本發(fā)明涉及電子信息技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種電子信息領(lǐng)域的無人機對地高度的測量裝置及方法。

背景技術(shù)：

無人機是通過無線電遙控設(shè)備或機載計算機程控系統(tǒng)進行操控的不載人飛行器，無人機結(jié)構(gòu)簡單、使用成本低，不但能完成有人駕駛飛機執(zhí)行的任務(wù)，更適用于有人飛機不宜執(zhí)行的任務(wù)，在突發(fā)事情應(yīng)急、預(yù)警有很大的作用，無人機在飛行時對地面的高度測量往往是一個重要的數(shù)據(jù)，保證飛行的安全，普通攝像頭攝取的圖像幀數(shù)據(jù)信息量大，對處理器的計算能力要求自然也高，所以造成了設(shè)備成本的大幅增加，而且，通常攝像頭會主要用于飛行航拍，如果要同時滿足定位圖像幀攝取，則在一定程度上構(gòu)成了對攝像頭使用的限制，技術(shù)上采用了光流相機(原理與鼠標(biāo)位移檢測的光電傳感器相同)替代傳統(tǒng)攝像單元，但由于光流相機屬于長焦相機，其攝取的圖像區(qū)域較小，處理的信息量相對較少，基于此，本發(fā)明設(shè)計了一種電子信息領(lǐng)域的無人機對地高度的測量裝置及方法，以解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種電子信息領(lǐng)域的無人機對地高度的測量裝置及方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的通常攝像頭會主要用于飛行航拍，如果要同時滿足定位圖像幀攝取，則在一定程度上構(gòu)成了對攝像頭使用的限制，技術(shù)上采用了光流相機(原理與鼠標(biāo)位移檢測的光電傳感器相同)替代傳統(tǒng)攝像單元，但由于光流相機屬于長焦相機，其攝取的圖像區(qū)域較小，處理的信息量相對較少的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種電子信息領(lǐng)域的無人機對地高度的測量裝置，包括中央處理器，所述中央處理器分別電性輸入連接距離采集系統(tǒng)和無人機狀態(tài)采集系統(tǒng)，所述中央處理器分別電性輸出連接無線傳輸系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)。

優(yōu)選的，所述距離采集系統(tǒng)包括光流相機和超聲波發(fā)生器，所述光流相機電性輸出連接定位圖像幀采集芯片，所述定位圖像幀采集芯片電性輸出連接定位圖像幀采集單元，所述定位圖像幀采集單元電性輸出連接定位圖像幀識別單元，所述定位圖像幀識別單元電性輸出連接定位圖像幀轉(zhuǎn)換單元，所述超聲波發(fā)生器電性輸出連接超聲波發(fā)射芯片，所述超聲波發(fā)射芯片電性輸出連接超聲波檢測單元，所述超聲波檢測單元電性輸出連接超聲波信號放大單元，所述超聲波信號放大單元電性輸出連接超聲波收發(fā)單元，所述定位圖像幀轉(zhuǎn)換單元和超聲波收發(fā)單元均電性輸出連接距離處理器，所述距離處理器電性輸出連接距離采集單元，所述距離采集單元電性輸出連接距離對比單元，所述距離對比單元電性輸出連接距離分析單元，所述距離分析單元電性輸出連接距離存儲單元。

優(yōu)選的，所述無人機狀態(tài)采集系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集單元，所述數(shù)據(jù)采集單元分別電性輸入連接電量檢測單元、故障檢測單元和信號強度檢測單元，所述數(shù)據(jù)采集單元電性輸出連接微處理器，所述微處理器電性輸出連接數(shù)據(jù)檢測單元，所述數(shù)據(jù)檢測單元電性輸出連接數(shù)據(jù)放大單元，所述數(shù)據(jù)放大單元電性輸出連接數(shù)據(jù)匯總單元，所述數(shù)據(jù)匯總單元電性輸出連接數(shù)據(jù)存儲單元。

優(yōu)選的，所述無線傳輸系統(tǒng)包括無線發(fā)射單元，所述無線發(fā)射單元電性輸出連接無線信號放大單元，所述無線信號放大單元電性輸出連接無線信號處理器，所述無線信號處理器電性輸出連接無線接收單元。

優(yōu)選的，所述控制系統(tǒng)包括信息采集單元，所述信息采集單元電性輸出連接信息對比單元，所述信息對比單元電性輸出連接控制處理器，所述控制處理器電性輸出連接控制數(shù)據(jù)檢測單元，所述控制數(shù)據(jù)檢測單元電性輸出連接控制數(shù)據(jù)放大單元，所述控制數(shù)據(jù)放大單元電性輸出連接控制統(tǒng)計單元，所述控制統(tǒng)計單元電性輸出連接控制器驅(qū)動單元，所述控制器驅(qū)動單元電性輸出連接控制發(fā)射器。

優(yōu)選的，所述顯示系統(tǒng)包括訪問信息輸入單元，所述訪問信息輸入單元電性輸出連接訪問信息驗證單元，所述訪問信息驗證單元電性輸出連接顯示采集單元，所述顯示采集單元電性輸出連接顯示統(tǒng)計單元，所述顯示統(tǒng)計單元電性輸出連接顯示處理器，所述顯示處理器電性輸出連接顯示驅(qū)動單元，所述顯示驅(qū)動單元電性輸出連接顯示器。

優(yōu)選的，該電子信息領(lǐng)域的無人機對地高度的測量方法步驟如下：

S1：通過光流相機的定位圖像幀采集芯片上的定位圖像幀采集單元對圖像區(qū)域進行攝取采集，定位圖像幀識別單元對攝取采集到的數(shù)據(jù)進行識別，識別后的數(shù)據(jù)通過定位圖像幀轉(zhuǎn)換單元進行圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，超聲波發(fā)生器的超聲波發(fā)射芯片對超聲波電信號進行發(fā)射前處理，通過超聲波檢測單元對處理的超聲波電信號進行檢測，檢測后的超聲波電信號通過超聲波信號放大單元進行信號放大，放大后的超聲波信號通過超聲波收發(fā)單元進行超聲波發(fā)射和接收，定位圖像幀轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換后的圖像數(shù)據(jù)和超聲波收發(fā)單元接收后的超聲波通過距離處理器進行距離數(shù)據(jù)的處理，處理后的數(shù)據(jù)通過距離采集單元進行距離信息采集，采集后的距離信息通過距離對比單元和距離分析單元進行距離信息的對比和分析，得到無人機對地距離的測算，測算的距離信息通過距離存儲單元進行距離數(shù)據(jù)的存儲；

S2：電量檢測單元對無人機的電量信息進行采集，故障檢測單元對無人機的飛行狀態(tài)故障進行實時檢測，信號強度檢測單元檢測無人機與控制器之間的信號強度，電量檢測單元、故障檢測單元和信號強度檢測單元檢測的信息通過數(shù)據(jù)采集單元進行數(shù)據(jù)采集，采集后的數(shù)據(jù)通過微處理器進行處理，處理后的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)檢測單元進行數(shù)據(jù)檢測，檢測后的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)放大單元進行數(shù)據(jù)信號的放大，放大后的數(shù)據(jù)信號通過數(shù)據(jù)匯總單元進行數(shù)據(jù)匯總，匯總后的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)存儲單元進行數(shù)據(jù)存儲；

S3：無線發(fā)射單元發(fā)射控制信息到無線信號放大單元，無線信號放大單元將無線控制信號進行信號放大，放大后的控制信號在無線信號處理器中進行處理，處理后的信號在無人機的無線接收單元中進行控制信號的接收；

S4：信息采集單元對控制信號進行采集，采集后的控制信號通過信息對比單元進行信號對比，對比后的信號通過控制處理器進行控制信號的處理，處理后的數(shù)據(jù)通過控制數(shù)據(jù)檢測單元進行控制數(shù)據(jù)的檢測，檢測后的控制數(shù)據(jù)通過控制數(shù)據(jù)放大單元進行控制數(shù)據(jù)的放大，放大后的控制數(shù)據(jù)通過控制統(tǒng)計單元進行控制數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，統(tǒng)計后的數(shù)據(jù)通過控制器驅(qū)動單元驅(qū)動控制發(fā)射器發(fā)射控制信號，通過光流相機通過定位圖像幀采集芯采集到的幀圖像數(shù)據(jù)配合超聲波發(fā)生器12通過超聲波發(fā)射芯片采集到的超聲波數(shù)據(jù)進行對比匹配，每幀圖像起始窗的圖像差值來判斷無人機對地的高度，配合超聲波數(shù)據(jù)通過中央處理器內(nèi)的系統(tǒng)時鐘及時，不斷從光相機流攝像頭中獲取圖像幀最終經(jīng)過對比計算來確定無人機對地高度的數(shù)值；

S5：用戶通過訪問信息輸入單元輸入用戶驗證信息，用戶驗證信息通過訪問信息驗證單元進行用戶信息的驗證，驗證通過后可以在控制器上觀察無人機采集的信息，控制器通過顯示采集單元采集無人機采集到的距離信息和狀態(tài)信息，顯示統(tǒng)計單元對采集到的信息進行顯示信息統(tǒng)計，統(tǒng)計的信息通過顯示處理器進行顯示數(shù)據(jù)的處理，處理后的顯示數(shù)據(jù)通過顯示驅(qū)動單元驅(qū)動顯示器，將無人機采集到的距離信息和狀態(tài)信息進行顯示。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過距離采集系統(tǒng)中的光流相機進行定位圖像幀采集，超聲波發(fā)生器進行對地距離的測量，將距離值與圖像幀的像素進行綜合對比分析，獲得飛行器的定位坐標(biāo)，得到精確的對地高度的測量，通過無人機狀態(tài)采集系統(tǒng)對無人機的電量、故障、信號強度進行檢測，控制后臺實時掌握無人機的飛行狀態(tài)，通過無線傳輸系統(tǒng)將控制器的控制信息傳輸?shù)綗o人機，對無人機進行控制，通過控制系統(tǒng)對無人機進行控制信號的發(fā)射，通過顯示系統(tǒng)對無人機的采集數(shù)據(jù)進行顯示。

附圖說明

圖1為本發(fā)明原理框圖；

圖2為本發(fā)明距離采集系統(tǒng)原理框圖；

圖3為本發(fā)明無人機狀態(tài)采集系統(tǒng)原理框圖；

圖4為本發(fā)明無線傳輸系統(tǒng)原理框圖；

圖5為本發(fā)明控制系統(tǒng)原理框圖；

圖6為本發(fā)明顯示系統(tǒng)原理框圖；

圖7為本發(fā)明工作流程圖。

圖中：1中央處理器、2距離采集系統(tǒng)、3無人機狀態(tài)采集系統(tǒng)、4無線傳輸系統(tǒng)、5控制系統(tǒng)、6顯示系統(tǒng)、7光流相機、8定位圖像幀采集芯片、9定位圖像幀采集單元、10定位圖像幀識別單元、11定位圖像幀轉(zhuǎn)換單元、12超聲波發(fā)生器、13超聲波發(fā)射芯片、14超聲波檢測單元、15超聲波信號放大單元、16超聲波收發(fā)單元、17距離處理器、18距離采集單元、19距離對比單元、20距離分析單元、21距離存儲單元、22電量檢測單元、23故障檢測單元、24信號強度檢測單元、25數(shù)據(jù)采集單元、26微處理器、27數(shù)據(jù)檢測單元、28數(shù)據(jù)放大單元、29數(shù)據(jù)匯總單元、30數(shù)據(jù)存儲單元、31無線發(fā)射單元、32無線信號放大單元、33無線信號處理器、34無線接收單元、35信息采集單元、36信息對比單元、37控制處理器、38控制數(shù)據(jù)檢測單元、39控制數(shù)據(jù)放大單元、40控制統(tǒng)計單元、41控制器驅(qū)動單元、42控制發(fā)射器、43訪問信息輸入單元、44訪問信息驗證單元、45顯示采集單元、46顯示統(tǒng)計單元、47顯示處理器、48顯示驅(qū)動單元、49顯示器。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參閱圖1-7，本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：一種電子信息領(lǐng)域的無人機對地高度的測量裝置，包括中央處理器1，中央處理器1分別電性輸入連接距離采集系統(tǒng)2和無人機狀態(tài)采集系統(tǒng)3，中央處理器1分別電性輸出連接無線傳輸系統(tǒng)4、控制系統(tǒng)5和顯示系統(tǒng)6。

其中，距離采集系統(tǒng)2包括光流相機7和超聲波發(fā)生器12，光流相機7電性輸出連接定位圖像幀采集芯片8，定位圖像幀采集芯片8電性輸出連接定位圖像幀采集單元9，定位圖像幀采集單元9電性輸出連接定位圖像幀識別單元10，定位圖像幀識別單元10電性輸出連接定位圖像幀轉(zhuǎn)換單元11，超聲波發(fā)生器12電性輸出連接超聲波發(fā)射芯片13，超聲波發(fā)射芯片13電性輸出連接超聲波檢測單元14，超聲波檢測單元14電性輸出連接超聲波信號放大單元15，超聲波信號放大單元15電性輸出連接超聲波收發(fā)單元16，定位圖像幀轉(zhuǎn)換單元11和超聲波收發(fā)單元16均電性輸出連接距離處理器17，距離處理器17電性輸出連接距離采集單元18，距離采集單元18電性輸出連接距離對比單元19，距離對比單元19電性輸出連接距離分析單元20，距離分析單元20電性輸出連接距離存儲單元21，距離采集系統(tǒng)2中的光流相機7進行定位圖像幀采集，超聲波發(fā)生器12進行對地距離的測量，將距離值與圖像幀的像素進行綜合對比分析，獲得飛行器的定位坐標(biāo)，得到精確的對地高度的測量，無人機狀態(tài)采集系統(tǒng)3包括數(shù)據(jù)采集單元25，數(shù)據(jù)采集單元25分別電性輸入連接電量檢測單元22、故障檢測單元23和信號強度檢測單元24，數(shù)據(jù)采集單元25電性輸出連接微處理器26，微處理器26電性輸出連接數(shù)據(jù)檢測單元27，數(shù)據(jù)檢測單元27電性輸出連接數(shù)據(jù)放大單元28，數(shù)據(jù)放大單元28電性輸出連接數(shù)據(jù)匯總單元29，數(shù)據(jù)匯總單元29電性輸出連接數(shù)據(jù)存儲單元30，通過無人機狀態(tài)采集系統(tǒng)3對無人機的電量、故障、信號強度進行檢測，控制后臺實時掌握無人機的飛行狀態(tài)，無線傳輸系統(tǒng)4包括無線發(fā)射單元31，無線發(fā)射單元31電性輸出連接無線信號放大單元32，無線信號放大單元32電性輸出連接無線信號處理器33，無線信號處理器33電性輸出連接無線接收單元34，通過無線傳輸系統(tǒng)4將控制器的控制信息傳輸?shù)綗o人機，對無人機進行控制，控制系統(tǒng)5包括信息采集單元35，信息采集單元35電性輸出連接信息對比單元36，信息對比單元36電性輸出連接控制處理器37，控制處理器37電性輸出連接控制數(shù)據(jù)檢測單元38，控制數(shù)據(jù)檢測單元38電性輸出連接控制數(shù)據(jù)放大單元39，控制數(shù)據(jù)放大單元39電性輸出連接控制統(tǒng)計單元40，控制統(tǒng)計單元40電性輸出連接控制器驅(qū)動單元41，控制器驅(qū)動單元41電性輸出連接控制發(fā)射器42，通過控制系統(tǒng)5對無人機進行控制信號的發(fā)射，顯示系統(tǒng)6包括訪問信息輸入單元43，訪問信息輸入單元43電性輸出連接訪問信息驗證單元44，訪問信息驗證單元44電性輸出連接顯示采集單元45，顯示采集單元45電性輸出連接顯示統(tǒng)計單元46，顯示統(tǒng)計單元46電性輸出連接顯示處理器47，顯示處理器47電性輸出連接顯示驅(qū)動單元48，顯示驅(qū)動單元48電性輸出連接顯示器49，通過顯示系統(tǒng)6對無人機的采集數(shù)據(jù)進行顯示。

本發(fā)明還提供一種電子信息領(lǐng)域的無人機對地高度的測量方法，該電子信息領(lǐng)域的無人機對地高度的測量方法步驟如下：

S1：通過光流相機7的定位圖像幀采集芯片8上的定位圖像幀采集單元9對圖像區(qū)域進行攝取采集，定位圖像幀識別單元10對攝取采集到的數(shù)據(jù)進行識別，識別后的數(shù)據(jù)通過定位圖像幀轉(zhuǎn)換單元11進行圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，超聲波發(fā)生器12的超聲波發(fā)射芯片13對超聲波電信號進行發(fā)射前處理，通過超聲波檢測單元14對處理的超聲波電信號進行檢測，檢測后的超聲波電信號通過超聲波信號放大單元15進行信號放大，放大后的超聲波信號通過超聲波收發(fā)單元16進行超聲波發(fā)射和接收，定位圖像幀轉(zhuǎn)換單元11轉(zhuǎn)換后的圖像數(shù)據(jù)和超聲波收發(fā)單元16接收后的超聲波通過距離處理器17進行距離數(shù)據(jù)的處理，處理后的數(shù)據(jù)通過距離采集單元18進行距離信息采集，采集后的距離信息通過距離對比單元19和距離分析單元20進行距離信息的對比和分析，得到無人機對地距離的測算，測算的距離信息通過距離存儲單元21進行距離數(shù)據(jù)的存儲；

S2：電量檢測單元22對無人機的電量信息進行采集，故障檢測單元23對無人機的飛行狀態(tài)故障進行實時檢測，信號強度檢測單元24檢測無人機與控制器之間的信號強度，電量檢測單元22、故障檢測單元23和信號強度檢測單元24檢測的信息通過數(shù)據(jù)采集單元25進行數(shù)據(jù)采集，采集后的數(shù)據(jù)通過微處理器26進行處理，處理后的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)檢測單元27進行數(shù)據(jù)檢測，檢測后的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)放大單元28進行數(shù)據(jù)信號的放大，放大后的數(shù)據(jù)信號通過數(shù)據(jù)匯總單元29進行數(shù)據(jù)匯總，匯總后的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)存儲單元30進行數(shù)據(jù)存儲；

S3：無線發(fā)射單元31發(fā)射控制信息到無線信號放大單元32，無線信號放大單元32將無線控制信號進行信號放大，放大后的控制信號在無線信號處理器33中進行處理，處理后的信號在無人機的無線接收單元34中進行控制信號的接收；

S4：信息采集單元35對控制信號進行采集，采集后的控制信號通過信息對比單元36進行信號對比，對比后的信號通過控制處理器37進行控制信號的處理，處理后的數(shù)據(jù)通過控制數(shù)據(jù)檢測單元38進行控制數(shù)據(jù)的檢測，檢測后的控制數(shù)據(jù)通過控制數(shù)據(jù)放大單元39進行控制數(shù)據(jù)的放大，放大后的控制數(shù)據(jù)通過控制統(tǒng)計單元40進行控制數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，統(tǒng)計后的數(shù)據(jù)通過控制器驅(qū)動單元41驅(qū)動控制發(fā)射器42發(fā)射控制信號，通過光流相機7通過定位圖像幀采集芯片8采集到的幀圖像數(shù)據(jù)配合超聲波發(fā)生器12通過超聲波發(fā)射芯片13采集到的超聲波數(shù)據(jù)進行對比匹配，每幀圖像起始窗的圖像差值來判斷無人機對地的高度，配合超聲波數(shù)據(jù)通過中央處理器1內(nèi)的系統(tǒng)時鐘及時，不斷從光相機7流攝像頭中獲取圖像幀最終經(jīng)過對比計算來確定無人機對地高度的數(shù)值；

S5：用戶通過訪問信息輸入單元43輸入用戶驗證信息，用戶驗證信息通過訪問信息驗證單元44進行用戶信息的驗證，驗證通過后可以在控制器上觀察無人機采集的信息，控制器通過顯示采集單元45采集無人機采集到的距離信息和狀態(tài)信息，顯示統(tǒng)計單元46對采集到的信息進行顯示信息統(tǒng)計，通過后的信息通過顯示處理器47進行顯示數(shù)據(jù)的處理，統(tǒng)計的顯示數(shù)據(jù)通過顯示驅(qū)動單元48驅(qū)動顯示器49，將無人機采集到的距離信息和狀態(tài)信息進行顯示。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。