动速度的方差小于或等于所述第二预设值时，用所述新的缓存队列替换所述初始距离缓存队列，并将所述当前测量的距离作为所述无人机的实际飞行距离。
[0029]在一些示例中，所述滤波模块还用于在所述新的缓存队列对应的N-1个移动速度的方差大于所述第二预设值时，忽略所述当前测量的距离，并利用上一次测量的距离和速度得到所述无人机的当前位置估计值，并作为所述无人机的实际飞行距离，其中，所述无人机的当前位置估计值通过如下公式计算:
[0030]d—new = d—pre+v—pre*t，
[0031]其中，d_new为所述无人机的当前位置估计值，d_pre为上一次测量的距离，v_pre为上一次测量的速度，t为时间。
[0032]在一些示例中，所述测量模块还用于在利用声呐测距方法连续测量距离失败的次数大于预定次数，或者连续测量得到的噪声个数大于预定个数时，清空所述初始距离缓存队列，并重新确定无人机的初始距离缓存队列和初始移动速度缓存队列。
[0033]在一些示例中，所述第一预设值根据所述无人机的最大加速度参数确定，具体为:
[0034]Tl<(a*t)2,
[0035]其中，Tl为所述第一预设值，a为所述无人机的最大加速度，t为所述预设时间。
[0036]在一些示例中，所述第二预设值为所述第一预设值的两倍。
[0037]在一些示例中，所述测量模块还用于利用声呐测距方法测量得到连续的M个距离，其中，所述M大于所述N，并从所述M个距离中提取N个最大距离，并根据所述N个最大距离确定无人机的初始距离缓存队列和初始移动速度缓存队列。
[0038]在一些示例中，所述滤波模块还用于在所述测量模块得到的所述方差大于所述第一预设值时，将所述初始距离缓存队列中第一个测量得到的距离移出队列，并将最新测量的距离移入所述初始距离缓存队列，直至所述方差小于或等于所述第一预设值。
[0039]本发明第三方面的实施例还提出了一种基于无人机的测距滤波方法的测距方法，包括以下步骤:通过所述无人机的声纳传感器在预设时间内获取连续的M个距离，并从所述M个距离中提取N个最大距离，其中，所述M大于所述N ;根据所述连续的N个距离确定所述无人机的初始距离缓存队列和初始移动速度缓存队列；根据所述初始距离缓存队列和初始速度对当前测量的距离进行滤波，以得到所述无人机的实际飞行距离。
[0040]根据本发明实施例的基于无人机的测距滤波方法的测距方法，首先确定声呐传感器测量的初始距离，对初始距离求导，得到无人机当前的移动速度，并且对连续的移动速度求方差，通过判断方差大小确定当前测量的距离是否有效，若当前测量的距离满足条件，则认为当前测量的距离有效，且更新初始距离数据；若当前测量的距离不满足条件，则预测一个距离作为新的当前测量的距离，且不更新初始距离数据。本发明能够滤除无人机环境下声呐传感器的测量噪声，滤波效果好，且无相位延时，提高了声呐传感器数据测量的准确性和稳定性。
[0041]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0042]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0043]图1是根据本发明一个实施例的无人机的测距滤波方法的总体流程图；
[0044]图2是根据本发明一个实施例的无人机的测距滤波方法的详细流程图；
[0045]图3是根据本发明一个具体实施例的初始距离缓存队列和初始移动速度缓存队列的确定方法示意图；
[0046]图4是根据本发明一个实施例的无人机相对于地面距离示意图；
[0047]图5是根据本发明一个具体实施例的对当前测量的距离进行滤波的方法的流程图；
[0048]图6是根据本发明一个实施例的无人机的结构框图；以及
[0049]图7是根据本发明一个实施例的基于无人机的测距滤波方法的测距方法。
【具体实施方式】
[0050]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0051]以下结合附图描述根据本发明实施例的无人机的测距滤波方法的测距方法、无人机及基于无人机的测距滤波方法的测距方法的测距方法。
[0052]图1是根据本发明一个实施例的无人机的测距滤波方法的总体流程图。如图1所示，本发明的方法主要基于无人机移动过程中速度连续变化(如无人机在升高、下降或水平移动过程中速度连续变化)的特点，对声呐传感器测量的距离信息求导，得到无人机当前的移动速度，并且对连续速度求方差，通过判断方差的大小来决定当前测量的距离是否有效。该方法的总体框架为:首先确定初始测量的距离，其次利用确定的初始距离对新测得的距离进行判断，若新测得的距离满足条件，则认为新测得的距离有效，且更新初始距离数据；若新测得距离不满足条件，则预测一个距离作为本次距离，且不更新初始距离数据。若连续多次测量失败或测量得到的数据均不满足条件，则重新确定初始距离。需要说明的是，本发明中所描述的测距都是指声呐传感器安装在无人机的底部，测量无人机相对于地面的距离，但是本发明实施例的方法不局限于测量对地的距离，只要在无人机上用声呐测距，本发明实施例的方法均适用。
[0053]图2是根据本发明一个实施例的无人机的测距滤波方法的详细流程图。如图2所示，该方法具体包括以下步骤:
[0054]步骤S1:确定无人机的初始距离缓存队列和初始移动速度缓存队列。具体包括以下步骤:
[0055]步骤Sll:对利用声呐测距方法在预设时间内测量的连续的N个距离进行求导，以得到无人机的N-1个移动速度。
[0056]步骤S12:求取N-1个移动速度的方差。
[0057]步骤S13:判断该方差是否小于或等于第一预设值。
[0058]步骤S14:如果是，则将N个距离组成初始距离缓存队列，并将N-1个移动速度组成初始移动速度缓存队列。
[0059]进一步地，在步骤S13之后，还包括:如果方差大于第一预设值，则将初始距离缓存队列中第一个测量得到的距离移出队列，并将最新测量的距离移入初始距离缓存队列，直至方差小于或等于第一预设值。
[0060]作为具体的实施例，以下结合图3对确定无人机的初始距离缓存队列和初始移动速度缓存队列的过程进行进一步地描述。
[0061]实施例1
[0062]结合图3所示，在本实施例中，N例如为5。即首先测得按时间顺序排列的连续5次距离数据组成一个队列，其中，5次测量中若有测量失败，则忽略掉测量失败的数据，在预设时间内累计够5次测量的距离数据，若在预设时间内未累积够5次测量的数据，则删除时间较早的数据，直到累积够5次测量的数据为止。然后，对5次测量的距离进行求导，得出对应的4个移动速度，并对这4个移动速度求方差。由于无人机在移动过程中速度始终是连续变化的，也就是说无人机的移动速度不会有阶跃性的突变，所以无人机在短时间内速度的方差必定趋近于零。若求得连续4次移动速度方差小于或等于一个第一预设值Tl，则认为当前5次测量中没有噪声，且把当前的5个距离作为后续滤波的初始距离缓存队列，当前的4个速度作为后续滤波的初始移动速度缓存队列。若求得连续4次移动速度方差大于第一预设值Tl，则认为当前5次测量数据中存在噪声，则从初始距离缓存队列中移除时间最早(最先测量得到)的I个数据，且加入I个新测量的数据到初始距离缓存队列中得到新组成的距离缓存队列，对新组成的距离缓存队列中的5个距离数据求导得到4个速度，判断这4个速度的方差与第一预设值Tl，直到得到的速度方差小于或等于Tl为止。
[0063]进一步地，在本发明的一个实施例中，在步骤Sll之前，还包括:利用声呐测距方法测量得到连续的M个距离，其中，M大于N ;然后，从M个距离中提取N个最大距离，并根据N个最大距离确定无人机的初始距离缓存队列和初始移动速度缓存队列。以下结合图3，以具体的实施例对该过程进行详细描述。
[0064]实施例2
[0065]具体地说，声呐测距的原理是发射端发射一簇特定频率的波，发射波遇到障碍物反射到接收端，接收端通过计算从发射到接收到反射波之间的时间差计算得到距离信息。在测量过程中若噪声出现在回波之前，且噪声的频率与发射波的频率相同，则此次测量数据有可能为噪声；若噪声出现在回波之后，由于接收端收到真正的回波，噪声对测量没有干扰；如果噪声与回波重叠，或相互叠加，则可能导致回波的频率与发射的频率不同，从而使得测量失败，另外由于距离太远、无人机倾斜角度太大、或者反射面吸收发射波，都会导致接收端接收不到回波，从而使得测量失败。在实际应用过程中，噪声在绝大多数情况下都出现在回波之前，使得测量的距离在大多数情况下都比实际距离偏小。若在测量过程中没有真正的回波被接收到，只存在与发射波频率相同，且数量相似的噪声，则测量的距离有可能比实际距离偏大，也可能偏小，但此类情况在实际应用中较少出现。综上所述，在声呐测量数据实际情况中，噪声一般都比实际距离偏小，但是无论噪声偏大还是偏小，只要在测量数据中夹杂着噪声，其速度的方差都较大。基于以上分析和实际测试