探测装置和可移动平台的制作方法

本实用新型涉及探测技术领域，具体而言，涉及一种探测装置和可移动平台。

背景技术：

目前的可移动平台需要探测多个方向的目标物体时，一般是在可移动平台的不同探测方位上分别设置雷达，或者是将多个雷达设置在旋转机械结构上。多个雷达意味着要设计多个电路板，具有成本高且灵活性低的问题。复杂的旋转机械结构具有稳定性不佳且不易维修的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种探测装置和可移动平台，能够实现多个方向的目标物体探测，且具有结构简单、稳定以及体积小的优点。

本实用新型提供一种技术方案：

第一方面，本实用新型实施例提供一种探测装置，包括：

发射天线，用于产生两个呈夹角设置的发射波束；

接收天线，用于接收反射波束，以便探测第一方向和第二方向的目标物体；其中，所述反射波束由所述发射波束被所述目标物体反射后产生。

在可选的实施方式中，所述两个呈夹角设置的发射波束为两个相互垂直的发射波束；其中，所述两个相互垂直的发射波束分别沿所述第一方向和第二方向发射。

在可选的实施方式中，所述探测装置还包括安装模块，所述发射天线和所述接收天线设置于所述安装模块上；所述安装模块用于安装在可移动平台的机体上。

在可选的实施方式中，所述安装模块包括安装板，所述发射天线和所述接收天线设置在所述安装板上；所述安装板按照预设倾斜角度安装在可移动平台的机体底部。

在可选的实施方式中，所述安装模块还包括固定部，所述固定部用于连接所述安装板和所述机体底部，以固定所述安装板。

在可选的实施方式中，所述发射天线包括第一阵列天线；

所述第一阵列天线用于产生所述两个呈夹角设置的发射波束。

在可选的实施方式中，所述第一阵列天线包括多个阵元，所述多个阵元按照预设间距设置，以产生所述两个呈夹角设置的发射波束。

在可选的实施方式中，所述接收天线包括第二阵列天线；

所述第二阵列天线用于接收所述发射波束被所述第一方向的目标物体反射产生的反射波束，和/或所述发射波束被所述第二方向的目标物体反射产生的反射波束。

在可选的实施方式中，所述接收天线包括第一单天线和第二单天线；

所述第一单天线用于接收所述发射波束被所述第一方向的目标物体反射产生的反射波束；

所述第二单天线用于接收所述发射波束被所述第二方向的目标物体反射产生的反射波束。

在可选的实施方式中，所述第一单天线和所述第二单天线分别排布在所述发射天线的两侧。

第二方面，本实用新型实施例提供一种可移动平台，包括机体和如前述实施方式任意一项所述的探测装置，所述探测装置安装在所述机体上。

本实用新型提供的探测装置和可移动平台的有益效果是：探测装置包括：发射天线，用于产生两个呈夹角设置的发射波束；接收天线，用于接收反射波束，以便探测第一方向和第二方向的目标物体；其中，反射波束由发射波束被目标物体反射后产生。可见，由于发射天线能够产生两个呈夹角设置的发射波束，通过使用一个发射天线就能实现发射两个波束，并不需要设置两个雷达，只需设计一个电路板，故相对于现有技术，具有成本低的优点。且通过使用一个发射天线就能实现发射两个不同方向的波束，也不需要设计复杂的旋转机械结构，具有稳定性高、结构简单的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为现有技术的一种探测装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种可移动平台的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种探测装置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种探测装置的发射天线的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的另一种探测装置的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的又一种探测装置的结构示意图。

图标：100-可移动平台；110-探测装置；111-发射天线；1111-第一阵列天线；1112-阵元；112-接收天线；1121-第二阵列天线；1122-第一单天线；1123-第二单天线；113-安装模块；1131-安装面；1132-安装板；1133-固定部；120-机体。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1，为现有技术的探测装置的一种结构示意图，在该探测装置的旋转机械结构1底部安装有一个对地雷达3，在旋转机械结构1的转轴上安装有一个前向雷达2。两个雷达分别设置在不同的电路上，因此能够同时实现可移动平台的前向避障功能和测地功能。

由于现有技术的探测装置使用了多个雷达和复杂的旋转机械结构1，多个雷达需要设计多个电路板，成本高且灵活性低。复杂的旋转机械结构1稳定性不高且不易维修。

为了解决上述问题，本实用新型提出一种可移动平台，该可移动平台包括的探测装置能够实现多个方向的目标物体探测，且结构简单、稳定性高以及体积小。

现对本实用新型提出的可移动平台能够解决上述问题进行详细说明，请参照图2，为本实用新型实施例提供的可移动平台100的一种可实施的结构示意图。该可移动平台100包括探测装置110和机体120，探测装置110安装在机体120上。探测装置110能够产生两个呈夹角设置的发射波束，并接收反射波束，以便探测可移动平台100两个不同方向，如第一方向和第二方向的目标物体；其中，反射波束由发射波束被目标物体反射后产生。

在本实施例中，可移动平台100可以为无人机、无人车以及无人船等。为了便于描述，本申请以可移动平台100为无人机为例进行详细说明。

请参照图3，为图2所示的探测装置110的一种可实施的结构示意图，该探测装置110包括：发射天线111，用于产生两个呈夹角设置的发射波束；接收天线112，用于接收反射波束，以便探测第一方向和第二方向的目标物体；其中，反射波束由发射波束被目标物体反射后产生。

可以理解，发射天线111相当于现有技术中的一个雷达，通过使用一个发射天线111就能实现发射两个不同方向波束，只需设计一个电路板，故本申请的探测装置110成本更低。且通过使用一个发射天线111就能实现发射两个不同方向的波束，也不需要设计复杂的旋转机械结构，具有稳定性高、结构简单的优点，且安装也更灵活。

在本实施例中，发射天线111产生的两个呈夹角设置的发射波束可以为两个相互垂直的发射波束。其中，两个相互垂直的发射波束分别沿第一方向和第二方向发射。可以理解，发射天线111产生的两个呈夹角设置的发射波束分别为第一发射波束和第二发射波束，若第一发射波束沿第一方向发射，那么第二发射波束则沿第二方向发射。

当然，在其它实施例中，发射天线111产生的两个呈夹角设置的发射波束还可以为其它角度关系的发射波束，例如，两个呈30度或60度夹角设置的发射波束，在此不作限定。

在本实施例中，若可移动平台100为无人机，第一方向可以为可移动平台100水平方向，具体可以为可移动平台100行驶方向；第二方向可以为可移动平台100竖直方向，具体可以为可移动平台100朝向地面方向。若可移动平台100为无人车，第一方向可以可移动平台100水平方向，具体可以为可移动平台100行驶方向；第二方向可以为可移动平台100竖直方向，具体可以为可移动平台100竖直向上方向。

若第一方向为可移动平台100的行驶方向，沿第一方向发射的发射波束能够探测可移动平台100的行驶路径上是否有障碍物，以实现前向避障功能。若第二方向为可移动平台100的朝向地面方向，沿第二方向发射的发射波束能够测量地面植物的高度，以确定植物生长情况。

如图2所示，为了便于发射天线和接收天线的安装固定，可以设置有安装模块113。该安装模块113可以与探测装置110一体设计，该安装模块113也可以与探测装置110分别单独设置。

若安装模块113与探测装置110一体设计，那么探测装置110还包括安装模块113，发射天线和接收天线设置于安装模块上；安装模块用于安装在可移动平台的机体上。

若安装模块113与探测装置110分别单独设置，那么可移动平台100还包括安装模块113，发射天线111和接收天线112设置于安装模块上；安装模块用于将探测装置110固定在可移动平台100的机体上。

可以理解，无论安装模块113与探测装置110一体设计，还是与探测装置110分别单独设置，安装模块113的结构是相同的。安装模块113包括安装板1132，发射天线111和接收天线112设置在安装板1132上；安装板1132按照预设倾斜角度安装在可移动平台100的机体120底部。

其中，倾斜角度可以为45度角，也可以为其它角度，可以根据实际情况进行设置，在此不做限制。

在本实施例中，通过预设的倾斜角度可以实现第一方向的目标物和第二方向的目标物探测。例如，若发射天线111产生了两个呈相互垂直设置的第一发射波束和第二发射波束，通过预设的倾斜角度可以实现可移动平台100水平方向和竖直方向的目标物体探测。

在本实施例中，安装板1132可以为印制电路板。

在本实施例中，安装模块113还包括固定部1133，固定部1133用于连接安装板1132和机体120底部，以固定安装板1132。

在本实施例中，如图4所示，发射天线111能够产生两个呈夹角设置的发射波束的原理具体为：发射天线111包括第一阵列天线1111。第一阵列天线1111用于产生两个呈夹角设置的发射波束。其中，第一阵列天线1111设置于安装模块113上。

可以理解，两个呈夹角设置的发射波束不是两个独立的天线发射的，而是由一个阵列天线发射两个不同方向的波瓣(即发射波束)，只需设计一个电路板，且也不需要设计复杂的旋转机械结构，具有成本低、稳定性高、结构简单的优点，还可以减少发射端口的要求。同时，与需要多组天线才能产生多个方向的波束相比，本申请只需一组天线就能产生多个方向的波束，对于同样大小的安装模块113，可以布置更大的mimo(multiple-inmultiple-out，多进多出)阵列，以提高角度分辨率。

在本实施例中，两个发射波束的夹角设置原理为：第一阵列天线1111包括多个阵元1112，多个阵元1112按照预设间距设置，以产生两个呈夹角设置的发射波束。

可以理解，第一阵列天线1111中多个阵元1112之间的间距可以先通过仿真软件进行仿真设计，以确定多个阵元1112之间的预设间距。在设计第一阵列天线1111时，按照预设间距对多个阵元1112进行设置，以产生两个呈预设夹角设置的发射波束。

为了使接收天线112能够区分反射波束由哪个作业方向的目标物体反射产生的，本申请提供了两种接收天线112方案。如图5所示，为本申请提供的第一种接收天线112方案的结构示意图。该接收天线112包括第二阵列天线1121，其中，第二阵列天线1121设置于安装模块113上。

在本实施例中，第二阵列天线1121用于接收发射波束被第一方向的目标物体反射产生的反射波束，和/或发射波束被第二方向的目标物体反射产生的反射波束。

可以理解，若第一方向和第二方向均存在目标物体，第二阵列天线1121则可接收发射波束被第一方向的目标物体反射产生的反射波束，和发射波束被第二方向的目标物体反射产生的反射波束。其中，由于第一方向和第二方向存在的目标物体与可移动平台100的距离可能相同，也可能不同。故第二阵列天线1121接收的两个发射波束可以是同时接收，也可以是不同时刻接收。

若第一方向存在目标物体，第二方向不存在目标物体，第二阵列天线1121则接收发射波束被第一方向的目标物体反射产生的反射波束。若第二方向存在目标物体，第一方向不存在目标物体，第二阵列天线1121则接收发射波束被第二方向的目标物体反射产生的反射波束。

在本实施例中，接收天线112可以理解为使用与发射天线111一样的阵列天线，接收天线112也只需设置一个第二阵列天线1121就能接收两个反射波束。接收天线112能够依据反射波束的频谱数据判断出该反射波束是由第一方向的目标物体反射产生的，还是由第二方向的目标物体反射产生的。

可以理解，接收天线112获取到反射波束后，对反射波束进行滤波、混频、放大和模数转换等处理，将处理后的反射波束进行fft(fastfouriertransform，快速傅里叶变换)处理，得到频谱数据。该频谱数据表现在频域上的波形在接收天线112的角度分辨率的大小足够时，能够区分开由第一方向的目标物体反射产生的频谱和由第二方向的目标物体反射产生的频谱，进而判断该反射波束是由第一方向的目标物体反射产生的，还是由第二方向的目标物体反射产生的。若频谱数据存在增益较弱的部分(例如，两个反射波束的中间区域)，可能会被噪声淹没，可以对频谱数据进行加窗处理屏蔽增益较弱这部分的信息，这部分信号实质是不需要的方向的信号。

如图5所示，第二阵列天线1121和发射天线111依次排布。其中，第二阵列天线1121具有两个不同的主瓣方向，且第二阵列天线1121的两个主瓣方向与发射天线111的主瓣方向相同，使得第二阵列天线1121可以接收到由发射波束反射形成的反射波束。

在本实施例中，第二阵列天线1121和发射天线111排布在安装模块113的安装面1131；其中，安装面1131为安装模块113远离机体120的一面。

可以理解，若可移动平台100为无人机，且第一方向为可移动平台100行驶方向，第二方向为可移动平台100朝向地面方向，那么安装面1131可以为安装模块113朝向地面的一面。

其中，为了提高角度分辨率，第二阵列天线1121可以设置为多个。当第二阵列天线1121为多个时，多个第二阵列天线1121和发射天线111依次排布在安装模块113的安装面1131，即多个第二阵列天线1121排布在发射天线111的同一侧。第二阵列天线1121的数量可以根据实际情况进行设置，在此并不作限定。

如图6所示，为本申请提供的第二种接收天线112方案的结构示意图。接收天线112包括第一单天线1122和第二单天线1123。其中，第一单天线1122和第二单天线1123均设置于安装模块113上。

在本实施例中，第一单天线1122用于接收发射波束被第一方向的目标物体反射产生的反射波束；第二单天线1123用于接收发射波束被第二方向的目标物体反射产生的反射波束。

可以理解，第二种接收天线112方案为使用两种不同的单天线，第一单天线1122的主瓣方向为第一方向，以使得第一单天线1122可以接收发射波束被第一方向的目标物体反射产生的反射波束，第二单天线1123的主瓣方向为第二方向，第二单天线1123可以接收发射波束被第二方向的目标物体反射产生的反射波束。

如图6所示，第一单天线1122和第二单天线1123分别排布在发射天线111的两侧。

其中，第一单天线1122、发射天线111和第二单天线1123依次排布在安装模块113的安装面1131；其中，安装面1131为安装模块113远离机体120的一面。

为了提高角度分辨率，第一单天线1122和第二单天线1123可以设置为多个。当第一单天线1122和第二单天线1123为多个时，多个第一单天线1122排布在发射天线111的一侧，多个第二单天线1123排布在发射天线111的另一侧。多个第一单天线1122、发射天线111和多个第二单天线1123依次排布在安装模块113的安装面1131。第一单天线1122和第二单天线1123的数量可以根据实际情况进行设置，在此并不作限定。

综上所述，本实用新型提供了一种探测装置和可移动平台。探测装置包括：发射天线，用于产生两个呈夹角设置的发射波束；接收天线，用于接收反射波束，以便探测第一方向和第二方向的目标物体；其中，反射波束由发射波束被目标物体反射后产生。可见，由于发射天线能够产生两个呈夹角设置的发射波束，通过使用一个发射天线就能实现发射两个波束，并不需要设置两个雷达，只需设计一个电路板，故相对于现有技术，具有成本低的优点。且通过使用一个发射天线就能实现发射两个不同方向的波束，也不需要设计复杂的旋转机械结构，具有稳定性高、结构简单的优点。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。