达的检测范围在水平参考面上的投影的边界线，并且，示例性标注了等边三角形的内角的角度θs、等边三角形的边的长度L以及第一探测角被等边三角形的中垂线平分后的半角的角度θ_A；

图4是本公开一种示例性实施例提供的雷达装置的侧视图，其中，第二虚线示例性示出了雷达的检测范围在竖直平面上的投影的边界线，第三虚线示例性示出了雷达安装件在竖直平面内的投影的中垂线；

图5是本公开一种示例性实施例提供的雷达装置的侧视图，其中，第二虚线示例性示出了雷达的检测范围在竖直平面上的投影的边界线，第三虚线示例性示出了垂直于雷达安装件在竖直平面上的投影的等腰三角形的腰的垂线，并且，示例性示出了雷达的检测范围在竖直平面上的投影；

图6是本公开一种示例性实施例提供的雷达装置在第一竖直参考面上的投影视图，其中，第二虚线示例性示出了雷达的检测范围在第一竖直参考面上的投影的边界线，第三虚线示例性示出了垂直于等腰三角形的腰的垂线，并且，示例性标注了等腰三角形的腰与等腰三角形的底边之间的夹角的角度等腰三角形的腰的长度W以及第二探测角被垂直于等腰三角形的腰的垂线平分后的半角的角度

图7是本公开一种示例性实施例提供的雷达装置在第二竖直参考面上的投影视图，其中，第二虚线示例性示出了雷达的检测范围在第二竖直参考面上的投影的边界线，其中，示例性标注了第三探测角和第三锥面与水平平面之间的夹角

附图标记说明

100-雷达装置；1-雷达安装件；11-第一锥面；12-第二锥面；13-第三锥面；2-雷达；21-第一雷达；22-第二雷达；23-第三雷达；3-发射中心；4-第一交点；5-第二交点；6-第三交点；200-无人机；7-水平参考面；81-第一竖直参考面；82-第二竖直参考面；9-中垂线。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，需要说明的是，使用的术语如“第一”、“第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。另外，在参考附图的描述中，不同附图中的同一标记表示相同的要素。在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“水平方向”是指如图1至图7中箭头所示的水平方向，“竖直方向”是指如图4至图7中箭头所示的竖直方向。“内、外””是指相关零部件轮廓的内、外。

如图1至图7所示，本公开第一方面提供一种雷达装置100，包括雷达安装件1和安装在雷达安装件1上的至少三个雷达2，至少三个雷达2沿雷达安装件1的周向环绕雷达安装件1，雷达2的发射中心3用于朝向雷达安装件1的外侧发射波束，其中，每个雷达2的探测范围在水平平面上的投影的边界线与该雷达2相邻的两个雷达2的探测范围在水平平面上的投影的边界线均相交，以形成多个第一交点4，至少三个雷达2中的任意两个雷达2的探测范围在竖直平面上的投影的边界线相交，以形成第二交点5。

在上述的雷达装置100中，如图1所示，至少三个雷达2沿雷达安装件1的周向环绕雷达安装件1，每个雷达2的发射中心3均用于朝向雷达安装件1的外侧发射波束，以对雷达装置100外部的外界环境进行探测，其中，雷达2的发射中心3是指雷达2向外发射电磁波或声波等探测波束的发射装置，由于发射装置的尺寸相比于雷达2的探测范围而言非常小，在对雷达的探测范围进行设计时，可以将立体的发射装置视为一个点状的发射中心。本公开对于雷达2的具体结构和类型不做限制，本公开对于雷达2的发射中心3的具体尺寸和结构不做限制。例如，雷达2可以为用于发射毫米波实现探测功能的毫米波雷达，毫米波雷达具有用于发射毫米波的发射装置，该发射装置即为毫米波雷达的发射中心。雷达2的探测范围是指雷达2向外发射波束并能够进行有效探测的位置的集合。

每个雷达2的探测范围在水平平面上的投影的边界线与该雷达2相邻的两个雷达2的探测范围在水平平面上的投影的边界线均相交，以形成多个第一交点4，其中，需要说明的是，相邻的两个雷达2的探测范围在水平平面上的投影的边界线彼此相交而形成一个第一交点4，不同组合的相邻两个雷达2的探测范围在水平平面上的投影的边界线彼此相交，可以分别在不同位置形成不同的第一交点4。因此，如图1所示，雷达装置100可以具有多个第一交点4。为了便于理解，作为一种示例性实施方式，第一雷达和第二雷达的探测范围在水平平面上的投影的边界线可以彼此相交于一个第一交点，第一雷达和第三雷达的探测范围在水平平面上的投影的边界线可以彼此相交于另一个第一交点。

如图1和图2所示，图2中示出了一种示例性实施方式提供的雷达装置100的俯视图，图1和图2中的第二虚线用于示例性地示出雷达2的探测范围在水平平面上的投影的边界线，图2中的剖面线用于示例性地示出雷达2的探测范围在水平平面上的投影，每相邻的两个雷达2的探测范围在水平平面上的投影的边界线彼此相交于第一交点4，相邻的两个雷达2在水平平面上的探测范围的投影在其对应的第一交点4之外的位置至少部分地存在重合区域，参考图2中的区域A所示。由此可见，相邻的两个雷达2在水平平面上的探测范围能够至少部分地重合，从而能够减小相邻的两个雷达2之间的探测盲区，提高相邻的两个雷达2同时进行探测的覆盖率和全面性。

如图2所示，由于至少三个雷达2沿雷达安装件1的周向环绕设置，每相邻的两个雷达2的探测范围在水平平面上的投影的边界线均能够实现彼此相交，因此雷达装置100在水平平面上至少部分地具有360度全面覆盖的检测范围，参考图2中的多个区域A所在的环形检测范围，其能够构成360度全面覆盖的检测范围，从而提高该雷达装置100的整体探测范围的覆盖率和全面性。

在上述的雷达装置100中，至少三个雷达2中的任意两个雷达2的探测范围在竖直平面上的投影的边界线相交，以形成第二交点5。需要说明的是，这里的至少三个雷达2中的任意两个雷达2是指，两个雷达2的探测范围在竖直平面上的投影的边界线相交，该两个雷达2可以为至少三个雷达2中的任意的两个雷达2，而不限定该两个雷达2具体为至少三个雷达2中的哪两个雷达2。至少三个雷达2中可以仅有两个雷达2的探测范围在竖直平面上的投影的边界线相交，或者，至少三个雷达2中也可以包括两两配对的多对雷达2，每对雷达2的探测范围在竖直平面上的投影的边界线相交于与其对应的第二交点5。作为一种示例性实施方式，第一雷达和第二雷达的探测范围在竖直平面上的投影的边界线相交。本公开对于雷达2的具体设置位置和第二交点5的具体数量不做限制。

如图4和图5所示，第二虚线用于示例性地示出雷达2的探测范围在竖直平面上的投影的边界线，图5中的剖面线示例性地示出雷达2的探测范围在竖直平面上的投影，由于两个雷达2的探测范围在竖直平面上的投影的边界线相交以形成第二交点5，由此可见，该两个雷达2在竖直平面上的探测范围在其对应的第二交点5之外的位置彼此重合，参考图5中的区域C所示，该两个雷达2既能够对水平方向上的物体进行探测，还能够同时实现对竖直平面上的物体的探测，减小了雷达装置100在竖直平面上的探测盲区，从而提高雷达装置100在竖直平面上的探测覆盖率和全面性。在雷达装置100用于无人机200的应用场景中，由于雷达装置100能够至少部分地对竖直平面上的物体进行探测，从而能够提高无人机200在例如低空飞行或者过洞等场景中的通过性能，提高无人机200的安全性。

根据上述技术方案，上述的雷达装置100包括至少三个雷达2，在该至少三个雷达2中，每相邻的两个雷达2的探测范围在水平平面上的投影的边界线彼此相交，使得雷达装置100在水平平面上至少部分具有360度全面覆盖的检测范围。至少三个雷达2中的任意两个雷达2的探测范围在竖直平面上的投影的边界线相交，使得雷达装置100在竖直平面上具有至少部分的探测范围。由此可见，上述的雷达装置100至少能够仅通过三个雷达2，实现在水平平面上至少部分具有360度全面覆盖的检测范围，以及实现在竖直平面内具有至少部分的探测范围，从而使得提高雷达装置100的整体覆盖率和全面性，缩小雷达装置100的探测盲区，并能够使得雷达装置100减少所需要布置的雷达2数量，从而精简结构，节约成本。

需要说明的是，上述的雷达装置100可以通过至少三个雷达2实现广阔的整体覆盖率和全面性，减少雷达装置100所需要布置的雷达2的数量，但本公开并不限定上述的雷达装置100仅具有三个雷达2。作为一种示例性实施方式，上述的雷达装置100可以包括四个及以上的多个雷达2，多个雷达2中的至少三个雷达2可以按照前述实施例提供的方式进行布置，以使得雷达装置100具有广阔的整体覆盖率和全面性，缩小雷达装置100的探测盲区。该雷达装置100也可以具有除去该至少三个雷达2的其他雷达2，其他雷达2可以为雷达装置100的探测起到辅助或者探测范围补充等作用，因此，本公开并不限定雷达装置100中的雷达2的具体数量。

相邻的两个雷达2的探测范围在水平平面上的投影相交于其对应的第一交点4，不同的第一交点4可以位于竖直方向上不同位置的水平平面上，例如，第一雷达21和第二雷达22可以相交于一个第一交点4，第二雷达22和第三雷达23可以相交于另一第一交点4，该一个交点和该另一交点可以在竖直方向上错开布置，或者，该一个交点和该另一交点也可以位于同一水平平面内。

为了便于多个雷达2的布置，可选地，多个第一交点4与多个发射中心3可以位于同一水平平面内。如图3所示，不同组合的相邻的两个雷达2的探测范围在水平平面上的投影分别相交于不同的第一交点4，多个不同的第一交点4与多个发射中心3均位于同一水平平面内，从而保证雷达装置100能够在同一水平平面内具有至少部分的360度全面覆盖的检测范围。并且多个雷达2的发射中心3均位于同一水平平面内，多个雷达2的位置的空间几何关系能够得到简化，便于设计人员对多个雷达2的布置位置以及探测范围进行合理的规划，使得雷达装置100具有良好的功能效果。如图5所示，可选地，第二交点5与形成该第二交点5的两个雷达2的发射中心3可以位于同一竖直平面内，形成该第二交点5的两个雷达2能够对其发射中心3的正上方的环境进行检测，从而具有良好的竖向检测功能，减小了雷达2在竖直方向上检测盲区。由于第二交点5与形成该第二交点5的两个雷达2的发射中心3位于同一竖直平面内，能够同时对水平平面和竖直平面内的物体进行探测，使得形成该第二交点5的两个雷达2的探测范围得到了充分的利用。并且，该实施例中的雷达装置100能够简化形成该第二交点5的两个雷达2之间的空间几何关系，便于对雷达2的探测范围在竖直平面上的边界线进行规划。

雷达装置100的最小探测距离是指雷达装置100能够起到预设的探测效果的探测位置与该雷达装置100之间的最小距离，即，雷达装置100的有效探测距离大于其最小探测距离，而雷达装置100的最大探测距离是指该雷达装置100能够起到预设的探测效果的探测位置与该雷达装置100之间的最大距离，即，雷达装置100的有效探测距离小于其最大探测距离。最小探测距离和最大探测距离通常作为雷达装置100在设计阶段的预设参数，设计人员可以根据最小探测距离和最大探测距离对雷达装置100的具体结构和各项参数进行设计和调整，以使得雷达装置100满足设定的应用条件。

为了提供一种在水平方向上具有全向的覆盖范围的雷达装置100，可选地，如图2和图3所示，第一交点4沿水平方向延伸并可以与雷达安装件1的竖直中心线可以相交于第三交点6，其中，竖直中心线用于标定雷达装置100的最小探测距离，第一交点4到第三交点6之间的水平距离小于或等于雷达装置100的最小探测距离。这里的雷达安装件1的竖直中心线是指，设计人员在对雷达装置100的最小检测距离进行规划时所设定的位于雷达安装件1上的参考线，便于设计人员对雷达装置100的最小探测距离进行标定。例如，在提供一种最小探测距离为R_min的雷达装置时，雷达装置100对距离其雷达安装件1的竖直中心线的距离大于或者等于最小探测距离R_min的环境特征能够实现有效的探测。因此，本公开对于雷达安装件1的竖直中心线的具体位置不做限定。

由于第一交点4到第三交点6之间的水平距离小于或等于雷达装置100的最小探测距离，雷达装置100在水平方向上的有效探测距离大于第一交点4到第三交点6之间的水平距离。如图2所示，在上述实施例提供的雷达装置100的水平方向上的有效探测距离内，相邻的两个雷达2在水平平面上的探测范围的投影均重叠，参考图2中的区域A所示。而雷达装置100在水平方向上的近端探测盲区(即雷达装置100无法实现有效探测的区域)，参考图2中的区域B所示，近端探测盲区和雷达安装件1的竖直中心线之间的距离均小于雷达装置100的最小探测距离，因此，该实施例中的雷达装置100能够将近端探测盲区排除在其水平方向上的有效探测距离之外，从而保证雷达装置100在其有效探测距离内均具有水平平面上的360度全面覆盖的探测范围，使得雷达装置100具有良好的探测全面性和准确性。

可选地，第二交点5与第三交点6之间的竖直距离小于或等于雷达装置100的最小探测距离。如图5所示，在上述实施例提供的雷达装置100的竖直方向上的有效探测距离内，两个雷达2在水平平面上的探测范围的投影均重叠，参考图5中的区域C所示。而雷达装置100在竖直方向上的近端探测盲区，参考图5中的区域D所示，近端探测盲区和雷达安装件1的第三交点6之间的距离小于雷达装置100的最小探测距离，因此，该实施例中的雷达装置100能够将近端探测盲区排除在其竖直方向上的有效探测距离之外，保证雷达装置100在其竖直方向上的有效探测距离内具有较大的探测范围，提高雷达装置100在竖直方向上的探测效果。

为了便于雷达2的布置，可选地，每个雷达2可以均相对于竖直平面倾斜设置。如图4至图6所示，雷达2相对于竖直平面倾斜设置，不同的雷达2的探测范围能够在竖直平面上相互靠近，从而能够实现两个雷达2的探测范围在竖直平面内相交于第二交点5。并且，由于每个雷达2均相对于竖直平面倾斜设置，每个雷达2均能够朝向于水平方向进行探测，并能够朝向于竖直方向进行探测，从而具有更加宽广的探测范围，以实现良好的探测效果。

雷达安装件1可以为任意结构，在一种示例性实施例中，雷达安装件1可以主体部和连接于该主体部的多个安装支架，每个安装直接与每个雷达2一一对应以实现安装，使得每个雷达2保持在预设位置并呈预设角度布置。

作为另一种示例性实施例，可选地，至少三个雷达2可以包括第一雷达21、第二雷达22以及第三雷达23，雷达安装件1形成为三棱锥支架，三棱锥支架具有第一锥面11、第二锥面12以及第三锥面13，第一雷达21安装于第一锥面11上，第二雷达22安装于第二锥面12，第三雷达23安装于第三锥面13。

在上述实施例中，三棱锥支架的第一锥面11、第二锥面12以及第三锥面13均倾斜设置以能够在三棱锥支架的顶点相交，因此，第一雷达21安装于第一锥面11并能够在第一锥面11上倾斜设置，第二雷达22安装于第二锥面12并能够倾斜设置，第三雷达23安装于第三锥面13并能够倾斜设置，从而能够简单便捷地实现多个雷达2环绕雷达安装件1设置，且每个雷达2均能够实现倾斜设置，该实现方式结构简单，易于加工。并且，由于三棱锥支架的几何空间关系简单，能够便于设计人员对不同的雷达2在三棱锥支架上的布置进行规划，从而满足雷达装置100的设计要求，实现雷达装置100的功能。上述实施例中的第一雷达21和第一锥面11之间、第二雷达22和第二锥面12之间、第三雷达23和第三锥面13之间可以通过粘接、螺接或者卡接等多种方式实现固定，本公开对此不做具体限制。

如图3所示，可选地，第一雷达21的发射中心3、第二雷达22的发射中心3以及第三雷达23的发射中心3可以均位于同一水平平面内，该水平平面为水平参考面7，图3示出了一种示例性实施方式提供的雷达装置在水平参考面7上的俯视图，第一交点4可以位于水平参考面7内，三棱锥支架在水平参考面7上的投影为等边三角形，第一雷达21、第二雷达22以及第三雷达23的发射中心3分别位于等边三角形的三条中垂线9上。

在上述的实施例中，三棱锥支架在水平参考面7上的投影为等边三角形，第一雷达21、第二雷达22以及第三雷达23的发射中心3分别位于等边三角形的三条中垂线9上，如图3所示，第一雷达21、第二雷达22以及第三雷达23在三棱锥支架上的位置具有良好的对称性，第一雷达21、第二雷达22和第三雷达23的探测范围均朝向于不同的方向，最大限度地利用每个雷达2的探测范围，使得雷达装置100具有良好的覆盖率和全面性。且位置上具有良好的对称性能够便于设计人员对第一雷达21、第二雷达22以及第三雷达23在三棱锥支架上的具体位置进行规划和设计，简化设计过程。

可选地，第一雷达21在水平参考面7上的投影与第二雷达22在水平参考面7上的投影关于等边三角形位于第一雷达21和第二雷达22之间的中垂线9对称，第二雷达22在水平参考面7上的投影与第三雷达23在水平参考面7上的投影关于等边三角形位于第二雷达22和第三雷达23之间的中垂线9对称，第三雷达23在水平参考面7上的投影与第一雷达21在水平参考面7上的投影关于等边三角形位于第三雷达23和第一雷达21之间的中垂线9对称。

为了提高雷达装置100的覆盖率，可选地，第一雷达21、第二雷达22以及第三雷达23的探测范围在水平参考面7上的投影均是以其各自的发射中心3为顶点并以第一探测角展开的，为了实现雷达装置100在水平方向上具有全面覆盖的检测范围，如图3所示，可选地，第一探测角被等边三角形的中垂线9平分后的半角的角度θ_A可以满足以下关系：

其中，θs为等边三角形的内角的角度，即，60°，L为等边三角形的边的长度，R_min为雷达装置100的最小探测距离，π为180°。

在上述实施例中，设计人员能够根据预设的最小检测距离获取雷达的第一探测角的角度范围，实现对雷达2的角度进行合理的规划，保证雷达装置100在其有效探测距离内均具有水平平面上的360度全面覆盖的探测范围，使得雷达装置100具有良好的探测全面性和准确性。由于第一雷达21、第二雷达22以及第三雷达23的发射中心3分别位于等边三角形的三条中垂线9上，第一雷达21、第二雷达22以及第三雷达23的探测范围在水平参考面7上的投影的第一探测角均满足上述的角度范围。

在提供一种最小检测距离R_min为1.5m的雷达装置的实施例中，θs为等边三角形的内角的角度，即θs为60°，L为等边三角形的边的长度，例如，等边三角形的边的长度可以为80mm，即可得到第一探测角被等边三角形的中垂线9平分后的半角的角度θ_A为大于或者等于60.8°的角度。由此可见，通过上述实施例，能够快速而便捷地对雷达2的第一探测角的角度进行合理的规划，从而简化设计的流程，提高设计效率。

可选地，第一雷达21和第二雷达22的探测范围在竖直平面上的投影的边界线相交形成的第二交点5与第一雷达21的发射中心3和第二雷达22的发射中心3位于同一竖直平面内，该竖直平面为第一竖直参考面81，如图6所示，图6中示出了雷达装置100在第一竖直参考面81中的示意图，棱锥支架在第一竖直参考面上的投影为等腰三角形，第一雷达21在第一竖直参考面81上的投影与第二雷达22在第一竖直参考面81上的投影关于等腰三角形位于第一雷达21和第二雷达22之间的中垂线9对称。

可选地，第一雷达21和第二雷达22在第一竖直参考面上的投影均是以其各自的发射中心3为顶点并以第二探测角展开的，第二探测角被垂直于等腰三角形的腰的垂线平分后的半角的角度满足以下关系：

其中，为等腰三角形的腰与等腰三角形的底边之间的夹角的角度，W为等腰三角形的腰的长度，R_min为雷达装置100的最小探测距离，π为180°。

在上述实施例中，设计人员能够根据上述公式能够实现根据预设的最小检测距离快速获取雷达2的第一探测角的角度范围，使得雷达装置100实现能够将近端探测盲区排除在其竖直方向上的有效探测距离之外，提高雷达装置100的探测全面性和准确性。由于第一雷达21在第一竖直参考面81上的投影与第二雷达22在第一竖直参考面81上的投影关于等腰三角形位于第一雷达21和第二雷达22之间的中垂线9对称。第一雷达21和第二雷达22的检测范围在第一竖直参考面81上的投影的第二探测角可以均满足上角度范围。

例如，在提供一种最小检测距离R_min为1.5m的雷达装置的实施例中，为等腰三角形的腰与等腰三角形的底边之间的夹角的角度，即可以为45°，W为等腰三角形的腰的长度，例如，W可以为80mm，即可得到第二探测角被垂直于等腰三角形的腰的垂线平分后的半角的角度为大于或者等于46.1°的角度。由此可见，通过上述实施例，能够快速而便捷地对雷达2的第二探测角的角度进行合理的规划，从而简化设计的流程，提高设计效率。

如图4至图7所示，可选地，第一雷达21和第二雷达22在第一竖直参考面81上的投影均是以其各自的发射中心3为顶点并以第二探测角展开的，第三雷达23的发射中心3位于与第一竖直参考面81垂直的第二竖直参考面82上，第三雷达23的探测范围在第二竖直参考面82上的投影是以第三雷达23的发射中心3为顶点并以第三探测角展开的，第三探测角的角度可以小于第二探测角的角度。

可选地，第一锥面11与水平平面的之间夹角和第二锥面12与水平平面的之间夹角相等，第三锥面13与水平平面之间的夹角大于第一锥面11与水平平面之间的夹角，使得第三锥面13能够相比于第一锥面11和第二锥面12更接近于竖直平面，因此，第三锥面13上安装的第三雷达23能够在水平平面上具有更大的探测范围。由此可见，第一雷达21和第二雷达22既能够实现水平平面内的探测，又能够实现竖直平面内的探测，第三雷达23可以偏向于水平平面设置，以能够和第一雷达和第二雷达配合，从而增大雷达装置100的整体探测范围。此外，由于第三雷达23相比于第一雷达21和第二雷达22而言具有良好的水平检测范围，第三雷达23可以作为雷达装置100的前测雷达，即朝向于雷达装置100的前方进行检测的雷达。在雷达装置100布置于无人机200的顶部的实施例中，第三雷达23可以作为无人机200的前端雷达，以检测无人机200前方的环境特征，由于第三雷达23具有良好的水平检测范围，能够实现良好的前测效果，提高无人机200的安全性。

如图7所示，第三锥面13与水平平面之间的夹角可以用表示，在棱锥支架在第一竖直参考面上的投影为等腰三角形的实施例中，第一锥面11与水平平面之间的夹角为等腰三角形的腰与等腰三角形的底边之间的夹角的角度第三锥面13与水平平面之间的夹角大于第一锥面11与水平平面之间的夹角，即大于

如图1所示，本公开第二方面提供一种无人机200，包括上述的雷达装置100。这里的无人机200可以为无人运输机或者无人探测机等，本公开对于无人机200的具体类型和用途不做具体限制。雷达装置100可以布置于无人机200的顶部或者底部，本公开对于雷达装置100在无人机200上的布置位置不做限制。

在上述的雷达装置100布置于无人机200的实施例中，由于雷达装置100能够至少仅通过三个雷达2实现在水平平面上至少部分具有360度全面覆盖的检测范围，以及实现在竖直平面内具有至少部分的探测范围，雷达装置100具有良好的整体覆盖率和全面性，从而提高无人机200对于环境的感知能力，以使得无人机200能够具有良好的机动性和安全性。由于雷达装置100能够至少部分地对竖直平面上的物体进行探测，能够提高无人机200在不同环境中的通过性能，提高无人机200的环境适应性。例如，在雷达装置100安装于无人机200的顶部的实施例中，雷达装置100能够至少部分地对无人机200上方的物体进行探测，从而提高无人机200在低空飞行或者过洞等场景中的通过性能。而在雷达装置100安装于无人机200的底部的实施例中，雷达装置100能够至少部分地对无人机200下方的物体进行探测，提高无人机200在低空飞行时的安全性。由于上述的雷达装置100能够通过至少三个雷达2具有较大的探测范围，雷达装置100能够减少需要布置的雷达2数量，雷达装置100的结构精简，能够降低无人机200安装雷达装置100后的整体自重，从而提高无人机200的续航能力。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (12)

1.一种雷达装置，其特征在于，包括雷达安装件和安装在所述雷达安装件上的至少三个雷达，所述至少三个雷达沿所述雷达安装件的周向环绕所述雷达安装件设置，所述雷达的发射中心用于朝向所述雷达安装件的外侧发射波束；

其中，每个雷达的探测范围在水平平面上的投影的边界线与该雷达相邻的两个雷达的探测范围在水平平面上的投影的边界线均相交，以形成多个第一交点，所述至少三个雷达中的任意两个雷达的探测范围在竖直平面上的投影的边界线相交，以形成第二交点。

2.根据权利要求1所述的雷达装置，其特征在于，多个所述第一交点与多个所述发射中心位于同一水平平面内，所述第二交点与形成该第二交点的两个雷达的发射中心位于同一竖直平面内。

3.根据权利要求1所述的雷达装置，其特征在于，所述第一交点沿水平方向延伸并与所述雷达安装件的竖直中心线相交于第三交点，所述竖直中心线用于标定所述雷达装置的最小探测距离；

其中，所述第一交点到所述第三交点之间的水平距离小于或等于所述最小探测距离，和/或，所述第二交点与所述第三交点之间的竖直距离小于或等于所述最小探测距离。

4.根据权利要求1所述的雷达装置，其特征在于，每个所述雷达均相对于竖直平面倾斜设置。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的雷达装置，其特征在于，至少三个所述雷达包括第一雷达、第二雷达以及第三雷达，所述雷达安装件形成为三棱锥支架，所述三棱锥支架具有第一锥面、第二锥面以及第三锥面，所述第一雷达安装于所述第一锥面上，所述第二雷达安装于所述第二锥面，所述第三雷达安装于所述第三锥面。

6.根据权利要求5所述的雷达装置，其特征在于，所述第一雷达的发射中心、所述第二雷达的发射中心以及所述第三雷达的发射中心均位于同一水平平面内，该水平平面为水平参考面，所述第一交点位于所述水平参考面内，所述三棱锥支架在所述水平参考面上的投影为等边三角形；

所述第一雷达、所述第二雷达以及所述第三雷达的发射中心分别位于所述等边三角形的三条中垂线上。

7.根据权利要求6所述的雷达装置，其特征在于，所述第一雷达、所述第二雷达以及所述第三雷达的探测范围在所述水平参考面上的投影均是以其各自的发射中心为顶点并以第一探测角展开的，所述第一探测角被所述等边三角形的中垂线平分后的半角的角度θ_A满足以下关系：

其中，θs为60°，L为所述等边三角形的边的长度，R_min为所述雷达装置的最小探测距离，π为180°。

8.根据权利要求5所述的雷达装置，其特征在于，所述第一雷达和所述第二雷达的探测范围在竖直平面上的投影的边界线相交形成的第二交点与所述第一雷达的发射中心和所述第二雷达的发射中心位于同一竖直平面内，该竖直平面为第一竖直参考面，所述三棱锥支架在所述第一竖直参考面上的投影为等腰三角形，所述第一雷达在所述第一竖直参考面上的投影与所述第二雷达在所述第一竖直参考面上的投影关于所述等腰三角形位于所述第一雷达和所述第二雷达之间的中垂线对称。

9.根据权利要求8所述的雷达装置，其特征在于，所述第一雷达和第二雷达在所述第一竖直参考面上的投影均是以其各自的发射中心为顶点并以第二探测角展开的，所述第二探测角被垂直于所述等腰三角形的腰的垂线平分后的半角的角度满足以下关系：

其中，为所述等腰三角形的腰与所述等腰三角形的底边之间的夹角的角度，W为所述等腰三角形的腰的长度，R_min为所述雷达装置的最小探测距离，π为180°。

10.根据权利要求8所述的雷达装置，其特征在于，所述第一雷达和第二雷达在所述第一竖直参考面上的投影均是以其各自的发射中心为顶点并以第二探测角展开的；

所述第三雷达的发射中心位于与所述第一竖直参考面垂直的第二竖直参考面上，所述第三雷达的探测范围在所述第二竖直参考面上的投影是以所述第三雷达的发射中心为顶点并以第三探测角展开的，所述第三探测角的角度小于所述第二探测角的角度。

11.根据权利要求5所述的雷达装置，其特征在于，所述第一锥面与水平平面的之间夹角和所述第二锥面与水平平面的之间夹角相等，所述第三锥面与水平平面之间的夹角大于所述第一锥面与水平平面之间的夹角。

12.一种无人机，其特征在于，包括如权利要求1-11中任一项所述的雷达装置。