用于产生可视边界的光束产生装置、电子边界系统及方法_4

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成平行的可见光光束,如果偏离焦点一些,就能产生扩散的可见光光束。
[0092]图5和6给出了典型的生成扇形光束和平行光束的方法。其中平行光束的示意图虽然是由平行光到汇聚光的,实际上通过在焦点处设置一个光源,由光路可逆原理,即可实现平行光的产生。
[0093]这些不同类型光的产生原理是为了说明清楚本申请在使用时候的表现。
[0094]实施例四:
[0095]图7为本发明实施例四三个电子边界装置组合使用的用于产生可视边界的光束产生装置的示意图。
[0096]本实施例与上述实施例的区别在于,本实施例中,包括多个电子边界装置10。也就是说,在本实施例中,在无人飞行器30预设的飞行路线上设有多个电子边界装置10,如此,当以电子边界装置10所在位置为边界而设定飞行区域时,多个电子边界装置10之间围绕而形成的区域即构成无人飞行器30的飞行区域,即以各个电子边界装置10所在位置为边界而所设定的各个飞行区域的交集即构成无人飞行器30的飞行区域;而当以电子边界装置10所在位置为中心而设定飞行区域时,以各个电子边界装置10所在位置为中心而所设定的各个飞行区域的并集即构成无人飞行器30的飞行区域。如此,当无人飞行器30朝向任意两个电子边界装置10之间的区域进行飞行时均可同样避免其超出安全飞行范围,保证其安全飞行。其中,每个电子边界装置10上至少设置有一光源设备。
[0097]在示例性实施例,所述多个光源设备中的任一光源设备向与其相邻的两个电子边界装置相对的第一方向和第二方向分别发射所述可见光光束,所述可见光光束形成可见光栅栏用于提示所述多边形区域的边界。在一个实施例中,所述多个光源设备分别还包括角度调节机构,用于根据多边形区域的变化调节光源的朝向角度。
[0098]如图7所示,本实施例以三个电子边界装置为例进行说明。该三个电子边界装置10的放置位置在XY平面上的投影为一三角形ABC(以下以A、B、C亦分别表示位于相应位置的电子边界装置),无人飞行器30所在的空间位置D在上述三角形ABC上的投影为E点;为此,随着无人飞行器30的飞行,根据E点与构成任一边界的两个顶点之间的距离之和与相应的边界上两个顶点之间的距离的关系而判断上述无人飞行器30是远离\靠近\到达上述边界;确切地说,根据E点与构成任一边界的两个顶点之间的距离之和与相应的边界上两个顶点之间的距离的关系可判断上述无人飞行器是否已进入任一电子边界装置10的限飞区域。例如,当BE+CE的长度之和逐渐变小,并接近BC的长度时,表明此时无人飞行器30靠近上述BC边界,即表明此时无人飞行器30已进入上述电子边界装置B或电子边界装置C的限飞区域;当BE+CE的长度之和等于BC的长度时,表示此时无人飞行器30已抵达上述BC边界。
[0099]在示例性实施例,所述电子边界装置A、B和C上分别设置光源设备A、B和C。
[0100]在一个实施例中,所述光源设备A、B和C分别包括第一可见光发生器和第二可见光发生器,即例如光源设备A(光源设备B和C上可以是同样的设置,也可以是不一样的光源结构)包括第一可见光发生器和第二可见光发生器,其中所述第一可见光发生器发射的第一可见光光束近似沿着所述电子边界装置A和所述电子边界装置B连线并朝向所述电子边界装置B的方向投射,所述第二可见光发生器发射的第二可见光光束近似沿着所述电子边界装置A和所述电子边界装置C连线并朝向所述电子边界装置C的方向投射。同理,所述光源设备B中的第一可见光发生器发射的第一可见光光束近似沿着所述电子边界装置B和所述电子边界装置A连线并朝向所述电子边界装置A的方向投射,所述第二可见光发生器发射的第二可见光光束近似沿着所述电子边界装置B和所述电子边界装置C连线并朝向所述电子边界装置C的方向投射;所述光源设备C中的第一可见光发生器发射的第一可见光光束近似沿着所述电子边界装置C和所述电子边界装置A连线并朝向所述电子边界装置A的方向投射,所述第二可见光发生器发射的第二可见光光束近似沿着所述电子边界装置C和所述电子边界装置B连线并朝向所述电子边界装置B的方向投射。具体的,所述三组第一可见光发生器和第二可见光发生器可以是射灯或者小功率激光器。
[0101]在一个实施例中,所述光源设备A、B和C还可以分别包括安装元件A、B和C,其两端分别连接所述光源设备和相应的所述电子边界装置,用于将所述光源设备设置于所述电子边界装置上。所述光源设备A、B和C对应的所述第一可见光发生器和第二可见光发生器可以分别以该三个电子边界装置A、B和C连线形成的三角形的夹角方向固定安装于相应的所述安装元件A、B和C上。其中所述安装元件A、B和C可以是一个单一的安装装置,其两侧分别固定安装所述第一可见光发生器和所述第二可见光发生器;也可以是两个分立的安装装置,例如称为第一安装元件和第二安装元件,其中所述第一安装元件其上固定安装所述第一可见光发生器,所述第二安装元件其上固定安装所述第二可见光发生器。
[0102]为了解决固定安装带来的角度不可变问题,所述光源设备A、B和C还可以分别包括角度调节机构A、B和C。其中所述角度调节机构A、B和C可以是单一的角度调节装置,同时控制所述光源设备A、B和C的所述第一可见光发生器和所述第二可见光发生器的角度和方向,所述角度调节机构分别连接相应的所述安装元件。在一个实施例中,所述角度调节机构A、B和C可以是分立设计的角度调节装置,例如称为第一角度调节装置和第二角度调节装置,所述第一角度调节装置和第二角度调节装置分别用于调节所述第一可见光发生器和所述第二可见光发生器的角度和方向。其中,所述第一角度调节装置可以设置于所述第一可见光发生器和所述第一安装元件之间,所述第二角度调节装置可以设置于所述第二可见光发生器和所述第二安装元件之间。具体的角度调节装置可以采用任意已知的可以调整角度的连接件和元器件,在此不做详细描述。
[0103]在示例性实施例,所述角度调节机构A、B和C还可以分别通过所述电子边界装置A、B和C的通信单元101与所述地面控制系统20通信。所述地面控制系统20接收所述电子边界装置A、B和C的定位单元102发送的该电子边界装置A、B和C的位置信息,并根据该电子边界装置A、B和C的位置信息及其确定的无人飞行器30的飞行区域的连接形状,计算出连接形成的多边形的各个边的边长,并根据所述边长计算出各个夹角的度数,并根据各个夹角的度数分别设置相对应的可见光发生器的角度和方向,并将相应的角度和方向信息发送至相应的电子边界装置用于分别控制所述角度调节机构A、B和C。
[0104]例如,将所述电子边界装置A、B和C两两之间的连线等间距放置,将该电子边界装置A、B和C的位置信息发送至所述地面控制系统20,所述地面控制系统20根据所述位置信息,以所述电子边界装置A、B和C所在位置为顶点形成等边三角形,从而计算出该三角形的三个夹角的度数均为60度,从而将该角度A、角度B和角度C均为60度的信息分别发送至所述角度调节机构A、B和C,从而所述角度调节机构分别控制所述第一可见光光束和所述第二可见光光束沿着该等边三角形的边长方向成60度夹角的方向发射。
[0105]此外,本实施例中,电子边界装置10采用无线信号定位装置,即利用无线信号进行定位。
[0106]实施例五:
[0107]图8为本发明实施例五四个电子边界装置组合使用的用于产生可视边界的光束产生装置的示意图。
[0108]如图8所示,本实施例以四个电子边界装置为例进行说明。若多个电子边界装置10构成的飞行区域在XY平面上的投影面为多边形时,可采用将该多边形划分为多个三角形,并以每个三角形为基础进行边界监控。例如,当四个电子边界装置10形成如图7所示的矩形电子边界区域时,当无人飞行器30的投影点在三角形ACD中,且向电子边界装置B飞行时,通过估算无人飞行器计算与电子边界装置A与电子边界装置C之间的距离逐渐减小,但同时与边界装置B的距离也在逐渐减小,则表示无人飞行器正飞往下一个合法区域三角形ABCJlJ不会出现越界警告。
[0109]在示例性实施例,所述A’、B’、C’、D’四个电子边界装置上的光源设备A’、B’、C’、D’可以以上述实施例四同样的方式实施。在由A’、B’、C’、D’四个电子边界装置所确定的四边形飞行区域内,在A’电子边界装置上,可以设置有第一可见光发生器和第二可见光发生器。其中第一可见光发生器在边界点A垂直向上的方向以及边界点A与边界点B的连线方向所确定的平面内,发射扇状光束或者平行光束,来形成可见光栅栏。其中第二可见光发生器在边界点A垂直向上的方向以及边界点A与边界点D的连线方向所确定的平面内,发射扇状光束或者平行光束,来形成可见光栅栏。同理,该第一可见光发生器和第二可见光发生器可以是固定角度安装或者可调角度安装。B’C’D’三个电子边界装置可以同A’电子边界装置一样分别设置。
[0110]在示例性实施例,所述光源设备A’、B’、C’、D’可以分别仅包括单个光源,为了使用需要,利用分光原理将该单个光源发射的单个可见光光束分别多个不同方向的可见光光束,以扇状或者平行光束的方式来提示区域范围,这样的区域范围将更为明显。下面仅以所述光源设备A’、B’、C’、D’中的任意一个进行说明,其他光源设备可以参考相同的原理设置。
[0111]例如,所述光源设备包括:安装元件,其被构造为安装到所述电子边界装置;以及反射元件,其被安装到安装元件;单一光源,用于发射可见光光束。所述第一反射元件被定位于来自所述光源的源头光束中并且将所述源头光束分成第一光束和第二光束。在另一个实施例中,所述第一光束和所述第二光束之间有一个夹角。在一个实施例中,所述第一光束和所述第二光束正交。
[0112]在示例性实施例,所述反射元件可以包括由发射区域和投射区域构成的图案。在一个实施例中,所述
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