无人飞行器的控制方法、飞行控制器及无人飞行器与流程

本发明实施例涉及无人机领域，尤其涉及一种无人飞行器的控制方法、飞行控制器及无人飞行器。

背景技术：

现有技术中无人飞行器上安装有雷达，雷达用于检测无人飞行器的周围的地面，避免无人飞行器与地面碰撞。

通常，无人飞行器的正下方设置有传感器例如雷达、超声波等，用于检测无人飞行器正下方的地面与无人飞行器之间的距离，特别是农业无人飞行器，通过农业无人飞行器正下方设置的雷达，检测农作物和农业无人飞行器之间的距离，并保证农业无人飞行器在飞行过程中与农作物保持一定的距离，使得药物均匀的喷洒在农作物表面。

但是，当地形起伏较大，农业无人飞行器飞行速度较大或者农业无人飞行器进行飞防作业时，雷达感测到的农业无人飞行器距离农作物的高度变化速度较快，而农业无人飞行器的动力系统不能依据雷达感测的高度实时调节农业无人飞行器的飞行高度，使得动力系统总是滞后调节农业无人飞行器的飞行高度，导致农业无人飞行器无法精确的进行地形跟随。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种无人飞行器的控制方法、飞行控制器及无人飞行器，以无人飞行器进行地形跟随的精度。

本发明实施例的一个方面是提供一种无人飞行器的控制方法，所述无人飞行器包括第一探测设备和第二探测设备，所述第一探测设备和所述第二探测设备分别用于测量所述无人飞行器距离地面的高度，所述第一探测设备的探测方向与所述无人飞行器的偏航轴方向成预设角度，所述第二探测设备的探测方向沿所述无人飞行器的偏航轴方向设置；

所述方法包括：

获取所述第一探测设备的第一探测值，以及所述第二探测设备的第二探测值；

根据所述第一探测值和所述第二探测值，确定所述无人飞行器距离所述无人飞行器的下方地面的高度。

本发明实施例的另一个方面是提供一种飞行控制器，包括一个或多个处理器，单独或协同工作，所述处理器用于：

获取所述第一探测设备的第一探测值，以及所述第二探测设备的第二探测值；

根据所述第一探测值和所述第二探测值，确定所述无人飞行器距离所述无人飞行器的下方地面的高度；

其中，所述无人飞行器包括第一探测设备和第二探测设备，所述第一探测设备和所述第二探测设备分别用于测量所述无人飞行器距离地面的高度，所述第一探测设备的探测方向与所述无人飞行器的偏航轴方向成预设角度，所述第二探测设备的探测方向沿所述无人飞行器的偏航轴方向设置。

本发明实施例的另一个方面是提供一种无人飞行器，包括：

机身；

动力系统，安装在所述机身，用于提供飞行动力；

第一探测设备和第二探测设备，安装在所述机身，分别用于测量所述无人飞行器距离地面的高度，所述第一探测设备的探测方向与所述无人飞行器的偏航轴方向成预设角度，所述第二探测设备的探测方向沿所述无人飞行器的偏航轴方向设置；

飞行控制器，与所述动力系统通讯连接，用于控制所述无人飞行器飞行；所述飞行控制器包括一个或多个处理器，所述处理器用于：

获取所述第一探测设备的第一探测值，以及所述第二探测设备的第二探测值；

根据所述第一探测值和所述第二探测值，确定所述无人飞行器距离所述无人飞行器的下方地面的高度。

本实施例提供的无人飞行器的控制方法、飞行控制器及无人飞行器，通过无人飞行器上设置的两个探测设备分别探测无人飞行器距离其正下方地面的高度，以及距离其斜前方地面的距离，根据无人飞行器距离其斜前方地面的距离，确定出无人飞行器距离其斜前方地面的垂直高度，根据无人飞行器距离其正下方地面的高度和无人飞行器距离其斜前方地面的垂直高度，确定出无人飞行器距离其下方地面的高度，即无人飞行器距离其下方地面的高度不仅与无人飞行器距离其正下方地面的高度有关，还与无人飞行器距离其斜前方地面的垂直高度有关，当地形起伏较大、无人飞行器飞行速度较大或者无人飞行器进行飞防作业时，根据无人飞行器距离其正下方地面的高度和距离其斜前方地面的垂直高度，确定出距离其下方地面的高度，相比于现有技术中一个探测设备的探测高度，提高了无人飞行器距离其下方地面高度的计算精度，避免了探测结果随地形起伏或无人飞行器飞行速度变化快的问题，使得动力系统能够即时调节无人飞行器的飞行高度，从而提高了无人飞行器地形跟随的精确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的无人飞行器的控制方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的无人飞行器的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的无人飞行器的结构示意图；

图4为本发明另一实施例提供的无人飞行器的控制方法的流程图；

图5为本发明实施例提供的融合反馈模式的联合卡尔曼滤波器的结构示图；

图6为本发明实施例提供的农业无人飞行器雷达数据融合的原理图；

图7为本发明另一实施例提供的无人飞行器的控制方法的流程图；

图8为本发明实施例提供的飞行控制器的结构图；

图9为本发明实施例提供的无人飞行器的结构图。

附图标记：

21-无人飞行器的机身22-第一探测设备23-第二探测设备

24-无人飞行器的偏航轴40-飞行控制器41-处理器

42-第一子滤波器43-第二子滤波器44-主滤波器

100-无人飞行器107-电机106-螺旋桨

117-电子调速器118-飞行控制器110-通信系统

102-支撑设备104-拍摄设备112-地面站

114-天线116-电磁波

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明实施例提供一种无人飞行器的控制方法。图1为本发明实施例提供的无人飞行器的控制方法的流程图；图2为本发明实施例提供的无人飞行器的结构示意图；图3为本发明实施例提供的无人飞行器的结构示意图。在本实施例中，所述无人飞行器包括第一探测设备和第二探测设备，所述第一探测设备和所述第二探测设备分别用于测量所述无人飞行器距离地面的高度，所述第一探测设备的探测方向与所述无人飞行器的偏航轴方向成预设角度，所述第二探测设备的探测方向沿所述无人飞行器的偏航轴方向设置，如图1所示，本实施例中的方法，可以包括：

步骤s101、获取所述第一探测设备的第一探测值，以及所述第二探测设备的第二探测值。

如图2所示，21表示无人飞行器的机身，或者表示农业无人飞行器的水箱，且本实施例不限定机身和水箱的具体形状，本实施例以无人飞行器的机身为例，22和23分别是设置在机身21上的两个探测设备，探测设备具体可以是如下至少一种：雷达传感器、超声波传感器、飞行时间(timeofflight，简称tof)测距传感器、视觉传感器。探测设备22和探测设备23分别用于测量所述无人飞行器距离地面的高度，不同之处在于，探测设备22的探测方向和探测设备23的探测方向不同，如图2所示，24表示无人飞行器的偏航轴，探测设备22的探测方向与无人飞行器的偏航轴24成预设角度θ，探测设备23的探测方向沿无人飞行器的偏航轴24设置。例如，无人飞行器飞行在梯田上空，探测设备22可以探测到梯田上的a点，探测设备23可以探测到梯田上的b点，实际情况中，探测设备22的探测方向和探测设备23的探测方向会发生散射，如图3所示，探测设备22的探测方向散射在一定角度范围内，探测设备23的探测方向也散射在一定角度范围内，则探测设备22可以探测到梯田上的区域a，探测设备23可以探测到梯田上的区域b。

本实施例的执行主体可以是飞行控制器或无人飞行器中的其他控制模块，本实施例以飞行控制器为执行主体，第一探测设备为如图2或图3所示的探测设备22，第二探测设备为如图2或图3所示的探测设备23，具体的，飞行控制器可获取到探测设备22的探测值记为第一探测值，以及探测设备23的探测值记为第二探测值。第一探测值具体可以是无人飞行器与点a或区域a之间的距离，第二探测值具体可以是无人飞行器与点b或区域b之间的距离。

在本实施例中，假设探测设备22和探测设备23的中心均记为点0，以探测设备22与点a或区域a之间的距离即斜距oa表示无人飞行器与点a或区域a之间的距离，以探测设备23与点b或区域b之间的距离即ob表示无人飞行器与点b或区域b之间的距离。

步骤s102、根据所述第一探测值和所述第二探测值，确定所述无人飞行器距离所述无人飞行器的下方地面的高度。

飞行控制器获取到探测设备22的第一探测值和探测设备23的第二探测值之后，根据第一探测值和第二探测值，计算出无人飞行器距离所述无人飞行器的下方地面的高度，具体的，可以根据所述第一探测值和所述第二探测值进行数据融合，得到融合高度。

如图2或图3所示，点a或区域a可以是无人飞行器在飞行时，其斜前方的地面或障碍物，点b或区域b可以是无人飞行器在飞行时，其正下方的地面或障碍物。斜距oa可以分解成水平分量和垂直分量，如图2所示，斜距oa的垂直分量为oc，垂直分量oc表示无人飞行器距离点a或区域a的垂直高度，在本实施例中，根据所述第一探测值和所述第二探测值进行数据融合的一种可实现方式是：根据斜距oa的垂直分量oc和无人飞行器距离点b或区域b的垂直高度ob进行数据融合，数据融合之后得到融合高度，该融合高度可作为无人飞行器距离所述无人飞行器的下方地面的高度。

本实施例通过无人飞行器上设置的两个探测设备分别探测无人飞行器距离其正下方地面的高度，以及距离其斜前方地面的距离，根据无人飞行器距离其斜前方地面的距离，确定出无人飞行器距离其斜前方地面的垂直高度，根据无人飞行器距离其正下方地面的高度和无人飞行器距离其斜前方地面的垂直高度，确定出无人飞行器距离其下方地面的高度，即无人飞行器距离其下方地面的高度不仅与无人飞行器距离其正下方地面的高度有关，还与无人飞行器距离其斜前方地面的垂直高度有关，当地形起伏较大、无人飞行器飞行速度较大或者无人飞行器进行飞防作业时，根据无人飞行器距离其正下方地面的高度和距离其斜前方地面的垂直高度，确定出距离其下方地面的高度，相比于现有技术中一个探测设备的探测高度，提高了无人飞行器距离其下方地面高度的计算精度，避免了探测结果随地形起伏或无人飞行器飞行速度变化快的问题，使得动力系统能够即时调节无人飞行器的飞行高度，从而提高了无人飞行器地形跟随的精确度。

本发明实施例提供一种无人飞行器的控制方法。图4为本发明另一实施例提供的无人飞行器的控制方法的流程图；图5为本发明实施例提供的融合反馈模式的联合卡尔曼滤波器的结构示图；图6为本发明实施例提供的农业无人飞行器雷达数据融合的原理图。如图4所示，在图1所示实施例的基础上，本实施例中的方法，可以包括：

步骤s201、获取所述第一探测设备的第一探测值，以及所述第二探测设备的第二探测值。

步骤s201与步骤s101一致，具体方法此处不再赘述。

步骤s202、根据所述第一探测值，确定第一高度，所述第一高度是所述无人飞行器距离第一地面的垂直高度，所述第一地面在所述第一探测设备的探测方向上。

在本实施例中，第一探测设备为如图2所示的探测设备22，第一地面在第一探测设备即探测设备22的探测方向上，即第一地面为如图2所示的点a，或如图3所示的区域a；第一高度是如图2所示的垂直分量oc，即无人飞行器距离点a或区域a的垂直高度，另外，探测设备22可实时输出第一探测值，第一探测值表示无人飞行器与点a或区域a之间的距离的测量值。

在本实施例中，根据所述第一探测值，确定第一高度的可实现方式有如下两种：

第一种包括如下步骤11-13：

步骤11、根据当前时刻之前的所述融合高度，确定当前时刻所述第一高度的估计值；

由于探测设备探测距离时存在一定的误差，该误差可能是探测设备自身产生的误差，也有可能是探测设备周围环境造成的误差，为了提高探测结果的准确性，可根据当前时刻第一高度的估计值和当前时刻第一高度的测量值，确定当前时刻第一高度的实际值，确定当前时刻第一高度的估计值的一种可实现方式是：根据根据当前时刻之前的所述融合高度，确定当前时刻所述第一高度的估计值。

步骤12、根据当前时刻的所述第一探测值，确定当前时刻所述第一高度的测量值；

当前时刻的第一探测值表示探测设备22探测出的当前时刻无人飞行器与点a或区域a的距离，即斜距oa的测量值，根据斜距oa的测量值，以及探测设备22的探测方向与偏航轴之间的预设角度θ，可计算出斜距oa的垂直分量oc的测量值，具体的，在本实施例中，预设角度θ为45度角，根据正余弦定则，可计算出斜距oa的垂直分量oc的测量值。

步骤13、根据当前时刻所述第一高度的估计值以及测量值，确定当前时刻所述第一高度的新息差。

根据上述步骤11确定的当前时刻所述第一高度的估计值，以及步骤12确定的当前时刻所述第一高度的测量值，可确定出当前时刻所述第一高度的新息差，假设当前时刻为k，当前时刻所述第一高度的估计值为x1(k)，当前时刻所述第一高度的测量值为z1(k),当前时刻所述第一高度的新息差为g1(k)，则g1(k)＝z1(k)-x1(k)。

第二种包括如下步骤21-23：

步骤21、根据当前时刻的前一时刻所述第一高度的估计值，确定当前时刻所述第一高度的估计值；

在本实施例中，所述第一高度的估计值是采用第一子滤波器对所述第一探测值进行滤波处理得到的。

另外，确定当前时刻第一高度的估计值的另一种可实现方式是：根据探测设备22实时输出的第一探测值即斜距oa的测量值，确定每一时刻斜距oa的垂直分量oc的测量值；采用第一子滤波器对垂直分量oc的测量值进行滤波处理，得到每一时刻第一高度的局部最优估计，该第一子滤波器具体为卡尔曼滤波，每一时刻第一高度的局部最优估计可作为每一时刻第一高度的估计值，假设当前时刻所述第一高度的估计值为x1(k)，当前时刻的前一时刻第一高度的估计值为x1(k-1)，本实施例可根据当前时刻的前一时刻第一高度的估计值x1(k-1)，确定当前时刻第一高度的估计值x1(k)，具体的，x1(k)和x1(k-1)之间的关系可以表示为公式(1)：

x1(k)＝x1(k-1)+w1(k-1)(1)

其中，w1(k-1)表示前一时刻的高斯白噪声。

步骤22、根据当前时刻的所述第一探测值，确定当前时刻所述第一高度的测量值；

步骤22与步骤12一致，具体方法，此处不再赘述。

步骤23、根据当前时刻所述第一高度的估计值以及测量值，确定当前时刻所述第一高度的新息差。

步骤23与步骤13一致，具体方法，此处不再赘述。

步骤s203、根据所述第二探测值，确定第二高度，所述第二高度是所述无人飞行器距离第二地面的垂直高度，所述第二地面在所述第二探测设备的探测方向上。

在本实施例中，第二探测设备为如图2所示的探测设备23；第二地面在第二探测设备即探测设备23的探测方向上，即第二地面为如图2所示的点b，或如图3所示的区域b。第二高度是如图2所示的垂直高度ob，即无人飞行器距离点b或区域b的垂直高度，另外，探测设备23可实时输出第二探测值，第二探测值表示无人飞行器与点b或区域b之间的距离的测量值。

在本实施例中，根据所述第二探测值，确定第二高度的可实现方式有如下两种：

第一种包括如下步骤31-33：

步骤31、根据当前时刻之前的所述融合高度，确定当前时刻所述第二高度的估计值；

由于探测设备探测距离时存在一定的误差，该误差可能是探测设备自身产生的误差，也有可能是探测设备周围环境造成的误差，为了提高探测结果的准确性，可根据当前时刻第二高度的估计值和当前时刻第二高度的测量值，确定当前时刻第二高度的实际值，确定当前时刻第二高度的估计值的一种可实现方式是：根据根据当前时刻之前的所述融合高度，确定当前时刻所述第二高度的估计值。

步骤32、根据当前时刻的所述第二探测值，确定当前时刻所述第二高度的测量值；

当前时刻的第二探测值表示探测设备23探测出的当前时刻无人飞行器与点b或区域b的距离，即ob的测量值。

步骤33、根据当前时刻所述第二高度的估计值以及测量值，确定当前时刻所述第二高度的新息差。

根据上述步骤31确定的当前时刻所述第二高度的估计值，以及步骤32确定的当前时刻所述第二高度的测量值，可确定出当前时刻所述第二高度的新息差，假设当前时刻为k，当前时刻所述第二高度的估计值为x2(k)，当前时刻所述第二高度的测量值为z2(k)，当前时刻所述第二高度的新息差为g2(k)，则g2(k)＝z2(k)-x2(k)。

第二种包括如下步骤41-43：

步骤41、根据当前时刻的前一时刻所述第二高度的估计值，确定当前时刻所述第二高度的估计值；

在本实施例中，所述第二高度的估计值是采用第二子滤波器对所述第二探测值进行滤波处理得到的。

另外，确定当前时刻第二高度的估计值的另一种可实现方式是：采用第二子滤波器对探测设备23实时输出的第二探测值进行滤波处理，得到每一时刻第二高度的局部最优估计，该第二子滤波器具体为卡尔曼滤波，每一时刻第二高度的局部最优估计可作为每一时刻第二高度的估计值，假设当前时刻所述第二高度的估计值为x2(k)，当前时刻的前一时刻第二高度的估计值为x2(k-1)，本实施例可根据当前时刻的前一时刻第二高度的估计值x2(k-1)，确定当前时刻第二高度的估计值x2(k)，具体的，x2(k)和x2(k-1)之间的关系可以表示为公式(2)：

x2(k)＝x2(k-1)+w2(k-1)(2)

其中，w2(k-1)表示前一时刻的高斯白噪声；w2(k-1)和w1(k-1)可以相同，可以不同。

步骤42、根据当前时刻的所述第二探测值，确定当前时刻所述第二高度的测量值；

步骤42与步骤32一致，具体方法，此处不再赘述。

步骤43、根据当前时刻所述第二高度的估计值以及测量值，确定当前时刻所述第二高度的新息差。

步骤43与步骤33一致，具体方法，此处不再赘述。

步骤s204、根据所述第一高度和所述第二高度，进行数据融合。

具体的，根据当前时刻所述第一高度的新息差g1(k)和当前时刻所述第二高度的新息差g2(k)，确定所述第一高度的估计值的融合比重、以及所述第二高度的估计值的融合比重；假设当前时刻第一高度的估计值x1(k)的融合比重为w1(k)，当前时刻第二高度的估计值x2(k)的融合比重为w2(k)，则w1(k)可根据公式(3)确定，w2(k)可根据公式(4)确定：

根据所述第一高度的测量值的融合比重w1(k)、当前时刻所述第一高度的估计值x1(k)、所述第二高度的估计值的融合比重w2(k)、当前时刻所述第二高度的估计值x2(k)，计算当前时刻的融合高度。假设融合高度为xg(k)，则xg(k)可根据公式(5)确定：

xg(k)＝w1(k)*x1(k)+w2(k)*x2(k)(5)

具体的，本实施例可以采用主滤波器对所述第一高度的测量值的融合比重w1(k)、当前时刻所述第一高度的估计值x1(k)、所述第二高度的估计值的融合比重w2(k)、当前时刻所述第二高度的估计值x2(k)进行融合计算。

在一些实施例中，所述第一子滤波器、所述第二子滤波器和所述主滤波器构成融合反馈模式的联合卡尔曼滤波器。如图5所示，雷达传感器1可以是上述实施例中的探测设备22，雷达传感器2可以是上述实施例中的探测设备23，或者，雷达传感器1可以是上述实施例中的探测设备23，雷达传感器2可以是上述实施例中的探测设备22，本实施例以雷达传感器1是探测设备22，雷达传感器2是探测设备23为例，对雷达传感器1实时输出的第一探测值可先进行数据预处理，具体的，根据探测设备22实时输出的第一探测值即斜距oa的测量值，确定每一时刻斜距oa的垂直分量oc的测量值；子滤波器1为上述实施例中的第一子滤波器，采用子滤波器1对垂直分量oc的测量值进行滤波处理，得到每一时刻第一高度的局部最优估计，例如当前时刻第一高度的局部最优估计x1(k)，以及当前时刻所述第一高度的新息差为g1(k)。同理，对雷达传感器2实时输出的第二探测值进行数据预处理，得到每一时刻垂直高度ob的测量值；子滤波器2为上述实施例中的第二子滤波器，采用子滤波器2对垂直高度ob的测量值进行滤波处理，得到每一时刻第二高度的局部最优估计，例如当前时刻第二高度的局部最优估计x2(k)，以及当前时刻所述第二高度的新息差为g2(k)。子滤波器1将当前时刻第一高度的局部最优估计x1(k)，以及当前时刻所述第一高度的新息差为g1(k)传输给主滤波器，子滤波器2将当前时刻第二高度的局部最优估计x2(k)，以及当前时刻所述第二高度的新息差为g2(k)传输给主滤波器，主滤波器根据上述公式(3)(4)(5)计算出当前时刻的融合高度xg(k)。主滤波器将当前时刻的融合高度xg(k)反馈给子滤波器1和子滤波器2。子滤波器1根据当前时刻的融合高度xg(k)，确定下一时刻第一高度的局部最优估计x1(k+1)，子滤波器2根据当前时刻的融合高度xg(k)，确定下一时刻第二高度的局部最优估计x2(k+1)，即x1(k+1)＝xg(k)+w1(k)、x2(k+1)＝xg(k)+w2(k)，其中，w1(k)和w2(k)表示当前时刻的高斯白噪声。

对于公式(1)，还可以用前一时刻的融合高度xg(k-1)代替当前时刻的前一时刻所述第一高度的估计值x1(k-1)，即x1(k)＝xg(k-1)+w1(k-1)。

对于公式(2)，还可以用前一时刻的融合高度xg(k-1)代替当前时刻的前一时刻所述第二高度的估计值x2(k-1)，即x2(k)＝xg(k-1)+w2(k-1)。

另外，上述实施例所述的无人飞行器具体可以是农业无人飞行器，如图6所示，雷达传感器1是上述实施例中的探测设备23，雷达传感器2可以是上述实施例中的探测设备22，h1表示无人飞行器距离点b或区域b的垂直高度，h2表示无人飞行器距离点a或区域a的垂直高度，数据联合卡尔曼融合得到融合高度的过程与步骤s204所述的数据融合的方法一致，具体不再赘述。

本实施例通过第一子滤波器对所述第一探测值进行滤波处理得到第一高度的估计值以及第一高度的新息差，通过第二子滤波器对所述第二探测值进行滤波处理得到所述第二高度的估计值以及第二高度的新息差，第一子滤波器将第一高度的估计值以及第一高度的新息差发送给主滤波器，第二子滤波器将第二高度的估计值以及第二高度的新息差发送给主滤波器，主滤波器根据第一高度的新息差和第二高度的新息差，确定第一高度的估计值的融合比重、以及第二高度的估计值的融合比重，并对第一高度的测量值的融合比重、当前时刻所述第一高度的估计值、所述第二高度的估计值的融合比重、当前时刻所述第二高度的估计值进行融合计算，得到融合高度，并将融合高度反馈给第一子滤波器和第二子滤波器，以便第一子滤波器和第二子滤波器根据融合高度，确定下一时刻第一高度的估计值和第二高度的估计值，基于所述第一子滤波器、所述第二子滤波器和所述主滤波器构成的融合反馈模式的联合卡尔曼滤波器，提高了第一子滤波器和第二子滤波器的滤波估计精度，进一步提高了融合高度的计算精度。

本发明实施例提供一种无人飞行器的控制方法。图7为本发明另一实施例提供的无人飞行器的控制方法的流程图。如图7所示，在图1所示实施例的基础上，本实施例中的方法，可以包括：

步骤s301、获取所述第一探测设备的第一探测值，以及所述第二探测设备的第二探测值。

步骤s301与步骤s101一致，具体方法，此处不再赘述。

步骤s302、根据所述第一探测值和所述第二探测值，确定所述无人飞行器距离所述无人飞行器的下方地面的高度。

步骤s302与上述步骤s202和步骤s203一致，具体方法此处不再赘述。

步骤s303、根据所述无人飞行器距离所述无人飞行器的下方地面的高度，进行地形跟随。

在本实施例中，飞行控制器还可以根据所述无人飞行器距离所述无人飞行器的下方地面的高度即上述实施例所述的融合高度，控制无人飞行器进行地形跟随，即随着地形高度的增加，飞行控制器控制无人飞行器的飞行高度增加，具体的，飞行控制器根据无人飞行器距离无人飞行器的下方地面的高度，控制无人飞行器的飞行高度增加，其中，无人飞行器距离其下方地面高度的计算方法与上述实施例所述的方法一致，具体过程此处不再赘述。

本实施例通过无人飞行器上设置的两个探测设备分别探测无人飞行器距离其正下方地面的高度，以及距离其斜前方地面的距离，根据无人飞行器距离其斜前方地面的距离，确定出无人飞行器距离其斜前方地面的垂直高度，根据无人飞行器距离其正下方地面的高度和无人飞行器距离其斜前方地面的垂直高度，确定出无人飞行器距离其下方地面的高度，即无人飞行器距离其下方地面的高度不仅与无人飞行器距离其正下方地面的高度有关，还与无人飞行器距离其斜前方地面的垂直高度有关，当地形起伏较大、无人飞行器飞行速度较大或者无人飞行器进行飞防作业时，根据无人飞行器距离其正下方地面的高度和距离其斜前方地面的垂直高度，确定出距离其下方地面的高度，相比于现有技术中一个探测设备的探测高度，提高了无人飞行器距离其下方地面高度的计算精度，避免了探测结果随地形起伏或无人飞行器飞行速度变化快的问题，使得动力系统能够即时调节无人飞行器的飞行高度，从而提高了无人飞行器地形跟随的精确度。

本发明实施例提供一种飞行控制器。飞行控制器包括一个或多个处理器，单独或协同工作，所述处理器用于：获取所述第一探测设备的第一探测值，以及所述第二探测设备的第二探测值；根据所述第一探测值和所述第二探测值，确定所述无人飞行器距离所述无人飞行器的下方地面的高度；其中，所述无人飞行器包括第一探测设备和第二探测设备，所述第一探测设备和所述第二探测设备分别用于测量所述无人飞行器距离地面的高度，所述第一探测设备的探测方向与所述无人飞行器的偏航轴方向成预设角度，所述第二探测设备的探测方向沿所述无人飞行器的偏航轴方向设置。

所述处理器根据所述第一探测值和所述第二探测值，确定所述无人飞行器距离所述无人飞行器的下方地面的高度时具体用于：根据所述第一探测值和所述第二探测值进行数据融合，得到融合高度，所述融合高度为所述无人飞行器距离所述无人飞行器的下方地面的高度。

本发明实施例提供的飞行控制器的具体原理和实现方式均与图1所示实施例类似，此处不再赘述。

本实施例通过无人飞行器上设置的两个探测设备分别探测无人飞行器距离其正下方地面的高度，以及距离其斜前方地面的距离，根据无人飞行器距离其斜前方地面的距离，确定出无人飞行器距离其斜前方地面的垂直高度，根据无人飞行器距离其正下方地面的高度和无人飞行器距离其斜前方地面的垂直高度，确定出无人飞行器距离其下方地面的高度，即无人飞行器距离其下方地面的高度不仅与无人飞行器距离其正下方地面的高度有关，还与无人飞行器距离其斜前方地面的垂直高度有关，当地形起伏较大、无人飞行器飞行速度较大或者无人飞行器进行飞防作业时，根据无人飞行器距离其正下方地面的高度和距离其斜前方地面的垂直高度，确定出距离其下方地面的高度，相比于现有技术中一个探测设备的探测高度，提高了无人飞行器距离其下方地面高度的计算精度，避免了探测结果随地形起伏或无人飞行器飞行速度变化快的问题，使得动力系统能够即时调节无人飞行器的飞行高度，从而提高了无人飞行器地形跟随的精确度。

本发明实施例提供一种飞行控制器。图8为本发明实施例提供的飞行控制器的结构图；如图8所示，飞行控制器40包括上述实施例所述的处理器，在本实施例中处理器记为41，处理器41根据所述第一探测值和所述第二探测值进行数据融合时具体用于：根据所述第一探测值，确定第一高度，所述第一高度是所述无人飞行器距离第一地面的垂直高度，所述第一地面在所述第一探测设备的探测方向上；根据所述第二探测值，确定第二高度，所述第二高度是所述无人飞行器距离第二地面的垂直高度，所述第二地面在所述第二探测设备的探测方向上；根据所述第一高度和所述第二高度，进行数据融合。

处理器41根据所述第一探测值，确定第一高度时具体用于：根据当前时刻之前的所述融合高度，确定当前时刻所述第一高度的估计值；根据当前时刻的所述第一探测值，确定当前时刻所述第一高度的测量值；根据当前时刻所述第一高度的估计值以及测量值，确定当前时刻所述第一高度的新息差。

或者，处理器41根据所述第一探测值，确定第一高度时具体用于：根据当前时刻的前一时刻所述第一高度的估计值，确定当前时刻所述第一高度的估计值；根据当前时刻的所述第一探测值，确定当前时刻所述第一高度的测量值；根据当前时刻所述第一高度的估计值以及测量值，确定当前时刻所述第一高度的新息差。

处理器41根据所述第二探测值，确定第二高度时具体用于：根据当前时刻之前的所述融合高度，确定当前时刻所述第二高度的估计值；根据当前时刻的所述第二探测值，确定当前时刻所述第二高度的测量值；根据当前时刻所述第二高度的估计值以及测量值，确定当前时刻所述第二高度的新息差。

或者，处理器41根据所述第二探测值，确定第二高度时具体用于：根据当前时刻的前一时刻所述第二高度的估计值，确定当前时刻所述第二高度的估计值；根据当前时刻的所述第二探测值，确定当前时刻所述第二高度的测量值；根据当前时刻所述第二高度的估计值以及测量值，确定当前时刻所述第二高度的新息差。

处理器41根据所述第一高度和所述第二高度，进行数据融合时具体用于：根据当前时刻所述第一高度的新息差和当前时刻所述第二高度的新息差，确定所述第一高度的估计值的融合比重、以及所述第二高度的估计值的融合比重；根据所述第一高度的测量值的融合比重、当前时刻所述第一高度的估计值、所述第二高度的估计值的融合比重、当前时刻所述第二高度的估计值，计算当前时刻的融合高度。

另外，飞行控制器40还包括：与所述处理器通讯连接的第一子滤波器42、第二子滤波器43和主滤波器44，第一子滤波器42用于对所述第一探测值进行滤波处理得到所述第一高度的估计值；第二子滤波器43用于对所述第二探测值进行滤波处理得到所述第二高度的估计值；主滤波器44用于对所述第一高度的测量值的融合比重、当前时刻所述第一高度的估计值、所述第二高度的估计值的融合比重、当前时刻所述第二高度的估计值进行融合计算。

另外，在一些实施例中，所述第一子滤波器、所述第二子滤波器和所述主滤波器构成融合反馈模式的联合卡尔曼滤波器。此时，所述当前时刻的前一时刻所述第一高度的估计值为前一时刻的融合高度；所述当前时刻的前一时刻所述第二高度的估计值为前一时刻的融合高度。

本发明实施例提供的飞行控制器的具体原理和实现方式均与图4所示实施例类似，此处不再赘述。

本实施例通过第一子滤波器对所述第一探测值进行滤波处理得到第一高度的估计值以及第一高度的新息差，通过第二子滤波器对所述第二探测值进行滤波处理得到所述第二高度的估计值以及第二高度的新息差，第一子滤波器将第一高度的估计值以及第一高度的新息差发送给主滤波器，第二子滤波器将第二高度的估计值以及第二高度的新息差发送给主滤波器，主滤波器根据第一高度的新息差和第二高度的新息差，确定第一高度的估计值的融合比重、以及第二高度的估计值的融合比重，并对第一高度的测量值的融合比重、当前时刻所述第一高度的估计值、所述第二高度的估计值的融合比重、当前时刻所述第二高度的估计值进行融合计算，得到融合高度，并将融合高度反馈给第一子滤波器和第二子滤波器，以便第一子滤波器和第二子滤波器根据融合高度，确定下一时刻第一高度的估计值和第二高度的估计值，基于所述第一子滤波器、所述第二子滤波器和所述主滤波器构成的融合反馈模式的联合卡尔曼滤波器，提高了第一子滤波器和第二子滤波器的滤波估计精度，进一步提高了融合高度的计算精度。

本发明实施例提供一种飞行控制器。在图8所示实施例提供的技术方案的基础上，处理器41还用于：根据所述无人飞行器距离所述无人飞行器的下方地面的高度，控制所述无人飞行器进行地形跟随。

另外，所述探测设备包括如下至少一种：雷达传感器、超声波传感器、tof测距传感器、视觉传感器。

此外，所述预设角度为45度角。

本发明实施例提供的飞行控制器的具体原理和实现方式均与图7所示实施例类似，此处不再赘述。

本实施例通过无人飞行器上设置的两个探测设备分别探测无人飞行器距离其正下方地面的高度，以及距离其斜前方地面的距离，根据无人飞行器距离其斜前方地面的距离，确定出无人飞行器距离其斜前方地面的垂直高度，根据无人飞行器距离其正下方地面的高度和无人飞行器距离其斜前方地面的垂直高度，确定出无人飞行器距离其下方地面的高度，即无人飞行器距离其下方地面的高度不仅与无人飞行器距离其正下方地面的高度有关，还与无人飞行器距离其斜前方地面的垂直高度有关，当地形起伏较大、无人飞行器飞行速度较大或者无人飞行器进行飞防作业时，根据无人飞行器距离其正下方地面的高度和距离其斜前方地面的垂直高度，确定出距离其下方地面的高度，相比于现有技术中一个探测设备的探测高度，提高了无人飞行器距离其下方地面高度的计算精度，避免了探测结果随地形起伏或无人飞行器飞行速度变化快的问题，使得动力系统能够即时调节无人飞行器的飞行高度，从而提高了无人飞行器地形跟随的精确度。

本发明实施例提供一种无人飞行器。图9为本发明实施例提供的无人飞行器的结构图，如图9所示，无人飞行器100包括：机身、动力系统、第一探测设备22、第二探测设备23和飞行控制器118。所述动力系统包括如下至少一种：电机107、螺旋桨106和电子调速器117，动力系统安装在所述机身，用于提供飞行动力。第一探测设备22和第二探测设备23安装在所述机身，分别用于测量无人飞行器100距离地面的高度，第一探测设备22的探测方向与无人飞行器100的偏航轴方向成预设角度，第二探测设备23的探测方向沿无人飞行器100的偏航轴方向设置。飞行控制器118与所述动力系统通讯连接，用于控制所述无人飞行器飞行；其中，飞行控制器118包括惯性测量单元及陀螺仪。所述惯性测量单元及所述陀螺仪用于检测所述无人机的加速度、俯仰角、横滚角及偏航角等。

另外，如图9所示，无人飞行器100还包括：通信系统110、支撑设备102、拍摄设备104，其中，支撑设备102具体可以是云台，通信系统110具体可以包括接收机，接收机用于接收地面站112的天线114发送的无线信号，116表示接收机和天线114通信过程中产生的电磁波。

本发明实施例提供的无人飞行器中的飞行控制器的具体原理和实现方式均与上述实施例类似，此处不再赘述。

本实施例通过无人飞行器上设置的两个探测设备分别探测无人飞行器距离其正下方地面的高度，以及距离其斜前方地面的距离，根据无人飞行器距离其斜前方地面的距离，确定出无人飞行器距离其斜前方地面的垂直高度，根据无人飞行器距离其正下方地面的高度和无人飞行器距离其斜前方地面的垂直高度，确定出无人飞行器距离其下方地面的高度，即无人飞行器距离其下方地面的高度不仅与无人飞行器距离其正下方地面的高度有关，还与无人飞行器距离其斜前方地面的垂直高度有关，当地形起伏较大、无人飞行器飞行速度较大或者无人飞行器进行飞防作业时，根据无人飞行器距离其正下方地面的高度和距离其斜前方地面的垂直高度，确定出距离其下方地面的高度，相比于现有技术中一个探测设备的探测高度，提高了无人飞行器距离其下方地面高度的计算精度，避免了探测结果随地形起伏或无人飞行器飞行速度变化快的问题，使得动力系统能够即时调节无人飞行器的飞行高度，从而提高了无人飞行器地形跟随的精确度。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-onlymemory，rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。