專利名稱：一種用于無人駕駛飛行器的飛行高度控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于無人駕駛飛行器的飛行高度控制裝置，特別涉及一種能夠以低容量的飛行信息及簡便的處理系統(tǒng)控制飛行高度，從而減少成本和重量并以低空飛行的用于無人駕駛飛行駕駛飛行器的飛行高度控制裝置。
背景技術(shù)：
無人駕駛飛行器通常不會有人直接乘坐，而無人駕駛飛行，不存在人員傷亡的可能性，所以可以在勘察和偵查時有效地使用?，F(xiàn)有無人駕駛飛行器具有為了測定飛行器的高度及速度而裝載的全球定位系統(tǒng) (GPS =Global Positioning System)、與地面站進行通信的數(shù)據(jù)通信器用于無人飛行的地形信息及飛行路徑等數(shù)據(jù)、控制裝置及如照相機的圖像處理裝置等。設(shè)置在所述無人駕駛飛行器的全球定位系統(tǒng)是一種利用人造衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)正確追尋地上目標物位置的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS :GlcAal Navigation Satellite System)，可以從人造衛(wèi)星接收電波信號后找出目前自己的位置，并能夠得到無人駕駛飛行器的速度及高度信息。所述無人駕駛飛行器在地上散發(fā)藥劑、廣告、印刷品等時，或向地面發(fā)動攻擊時， 有時進行低空飛行，好使飛行器接近地面。此時，控制飛行高度極其重要?，F(xiàn)有低空飛行用無人駕駛飛行器向存儲器輸入地形信息等數(shù)據(jù)，并用照相機取得當(dāng)前位置的圖像后，與地形信息進行映射，從而計算當(dāng)前位置的地形和高度等信息的同時進行低空飛行。不過，由于上述現(xiàn)有無人飛行器上裝載用于輸入地形信息、飛行航線及各種數(shù)據(jù)的大容量的存儲器及處理上述信息的高速處理器及圖像處理裝置，從而增加制作費用及重量。因此，亟需開發(fā)一種通過盡量減輕向存儲器中輸入的數(shù)據(jù)量，并方便處理所述數(shù)據(jù)的方式來減輕制作費用及裝載時的重量，同時能夠適用在低價或小型的低空飛行無人飛行器的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種用于無人駕駛飛行器的飛行高度控制裝置，該裝置由于在存儲器中輸入低容量的數(shù)據(jù)，而且所述數(shù)據(jù)的處理過程既迅速方便又可以以低容量處理，所以容易控制飛行高度，且可以減少成本和重量，有利于無人駕駛飛行器的低空飛行。本發(fā)明提供一種用于無人駕駛飛行器的飛行高度控制裝置，其包括全球定位系統(tǒng)模塊，檢測無人駕駛飛行器的當(dāng)前位置及飛行高度；存儲器，預(yù)先存儲出發(fā)點的位置、在飛行航線出發(fā)點之間的距離按檢測周期的時間單位羅列的距離索引與每個距離索引相匹配的飛行高度；距離檢測單元，計算所述出發(fā)點的位置與無人駕駛飛行器的當(dāng)前位置間的距離；飛行高度控制單元，從所述存儲器中檢索出與所述距離檢測單元計算出的所述距離對應(yīng)的距離索引的飛行高度。所述飛行高度控制單元包括高度檢索單元，從所述存儲器中檢索出在預(yù)定的誤差范圍內(nèi)與所述距離檢測單元所算出的距離一致的距離索引；飛行控制單元，當(dāng)與所述檢索出來的距離索引相匹配的飛行高度和所述全球定位系統(tǒng)模塊所檢測出的當(dāng)前飛行高度互不相同時，控制所述無人駕駛飛行器移到所述檢索出來的飛行高度。所述高度單元可以從所述存儲器中檢索出與所述距離檢測單元所算出的距離值的預(yù)先設(shè)定數(shù)位的四舍五入值相應(yīng)的距離索引的飛行高度。在上述說明中，所述存儲器還可以包括與每個距離索引相匹配的位置，所述飛行高度控制單元還可以包括位置辨別單元，所述位置辨別單元辨別所述全球定位系統(tǒng)模塊檢測的當(dāng)前位置與所述檢索出來的距離索引相匹配的位置是否在預(yù)定的誤差范圍內(nèi)。所述位置辨別單元可以辨別所述全球定位系統(tǒng)模塊所檢測的當(dāng)前位置的緯度值和/或經(jīng)度值的預(yù)先設(shè)定數(shù)位的四舍五入值是否與同所述檢索出來的距離索引相匹配的位置的緯度值和/或經(jīng)度值相一致。本發(fā)明提供一種用于無人駕駛飛行器的飛行高度控制裝置，該裝置也可以包括 全球定位系統(tǒng)模塊，檢測無人駕駛飛行器的當(dāng)前位置及飛行高度；存儲器，預(yù)先存儲根據(jù)飛行航線的位置按檢測周期的時間單位羅列的位置索引與同每個位置索引相匹配的飛行高度；飛行高度控制單元，從存儲器中檢索出與通過所述全球定位系統(tǒng)模塊所檢測的當(dāng)前位置相對應(yīng)的位置索引的飛行高度，并控制所述無人駕駛飛行器移到所述檢索出來的飛行高度。所述飛行高度控制單元包括；高度檢索單元，從存儲器中檢索出在預(yù)定的誤差范圍內(nèi)與所述全球定位系統(tǒng)模塊檢測的當(dāng)前位置一致的位置索引；飛行控制單元，與所述檢索出來的位置索引相匹配的飛行高度及所述全球定位系統(tǒng)模塊所檢測的當(dāng)前位置的飛行高度互不相同時，控制所述無人駕駛飛行器移到所述檢索出來的飛行高度。所述高度檢索單元可以從所述存儲器中檢索出與所述全球定位系統(tǒng)模塊所檢測出的當(dāng)前位置的緯度值和經(jīng)度值的預(yù)先設(shè)定數(shù)位的四舍五入值相應(yīng)的位置索引的飛行高度。本發(fā)明的用于無人駕駛飛行器的飛行高度控制裝置中，由于可以使用低容量的飛行信息及簡便的處理系統(tǒng)控制飛行高度，不需要照相機等的圖像處理裝置及與地形信息的映射過程，可以以低容量的存儲器及處理器控制高度，以讓所述無人駕駛飛行器進行低空飛行。因此本發(fā)明可以減少制作費用及重量，可以容易適用在為了規(guī)避敵雷達在地面低空飛行的巡航導(dǎo)彈上。本發(fā)明的用于無人駕駛飛行器的飛行高度控制裝置由于其通過向存儲器中輸入距離索引和飛行高度而測定位置，因此比輸入緯度值、經(jīng)度值和飛行高度而測定位置時相比，可以減少存儲容量。而且，本發(fā)明的用于無人駕駛飛行器的飛行高度控制裝置中，檢測單元以每次出發(fā)點為基準計算距離，因此可以防止累積誤差的問題。


圖1是顯示本發(fā)明的用于無人駕駛飛行器的飛行高度控制裝置一實施例的方塊圖。圖2顯示基于本發(fā)明的用于無人駕駛飛行器的飛行高度控制裝置一實施例的無人駕駛飛行器的飛行航線。圖3顯示本發(fā)明的用于無人駕駛飛行器的飛行高度控制裝置一實施例的存儲器中輸入的數(shù)據(jù)。圖4顯示本發(fā)明的用于無人駕駛飛行器的飛行高度控制裝置一實施例中無人駕駛飛行器與出發(fā)點間的距離相同時的坐標。圖5顯示本發(fā)明的用于無人駕駛飛行器的飛行高度控制裝置一實施例中飛行高度控制單元的方塊圖。圖6顯示本發(fā)明的用于無人駕駛飛行器的飛行高度控制裝置一實施例中另行輸入在存儲器中的與距離索引相匹配的位置數(shù)據(jù)。圖7是顯示本發(fā)明的用于無人駕駛飛行器的飛行高度控制裝置一實施例的流程圖。圖8是顯示本發(fā)明的用于無人駕駛飛行器的飛行高度控制裝置另一實施例的方塊圖。圖9顯示本發(fā)明的用于無人駕駛飛行器的飛行高度控制裝置另一實施例的存儲器中輸入的數(shù)據(jù)。圖10是顯示本發(fā)明的用于無人駕駛飛行器的飛行高度控制裝置另一實施例的流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的用于無人駕駛飛行器的飛行高度控制裝置的優(yōu)選實施例進行詳細說明。首先，如圖1到圖3所示，本發(fā)明的用于無人駕駛飛行器的飛行高度控制裝置的一實施例包括全球定位系統(tǒng)模塊10、預(yù)先存儲飛行高度的存儲器20、計算距離的距離檢測單元30及控制所述無人駕駛飛行器的飛行高度控制單元40。具有如上結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的用于無人駕駛飛行器的飛行高度裝置設(shè)置成與所述無人駕駛飛行器一起飛行。所述全球定位系統(tǒng)模塊10檢測所述無人駕駛飛行器的當(dāng)前位置及飛行高度。由于所述全球定位系統(tǒng)模塊10可以具有常見的全球定位系統(tǒng)(GPS =Global Positioning System)結(jié)構(gòu)，因此省略詳細說明。所述存儲器20預(yù)先存儲有關(guān)飛行航線(參考圖2~)的出發(fā)點的位置、將在飛行航線上與所述出發(fā)點之間的距離按檢測周期的時間單位羅列的距離索引及與每個距離索引相匹配的飛行高度的數(shù)據(jù)。可以用數(shù)米至數(shù)公里的單位存儲所述距離索引。向存儲器中輸入如上所述距離索引時，同以緯度值和經(jīng)度值輸入位置時相比，由于減少了數(shù)位等原因能夠減少存儲容量。
在上述說明中可以把檢測周期設(shè)定為大約1 30秒。另外，在上述說明中可以把出發(fā)點和無人駕駛飛行器間的距離索引設(shè)定為直線距
1 O所述距離檢測單元30計算所述出發(fā)點的位置與無人駕駛飛行器的當(dāng)前位置間的距離。所述距離檢測單元30可以采用與所述存儲器20的檢測周期相同的檢測周期進行檢測，也可以采用與所述存儲器20的檢測周期不同或晚于該檢測周期的檢測周期進行檢測。雖然在附圖中沒有顯示所述距離檢測單元30的檢測周期，可是可以利用定時器寸。在上述說明中距離檢測單元30的檢測周期可以被設(shè)定為大約1 30秒。另外，在上述說明中距離檢測單元30計算所述出發(fā)點的位置與無人駕駛飛行器的當(dāng)前位置間的距離時可以計算出直線距離。所述距離檢測單元30可以利用勾股定理(Pythagorean theorem)計算出發(fā)點的位置與無人駕駛飛行器的當(dāng)前位置間的直線距離。S卩，當(dāng)設(shè)置出發(fā)點與無人駕駛飛行器當(dāng)前位置間的連接直線為C，并以c為斜邊畫出直角三角形時，可以算出相互構(gòu)成直角的兩邊a，b的長度，所以通過以下數(shù)學(xué)公式1可以算出斜邊c的長度。數(shù)學(xué)公式1a2+b2 = C2基于所算出的所述出發(fā)點的位置與無人駕駛飛行器的位置間的距離，所述飛行高度控制單元40控制無人駕駛飛行器。所述飛行高度控制單元40從所述存儲器中檢索出在所述距離檢測單元30中與所述距離對應(yīng)的距離索引的飛行高度，并控制所述無人駕駛飛行器移到所述檢索出來的飛行尚度。所述飛行高度控制單元40包括高度檢索單元42和控制單元44。所述高度檢索單元42從所述距離檢測單元30中檢索出在預(yù)定的誤差范圍內(nèi)與所述距離檢測單元所算出的距離一致的距離索引。例如，高度檢索單元42可從所述存儲器中檢索出與所述距離檢測單元30所算出的距離值的預(yù)先設(shè)定數(shù)位的四舍五入值相應(yīng)的距離索引的飛行高度。當(dāng)與從所述高度檢索單元42中所檢索出來的距離索引相匹配的飛行高度和所述全球定位系統(tǒng)模塊所檢測出的當(dāng)前飛行高度互不相同時，所述飛行控制單元44控制所述無人駕駛飛行器移到所述檢索出來的飛行高度。關(guān)于具有如上結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的用于無人駕駛飛行器的飛行高度控制裝置的一實施例而言，如圖4所示，盡管分別檢測到的無人駕駛飛行器的當(dāng)前位置及飛行高度互不相同，但會出現(xiàn)所述距離檢測單元30算出相同或類似的距離值的情況，因此會發(fā)生所述高度檢索單元42從所述存儲器20檢索出相同的距離索引的問題。因此，本發(fā)明的用于無人駕駛飛行器的飛行高度控制裝置一實施例的所述存儲器 20中還可以包括與每個距離索引項相匹配的位置，所述飛行高度控制單元40還可以包括
7位置辨別單元，所述位置辨別的單元用于辨別所述全球定位系統(tǒng)模塊檢測的當(dāng)前位置與同所述檢索出來的距離索引相匹配的位置是否在預(yù)定的誤差范圍內(nèi)。輸進所述存儲器20的與每個距離索引相匹配的位置可以是緯度或經(jīng)度。在上述說明中作為與每個距離索引相匹配的位置輸入緯度或經(jīng)度時，也會算出相同的數(shù)值，因此也可以同時輸入緯度和經(jīng)度兩個數(shù)值。所述位置辨別單元43辨別所述全球定位系統(tǒng)模塊10所檢測的當(dāng)前位置的緯度值及/或經(jīng)度值的預(yù)先設(shè)定數(shù)位的四舍五入值是否和與所述檢索出來的距離索引相匹配的位置的緯度值和經(jīng)度值中至少一個值相一致。下面以圖7所示流程圖為中心，詳細說明本發(fā)明的用于無人駕駛飛行器的飛行高度控制裝置一實施例的操作過程。首先，無人駕駛飛行器從出發(fā)點位置開始飛行，經(jīng)過一段時間后通過全球定位系統(tǒng)模塊1測定無人駕駛飛行器的當(dāng)前位置。(Sio)測定所述無人駕駛飛行器的當(dāng)前位置后，所述距離檢測單元30檢測所述出發(fā)點位置與無人駕駛飛行器的當(dāng)前位置間的距離。(S20)檢測所述距離后，所述高度檢索單元42檢索與檢測出的距離對應(yīng)的距離索引后， 所述飛行控制單元44對與所述距離索引匹配的飛行高度和全球定位系統(tǒng)模塊10檢測的無人駕駛飛行器的當(dāng)前飛行高度進行比較。(S30)在上述比較中，如果飛行高度相同，在經(jīng)過一段時間后從所述測定當(dāng)前位置的步驟(SlO)開始重新進行上述一系列步驟。但是，當(dāng)與所述檢索出來的距離索引相匹配的飛行高度和所述全球定位系統(tǒng)模塊10所檢測的當(dāng)前飛行高度不相同時，所述飛行控制單元 44控制所述無人駕駛飛行器移到所述檢索出來的飛行高度而修改飛行高度。(S40)另外，如圖8及圖9所示，本發(fā)明的用于無人駕駛飛行器的飛行高度控制裝置的一實施例中包括全球定位系統(tǒng)模塊100，檢測所述無人駕駛飛行器的當(dāng)前位置及飛行高度； 存儲器120，預(yù)先存儲位置索引及與每個位置索引相匹配的飛行高度；飛行高度控制單元 140，控制所述無人駕駛飛行器。由于所述全球定位系統(tǒng)模塊100可以與上述一實施例相同的結(jié)構(gòu)實施，因此省略詳細說明。所述存儲器120預(yù)先存儲將飛行航線上的位置按檢測周期的時間單位羅列的位置索引及與每個位置索引相匹配的飛行高度。所述飛行高度控制單元140從存儲器中檢索出與通過所述全球定位系統(tǒng)模塊100 所檢測的當(dāng)前位置對應(yīng)的位置索引的飛行高度，并控制所述無人駕駛飛行器移到所述檢索出來的飛行高度。所述飛行高度控制單元140包括高度檢索單元142，從存儲器中檢索出在預(yù)定的誤差范圍內(nèi)與所述全球定位系統(tǒng)模塊100所檢測的當(dāng)前位置一致的位置索引；飛行控制單元144，與所述檢索出來的位置索引相匹配的飛行高度和所述全球定位系統(tǒng)模塊10所檢測的當(dāng)前的飛行高度互不相同時，控制所述無人駕駛飛行器移到所述檢索出來的飛行高度。所述高度檢索單元140可以從所述存儲器中檢索出與所述全球定位系統(tǒng)模塊10 所檢測的當(dāng)前位置的緯度值及經(jīng)度值的預(yù)先設(shè)定數(shù)位的四舍五入值相應(yīng)的位置索引的飛行高度。
具有如上所述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的用于無人駕駛飛行器的飛行高度控制裝置一實施例，即使不采用現(xiàn)有技術(shù)中搭載照相機，以取得當(dāng)前位置的圖像后與地形信息映射的結(jié)構(gòu)， 也可以控制飛行高度，也容易進行低空飛行，還可以減少存儲器容量及處理器性能從而減少成本及重量。下面以圖10所示流程圖為中心，詳細說明本發(fā)明的用于無人駕駛飛行器的飛行高度控制裝置另一實施例的操作過程。首先，無人駕駛飛行器從出發(fā)點位置開始飛行，經(jīng)過一段時間后通過全球定位系統(tǒng)模塊10測定無人駕駛飛行器的當(dāng)前位置。(SlOl)測定所述無人駕駛飛行器的當(dāng)前位置后，所述高度檢索單元142檢索出與測定的當(dāng)前位置對應(yīng)的位置索引，然后所述飛行控制單元144對與所述位置索引相匹配的飛行高度和全球定位系統(tǒng)模塊10檢測的無人駕駛飛行器的當(dāng)前飛行高度進行比較。(S102)在上述比較中，如果飛行高度相同，在經(jīng)過一段時間后從所述測定當(dāng)前位置的步驟(SlOl)開始重新進行上述一系列步驟。但是，當(dāng)與所述檢索出來的距離索引相匹配的飛行高度和所述全球定位系統(tǒng)模塊100所檢測的當(dāng)前飛行高度不相同時，所述飛行控制單元144控制所述無人駕駛飛行器移到所述檢索出來的飛行高度并由此而修改飛行高度。 (S103)以上對本發(fā)明的用于無人駕駛飛行器的飛行高度控制裝置的較佳實施例進行了說明，但本發(fā)明并不限于在此示出的說明。凡在本發(fā)明的權(quán)利要求書、說明書及附圖的范圍之內(nèi)所作的各種修改、等同替換均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于無人駕駛飛行器的飛行高度控制裝置，其特征在于，包括 全球定位系統(tǒng)模塊，檢測無人駕駛飛行器的當(dāng)前位置及飛行高度；存儲器，預(yù)先存儲出發(fā)點的位置、在飛行航線上與所述出發(fā)點之間的距離按檢測周期的時間單位羅列的距離索引及與每個距離索引相匹配的飛行高度；距離檢測單元，計算所述出發(fā)點的位置與無人駕駛飛行器的當(dāng)前位置間的距離； 飛行高度控制單元，從所述存儲器中檢索出與所述距離檢測單元計算出的所述距離對應(yīng)的距離索引的飛行高度，并控制所述無人駕駛飛行器移到所述檢索出來的飛行高度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于無人駕駛飛行器的飛行高度控制裝置，其特征在于，所述飛行高度控制單元包括高度檢索單元，從所述存儲器中檢索出在預(yù)定的誤差范圍內(nèi)與所述距離檢測單元所算出的距離一致的距離索引；飛行控制單元，當(dāng)與所述檢索出來的距離索引相匹配的飛行高度和所述全球定位系統(tǒng)模塊所檢測出的當(dāng)前飛行高度互不相同時，控制所述無人駕駛飛行器移到所述檢索出來的飛行高度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于無人駕駛飛行器的飛行高度控制裝置，其特征在于所述高度檢索單元從所述存儲器中檢索出與所述距離檢測單元所算出的距離值的預(yù)先設(shè)定數(shù)位的四舍五入值相應(yīng)的距離索引的飛行高度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的用于無人駕駛飛行器的飛行高度控制裝置，其特征在于所述存儲器中還包括與每個距離索引相匹配的位置，所述飛行高度控制單元還包括位置辨別單元，所述位置辨別單元辨別所述全球定位系統(tǒng)模塊檢測的當(dāng)前位置與所述檢索出來的距離索引相匹配的位置是否在預(yù)定的誤差范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的所述的用于無人駕駛飛行器的飛行高度控制裝置，其特征在于所述位置辨別單元辨別所述全球定位系統(tǒng)模塊所檢測的當(dāng)前位置的緯度值和經(jīng)度值中至少一個值的預(yù)先設(shè)定數(shù)位的四舍五入值是否和與所述檢索出來的距離索引相匹配的位置的緯度值和經(jīng)度值中至少一個值相一致。
6.一種用于無人駕駛飛行器的飛行高度控制裝置，其特征在于，包括 全球定位系統(tǒng)模塊，檢測無人駕駛飛行器的當(dāng)前位置及飛行高度；存儲器，預(yù)先存儲將飛行航線上的位置按檢測周期的時間單位羅列的位置索引及與每個位置索引相匹配的飛行高度；飛行高度控制單元，從所述存儲器中檢索出與通過所述全球定位系統(tǒng)模塊所檢測的當(dāng)前位置對應(yīng)的位置索引的飛行高度，并控制所述無人駕駛飛行器移到所述檢索出來的飛行尚度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于無人駕駛飛行器的飛行高度控制裝置，其特征在于，所述飛行高度控制單元包括高度檢索單元，從所述存儲器中檢索出在預(yù)定的誤差范圍內(nèi)與所述全球定位系統(tǒng)模塊所檢測的當(dāng)前位置一致的位置索引；，飛行控制單元，與所述檢索出來的位置索引相匹配的飛行高度和所述全球定位系統(tǒng)模塊所檢測的當(dāng)前的飛行高度互不相同時，控制所述無人駕駛飛行器移到所述檢索出來的飛行高度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的用于無人駕駛飛行器的飛行高度控制裝置，其特征在于 所述高度檢索單元從所述存儲器中檢索出與所述全球定位系統(tǒng)模塊所檢測的當(dāng)前位置的緯度值和經(jīng)度值的預(yù)先設(shè)定數(shù)位的四舍五入值相應(yīng)的位置索引的飛行高度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于無人駕駛飛行器的飛行高度控制裝置，該裝置為了以低容量的飛行信息及簡便的處理系統(tǒng)控制飛行高度，從而節(jié)省成本和重量，包括全球定位系統(tǒng)模塊，檢測無人駕駛飛行器的當(dāng)前位置及飛行高度；存儲器，預(yù)先存儲出發(fā)點的位置、在飛行航線上與所述出發(fā)點之間的距離按檢測周期的時間單位羅列的距離索引及與每個距離索引相匹配的飛行高度；距離檢測單元，計算所述出發(fā)點的位置與無人駕駛飛行器的當(dāng)前位置間的距離；飛行高度控制單元，從所述存儲器中檢索出與所述距離檢測單元計算出的所述距離對應(yīng)的距離索引的飛行高度，并控制所述無人駕駛飛行器移到所述檢索出來的飛行高度。
文檔編號G05D1/04GK102289230SQ201010563329
公開日2011年12月21日 申請日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月18日
發(fā)明者李機圣 申請人:Nes&Tec有限公司