本發(fā)明涉及無(wú)人飛行器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種無(wú)人飛行器避障方法及裝置。

背景技術(shù)：

無(wú)人機(jī)是一種有動(dòng)力、可控制、能攜帶多種任務(wù)設(shè)備、執(zhí)行多種任務(wù)并能重復(fù)使用的飛行器。能夠利用無(wú)線遙控設(shè)備和自身的控制裝置進(jìn)行控制的不載人飛行器，例如無(wú)人直升機(jī)、無(wú)人固定翼機(jī)、無(wú)人傘翼機(jī)等等。該無(wú)人機(jī)可以用于掛載拍攝裝置，用于航拍、測(cè)繪、偵查等等。

無(wú)人機(jī)越來(lái)越進(jìn)入人們的視野

目前，大多數(shù)無(wú)人飛行器均采用超聲波避障技術(shù)來(lái)規(guī)避障礙物。超聲波避障技術(shù)，實(shí)質(zhì)上是利用超聲波測(cè)距技術(shù)實(shí)時(shí)測(cè)量無(wú)人飛行器與障礙物的距離，依據(jù)這一測(cè)量所得的距離值，無(wú)人飛行器可以采取不同的策略。

然而，在實(shí)際的測(cè)距中，一方面，由于超聲波發(fā)射頭的自激阻尼震蕩、之前所發(fā)超聲波經(jīng)多次反射再次被超聲波接收頭接收而引發(fā)對(duì)正常接收信號(hào)的干擾，這就使得在如此干擾背景下，很難有效檢測(cè)提取出有效超聲波信號(hào)；另一方面由于在超聲波從發(fā)射到接收的過(guò)程中，無(wú)人機(jī)仍然處于飛行狀態(tài)，在此期間，無(wú)人機(jī)也移動(dòng)了一定的距離，這就導(dǎo)致超聲波從發(fā)射到被反射過(guò)程中的傳播距離與超聲波從被反射到被接收過(guò)程中的傳播距離并非完全相等，從而在實(shí)際的計(jì)算中需要考慮到這一點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明正是基于以上一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題，提供一種無(wú)人機(jī)避障方法及裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在超聲波回波接收檢測(cè)不準(zhǔn)確、測(cè)量精度低所導(dǎo)致的無(wú)人飛行器避障困難的問(wèn)題。

本發(fā)明提供一種無(wú)人飛行器避障方法。所述無(wú)人飛行器避障方法主要包括以下步驟：

s1無(wú)人飛行器發(fā)射出超聲波信號(hào)；

s2接收經(jīng)障礙物反射回來(lái)的超聲波信號(hào)；

s3采樣有效的超聲波信號(hào)；

s4校正超聲波傳輸速度；

s5計(jì)算所述無(wú)人飛行器當(dāng)前時(shí)刻距離所述障礙物的距離；

s6依據(jù)所述距離控制所述無(wú)人飛行器避開(kāi)所述障礙物。

優(yōu)選地，所述步驟s3具體包括：

s31采集接收到的超聲波信號(hào)中的脈沖信號(hào)，生成以電壓值形式表示的采樣值；

s32判斷所述采樣值是否在預(yù)設(shè)的電壓范圍內(nèi)；

s33計(jì)算處于所述預(yù)設(shè)的電壓范圍內(nèi)的采用值的脈沖信號(hào)的斜率值；

s34判斷所述斜率值是否位于預(yù)設(shè)的斜率范圍內(nèi)；

s35當(dāng)所述斜率值處于所述預(yù)設(shè)的斜率范圍內(nèi)時(shí)，則相對(duì)應(yīng)的超聲波信號(hào)為有效超聲波信號(hào)。

優(yōu)選地，所述步驟s4具體包括以下步驟：

s41測(cè)量所述無(wú)人飛行器所在環(huán)境的溫度值；

s42依據(jù)所述溫度值校正所述超聲波的傳播速度。

優(yōu)選地，所述步驟s5進(jìn)一步包括以下步驟：

s51確定超聲波信號(hào)自發(fā)射開(kāi)始至接收到有效超聲波信號(hào)的傳播時(shí)間；

s52確定所述無(wú)人飛行器從發(fā)射超聲波信號(hào)至接收到所述有效超聲波信號(hào)時(shí)已移動(dòng)距離；

s53依據(jù)校正后的傳播速度、所述傳播時(shí)間、移動(dòng)距離確定所述無(wú)人飛行器距離所述障礙物的距離。

優(yōu)選地，所述步驟s2進(jìn)一步包括以下步驟：

s21在所述無(wú)人飛行器的第一部位接收所述障礙物反射回來(lái)的超聲波信號(hào)；

s22同時(shí)在所述無(wú)人飛行器的第二部位接收所述障礙物反射回來(lái)的超聲波信號(hào)。

本發(fā)明還提供一種無(wú)人飛行器避障裝置。所述無(wú)人飛行器避障裝置包括：

超聲波發(fā)射單元，設(shè)于無(wú)人飛行器，發(fā)射超聲波信號(hào)；

超聲波接收單元，用于接收經(jīng)障礙物反射回來(lái)的超聲波信號(hào)；

采樣單元，用于采樣有效的超聲波信號(hào)；

校正單元，用于校正超聲波傳輸速度；

計(jì)算單元，用于計(jì)算所述無(wú)人飛行器當(dāng)前時(shí)刻距離所述障礙物的距離；

控制單元，用于依據(jù)所述距離控制所述無(wú)人飛行器避開(kāi)所述障礙物。

優(yōu)選地，所述采樣單元進(jìn)一步包括：

采集模塊，用于采集接收到的超聲波信號(hào)中的脈沖信號(hào)，生成以電壓值形式表示的采樣值；

第一判斷模塊，用于判斷所述采樣值是否在預(yù)設(shè)的電壓范圍內(nèi)；

斜率計(jì)算模塊，用于計(jì)算處于所述預(yù)設(shè)的電壓范圍內(nèi)的采用值的脈沖信號(hào)的斜率值；

第二判斷模塊，用于判斷所述斜率值是否位于預(yù)設(shè)的斜率范圍內(nèi)；

有效超聲波信號(hào)確定模塊，用于當(dāng)所述斜率值處于所述預(yù)設(shè)的斜率范圍內(nèi)時(shí)，則相對(duì)應(yīng)的超聲波信號(hào)為有效超聲波信號(hào)。

優(yōu)選地，所述校正單元具體包括：

溫度測(cè)量模塊，用于測(cè)量所述無(wú)人飛行器所在環(huán)境的溫度值；

速度校正模塊，用于依據(jù)所述溫度值校正所述超聲波的傳播速度；

所述計(jì)算單元具體包括：

傳播時(shí)間確定模塊，用于確定超聲波信號(hào)自發(fā)射開(kāi)始至接收到有效超聲波信號(hào)的傳播時(shí)間；

移動(dòng)距離驅(qū)動(dòng)模塊，用于確定所述無(wú)人飛行器從發(fā)射超聲波信號(hào)至接收到所述有效超聲波信號(hào)時(shí)已移動(dòng)距離；

障礙物距離確定模塊，用于依據(jù)校正后的傳播速度、所述傳播時(shí)間、移動(dòng)距離確定所述無(wú)人飛行器距離所述障礙物的距離。

本發(fā)明還提供一種無(wú)人飛行器避障裝置。所述無(wú)人飛行器避障裝置具體包括：

超聲波發(fā)射器，發(fā)射超聲波信號(hào)探測(cè)所述無(wú)人飛行器所在環(huán)境的障礙物，

超聲波接收器，接收經(jīng)所述障礙物反射回的超聲波信號(hào)，

溫度測(cè)量單元，測(cè)量所述無(wú)人飛行器所在環(huán)境的溫度，

控制器，所述控制器控制所述超聲波發(fā)射器、超聲波接收器以及溫度測(cè)量單元，并依據(jù)間隔預(yù)設(shè)時(shí)間后接收經(jīng)障礙物反射回來(lái)的超聲波信號(hào)，采樣出有效的超聲波信號(hào)，并校正超聲波傳輸速度，隨后計(jì)算所述無(wú)人飛行器當(dāng)前時(shí)刻距離所述障礙物的距離，然后依據(jù)所述距離控制所述無(wú)人飛行器避開(kāi)所述障礙物。

優(yōu)選地，所述超聲波發(fā)射器進(jìn)一步包括：第一調(diào)制放大單元以及超聲波發(fā)射單元，所述第一調(diào)制放大單元接收到脈沖信號(hào)后，產(chǎn)生多個(gè)脈沖交替的超聲波調(diào)制信號(hào)，所述超聲波調(diào)制信號(hào)經(jīng)超聲波發(fā)射單元發(fā)射出超聲波信號(hào)；

所述超聲波接收器進(jìn)一步包括：接收處理單元、第二調(diào)制放大單元、采用檢測(cè)單元、解調(diào)單元、濾波單元、電壓比較單元以及中斷信號(hào)產(chǎn)生單元，所述接收處理單元接收在超聲波發(fā)送單元發(fā)射超聲波信號(hào)同時(shí)發(fā)射的同步信號(hào)，隨后啟動(dòng)所述第二調(diào)制放大單元對(duì)經(jīng)障礙物反射回來(lái)的超聲波信號(hào)進(jìn)行放大，所述采樣檢測(cè)單元對(duì)超聲波信號(hào)進(jìn)行采樣，獲得采樣信號(hào)，所述采樣信號(hào)經(jīng)解調(diào)單元解調(diào)后，并經(jīng)濾波單元濾除噪聲后，經(jīng)電壓比較單元進(jìn)行比較獲得有效超聲波信號(hào)，隨后由中斷信號(hào)產(chǎn)生單元發(fā)送中斷信號(hào)，以便獲得超聲波信號(hào)從發(fā)射到接收的傳播時(shí)間。

本發(fā)明提供的無(wú)人飛行器避障方法及裝置，由于超聲波回波接收檢測(cè)準(zhǔn)確、測(cè)量精度高，因而無(wú)人飛行器在飛行時(shí)可以有效判斷出障礙物位置，具有避障效果好的特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的無(wú)人飛行器避障方法的流程示意圖。

圖2是圖1中步驟s3的詳細(xì)流程示意圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例一的無(wú)人飛行器避障方法中計(jì)算障礙物與無(wú)人飛行器距離的示意圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例二的無(wú)人飛行器避障裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明實(shí)施例三的無(wú)人飛行器避障裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，如果不沖突，本發(fā)明實(shí)施例以及實(shí)施例中的各個(gè)特征可以相互結(jié)合，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

實(shí)施例一

請(qǐng)參見(jiàn)圖1和圖2，圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的無(wú)人飛行器避障方法的流程圖，圖2是圖1中步驟s3的詳細(xì)流程示意圖。如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例一的無(wú)人飛行器避障方法主要包括以下步驟：

s1無(wú)人飛行器發(fā)射出超聲波信號(hào)；無(wú)人飛行器上設(shè)有超聲波發(fā)射單元發(fā)射出超聲波信號(hào)。

s2接收經(jīng)障礙物反射回來(lái)的超聲波信號(hào)；超聲波發(fā)射單元發(fā)射出的超聲波信號(hào)經(jīng)一段時(shí)間的傳輸后，遇到障礙物時(shí)，被障礙物發(fā)射回來(lái)，被超聲波接收單元接收。當(dāng)然，對(duì)于超聲波接收單元而言，可能會(huì)接收到不止一種超聲波信號(hào)，從這些超聲波信號(hào)中篩選出由超聲波發(fā)射單元發(fā)射出來(lái)且經(jīng)障礙物反射回來(lái)的超聲波信號(hào)。當(dāng)然為了能準(zhǔn)確判定障礙物的位置，可以在無(wú)人飛行器上設(shè)置不止一個(gè)超聲波接收單元。此時(shí)，優(yōu)選地，所述步驟s2進(jìn)一步包括以下步驟：

s21在所述無(wú)人飛行器的第一部位接收所述障礙物反射回來(lái)的超聲波信號(hào)；這里設(shè)于無(wú)人飛行器第一部位的超聲波接收單元接收經(jīng)障礙物反射回來(lái)的超聲波信號(hào)；

s22同時(shí)在所述無(wú)人飛行器的第二部位接收所述障礙物反射回來(lái)的超聲波信號(hào)。設(shè)于所述無(wú)人飛行器的第二部位的超聲波接收單元接收經(jīng)障礙物反射回來(lái)的超聲波信號(hào)的第一時(shí)間與第一部位的超聲波接收單元接收經(jīng)障礙物反射回來(lái)的超聲波信號(hào)的第二時(shí)間之間存在時(shí)間差。無(wú)人飛行器的第一部位與第二部位不相同，間隔有一定的距離，彼此存在相對(duì)位置關(guān)系。依據(jù)這個(gè)時(shí)間差以及相對(duì)位置關(guān)系來(lái)確定障礙物的位置。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，無(wú)人飛行器的第一部位與第二部位分別位于超聲波發(fā)射單元的兩側(cè)，即在第一部位設(shè)置的超聲波接收單元與第二部位設(shè)置的超聲波接收單元二者在超聲波發(fā)射單元兩側(cè)，在接收經(jīng)障礙物反射回來(lái)的超聲波信號(hào)時(shí)，若接收時(shí)間上幾乎不存在差異或者異常小時(shí)，則可以估計(jì)為障礙物位于無(wú)人飛行器的正前方。當(dāng)然在無(wú)人飛行器較小時(shí)，第一部位是無(wú)人飛行器的前端，而第二部位位于無(wú)人飛行器的后端。還可以依據(jù)無(wú)人飛行器自身形狀，設(shè)置無(wú)人飛行器上便于接收超聲波信號(hào)的位置。此外，還可以在無(wú)人飛行器的多個(gè)部位分別設(shè)置超聲波接收單元，這多個(gè)超聲波接收單元組成超聲波接收單元陣列，從陣列中選取一部分或全部超聲波接收單元來(lái)接收經(jīng)障礙物反射回來(lái)的超聲波信號(hào)，這有助于獲得更準(zhǔn)確的障礙物的位置。

s3采樣有效的超聲波信號(hào)；請(qǐng)參見(jiàn)圖2，所述步驟s3具體包括以下步驟：

s31采集接收到的超聲波信號(hào)中的脈沖信號(hào)，生成以電壓值形式表示的采樣值；

s32判斷所述采樣值是否在預(yù)設(shè)的電壓范圍內(nèi)；這里預(yù)設(shè)的電壓范圍可以依據(jù)可由用戶依據(jù)實(shí)際需要來(lái)確定。在一個(gè)應(yīng)用實(shí)施例中，在測(cè)定接收到的有效超聲波回波信號(hào)的電壓幅值為1至20mv范圍內(nèi)時(shí)，前置電路的放大倍數(shù)為150倍，則放大后的有效電壓范圍可以認(rèn)為為0.15至3v。當(dāng)然電壓幅值范圍不同，放大倍數(shù)也可以不同；

s33計(jì)算處于所述預(yù)設(shè)的電壓范圍內(nèi)的采用值的脈沖信號(hào)的斜率值；

s34判斷所述斜率值是否位于預(yù)設(shè)的斜率范圍內(nèi)；這里預(yù)設(shè)的斜率范圍可以依據(jù)用戶需要的精度來(lái)確定。例如，在一個(gè)比較簡(jiǎn)單的方法中，以先、后兩次采樣值的差值與采樣時(shí)間間隔的比值為斜率，有效電壓范圍0.15至3v，t為采樣間隔，則斜率最大為(3-0.15)/t，即2.75/t，所以斜率范圍可以認(rèn)為是0至2.75/t；

s35當(dāng)所述斜率值處于所述預(yù)設(shè)的斜率范圍內(nèi)時(shí)，則相對(duì)應(yīng)的超聲波信號(hào)為有效超聲波信號(hào)。

s4校正超聲波傳輸速度；具體來(lái)說(shuō)，所述步驟s4具體包括以下步驟：

s41測(cè)量所述無(wú)人飛行器所在環(huán)境的溫度值；這個(gè)環(huán)境溫度值可以由溫度傳感器檢測(cè)出來(lái)；

s42依據(jù)所述溫度值校正所述超聲波的傳播速度。由于超聲波傳播速度受溫度影響較大，因此獲得準(zhǔn)確的傳播速度較為重要。本發(fā)明經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，采用經(jīng)驗(yàn)公式v＝331.4+0.607t來(lái)校正超聲波的傳播速度，其中，t（單位為℃）為實(shí)際測(cè)量的溫度，v（m/s）為超聲波在介質(zhì)（空氣）中的傳播速度。

s5計(jì)算所述無(wú)人飛行器當(dāng)前時(shí)刻距離所述障礙物的距離；優(yōu)選地，所述步驟s5進(jìn)一步包括以下步驟：

s51確定超聲波信號(hào)自發(fā)射開(kāi)始至接收到有效超聲波信號(hào)的傳播時(shí)間；

s52確定所述無(wú)人飛行器從發(fā)射超聲波信號(hào)至接收到所述有效超聲波信號(hào)時(shí)已移動(dòng)距離；

s53依據(jù)校正后的傳播速度、所述傳播時(shí)間、移動(dòng)距離確定所述無(wú)人飛行器距離所述障礙物的距離。

在一個(gè)具體的應(yīng)用實(shí)施例中，首先根據(jù)測(cè)量的溫度對(duì)超聲波在介質(zhì)中的傳播速度進(jìn)行修正。本發(fā)明通過(guò)試驗(yàn)，采用獲得的經(jīng)驗(yàn)公式v＝331.4+0.607t來(lái)修正超聲波的傳播速度，其中，t（單位為℃）為實(shí)際測(cè)量的溫度，v（m/s）為超聲波在介質(zhì)（空氣）中的傳播速度。然后根據(jù)測(cè)量的超聲波傳播時(shí)間計(jì)算無(wú)人飛行器與障礙物之間的距離。如圖3所示，在a點(diǎn)處，無(wú)人飛行器的超聲波發(fā)射單元發(fā)出超聲波信號(hào)，超聲波信號(hào)經(jīng)c點(diǎn)處的障礙物反射，被無(wú)人飛行器上的超聲波接收單元接收到。當(dāng)超聲波接收單元確定接收到反射波（即經(jīng)障礙物反射回來(lái)的超聲波信號(hào)）時(shí)，無(wú)人飛行器已經(jīng)飛到了b點(diǎn)處。設(shè)無(wú)人飛行器的飛行速度為v0m/s，超聲波在空氣中傳播的實(shí)際速度為vc=331.4+0.607t。超聲波從發(fā)射到被接收的傳播時(shí)間為t，也就是無(wú)人飛行器從ａ點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到ｂ點(diǎn)的時(shí)間為t，設(shè)超聲波從ａ點(diǎn)直接傳播到ｂ點(diǎn)的時(shí)間為ta，從b點(diǎn)直接傳播到c點(diǎn)的時(shí)間為tb，則有：

t=ta+2*tb

ta=v0*t/vc

tb=(t-ta)/2

由上述公式可得無(wú)人飛行器收到超聲波信號(hào)時(shí)距離障礙物的距離為s=tb*vc=(vc-v0)*t/2=((331.4+0.607t)-v0)*t/2。

s6依據(jù)所述距離控制所述無(wú)人飛行器避開(kāi)所述障礙物。這里在知悉障礙物距離無(wú)人飛行器的位置后，根據(jù)需要發(fā)送控制指令控制無(wú)人飛行器進(jìn)行相應(yīng)的避障操作，比如距離障礙物較近時(shí)，轉(zhuǎn)向飛行或者上升越過(guò)障礙物等等措施實(shí)現(xiàn)避障。

本發(fā)明提供的無(wú)人飛行器避障方法，由于超聲波回波接收檢測(cè)準(zhǔn)確、測(cè)量精度高，因而無(wú)人飛行器在飛行時(shí)可以有效判斷出障礙物位置，具有避障效果好的特點(diǎn)。

實(shí)施例二

請(qǐng)參見(jiàn)圖4，本發(fā)明還提供一種無(wú)人飛行器避障裝置。所述無(wú)人飛行器避障裝置包括：

超聲波發(fā)射單元10，用于發(fā)射超聲波信號(hào)；

超聲波接收單元20，用于接收經(jīng)障礙物反射回來(lái)的超聲波信號(hào)；

采樣單元30，用于采樣有效的超聲波信號(hào)；

校正單元40，用于校正超聲波傳輸速度；

計(jì)算單元50，用于計(jì)算所述無(wú)人飛行器當(dāng)前時(shí)刻距離所述障礙物的距離；

控制單元60，用于依據(jù)所述距離控制所述無(wú)人飛行器避開(kāi)所述障礙物。

在一個(gè)具體實(shí)施例中，所述采樣單元30進(jìn)一步包括：

采集模塊，用于采集接收到的超聲波信號(hào)中的脈沖信號(hào)，生成以電壓值形式表示的采樣值；

第一判斷模塊，用于判斷所述采樣值是否在預(yù)設(shè)的電壓范圍內(nèi)；

斜率計(jì)算模塊，用于計(jì)算處于所述預(yù)設(shè)的電壓范圍內(nèi)的采用值的脈沖信號(hào)的斜率值；

第二判斷模塊，用于判斷所述斜率值是否位于預(yù)設(shè)的斜率范圍內(nèi)；

有效超聲波信號(hào)確定模塊，用于當(dāng)所述斜率值處于所述預(yù)設(shè)的斜率范圍內(nèi)時(shí)，則相對(duì)應(yīng)的超聲波信號(hào)為有效超聲波信號(hào)。

在一個(gè)具體實(shí)施例中，所述校正單元40具體包括：

溫度測(cè)量模塊，用于測(cè)量所述無(wú)人飛行器所在環(huán)境的溫度值；

速度校正模塊，用于依據(jù)所述溫度值校正所述超聲波的傳播速度；

所述計(jì)算單元50具體包括：

傳播時(shí)間確定模塊，用于確定超聲波信號(hào)自發(fā)射開(kāi)始至接收到有效超聲波信號(hào)的傳播時(shí)間；

移動(dòng)距離驅(qū)動(dòng)模塊，用于確定所述無(wú)人飛行器從發(fā)射超聲波信號(hào)至接收到所述有效超聲波信號(hào)時(shí)已移動(dòng)距離；

障礙物距離確定模塊，用于依據(jù)校正后的傳播速度、所述傳播時(shí)間、移動(dòng)距離確定所述無(wú)人飛行器距離所述障礙物的距離。

本發(fā)明提供的無(wú)人飛行器避障裝置，通過(guò)設(shè)置采樣單元與校正單元使得對(duì)超聲波回波的接收檢測(cè)更準(zhǔn)確、測(cè)量精度更高，因而無(wú)人飛行器在飛行時(shí)可以有效判斷出障礙物位置，具有避障效果好的特點(diǎn)。

實(shí)施例三

請(qǐng)參見(jiàn)圖5，本發(fā)明還提供一種無(wú)人飛行器避障裝置。所述無(wú)人飛行器避障裝置具體包括：

超聲波發(fā)射器100，發(fā)射超聲波信號(hào)探測(cè)所述無(wú)人飛行器所在環(huán)境的障礙物，

超聲波接收器300，接收經(jīng)所述障礙物反射回的超聲波信號(hào)，

溫度測(cè)量單元400，測(cè)量所述無(wú)人飛行器所在環(huán)境的溫度，

控制器200，所述控制器200控制所述超聲波發(fā)射器、超聲波接收器以及溫度測(cè)量單元，并依據(jù)間隔預(yù)設(shè)時(shí)間后接收經(jīng)障礙物反射回來(lái)的超聲波信號(hào)，采樣出有效的超聲波信號(hào)，并校正超聲波傳輸速度，隨后計(jì)算所述無(wú)人飛行器當(dāng)前時(shí)刻距離所述障礙物的距離，然后依據(jù)所述距離控制所述無(wú)人飛行器避開(kāi)所述障礙物。

在一個(gè)具體實(shí)施例中，所述超聲波發(fā)射器100進(jìn)一步包括：第一調(diào)制放大單元以及超聲波發(fā)射單元，所述第一調(diào)制放大單元接收到脈沖信號(hào)后，產(chǎn)生多個(gè)脈沖交替的超聲波調(diào)制信號(hào)，所述超聲波調(diào)制信號(hào)經(jīng)超聲波發(fā)射單元發(fā)射出超聲波信號(hào)。

進(jìn)一步地，所述超聲波接收器300進(jìn)一步包括：接收處理單元、第二調(diào)制放大單元、采用檢測(cè)單元、解調(diào)單元、濾波單元、電壓比較單元以及中斷信號(hào)產(chǎn)生單元，所述接收處理單元接收在超聲波發(fā)送單元發(fā)射超聲波信號(hào)同時(shí)發(fā)射的同步信號(hào)，隨后啟動(dòng)所述第二調(diào)制放大單元對(duì)經(jīng)障礙物反射回來(lái)的超聲波信號(hào)進(jìn)行放大，所述采樣檢測(cè)單元對(duì)超聲波信號(hào)進(jìn)行采樣，獲得采樣信號(hào)，所述采樣信號(hào)經(jīng)解調(diào)單元解調(diào)后，并經(jīng)濾波單元濾除噪聲后，經(jīng)電壓比較單元進(jìn)行比較獲得有效超聲波信號(hào)，隨后由中斷信號(hào)產(chǎn)生單元發(fā)送中斷信號(hào)，以便獲得超聲波信號(hào)從發(fā)射到接收的傳播時(shí)間。

在一個(gè)應(yīng)用實(shí)施例中，該無(wú)人飛行器避障裝置的基本運(yùn)行過(guò)程如下：控制器200產(chǎn)生一定序列的80khz或100khz脈沖，經(jīng)過(guò)第一調(diào)制放大單元的處理，產(chǎn)生包含多個(gè)80khz或100khz脈沖或80khz與100khz脈沖交替的超聲波調(diào)制信號(hào)以提高抗干擾性和傳輸速度，再由超聲波發(fā)射單元向外發(fā)出，在超聲波發(fā)射的同時(shí)，控制器200給超聲波接收單元發(fā)送一個(gè)同步信號(hào)，確保超聲波信號(hào)發(fā)射與接收的時(shí)間同步。發(fā)射出去的超聲波信號(hào)遇到障礙物以后，會(huì)發(fā)生反射現(xiàn)象，反射回來(lái)的超聲波回波被超聲波接收單元接收。

超聲波接收單元接收到控制器200的同步信號(hào)，就啟動(dòng)超聲波回波接收。接收到的信號(hào)通過(guò)超聲波接收單元的前置放大單元將信號(hào)放大，達(dá)到適合的幅度，以方便后級(jí)各單元的處理。超聲波接收單元控制采樣檢測(cè)單元使用stm32單片機(jī)處理器自帶的兩個(gè)或三個(gè)adc功能模塊對(duì)放大后的回波進(jìn)行快速交替采樣，并配合dma方法保存和讀取采樣值，再使用采樣值判斷法判斷檢測(cè)出有效超聲波信號(hào)，進(jìn)而進(jìn)行后續(xù)的相關(guān)處理。

解調(diào)單元對(duì)接收到的有效調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)處理；接著，濾波單元的帶通濾波器以80khz或100khz為中心頻率，濾除高頻和低頻的干擾信號(hào)。電壓比較單元將濾波后的信號(hào)轉(zhuǎn)換為矩形脈沖波，并由中斷信號(hào)產(chǎn)生單元產(chǎn)出中斷觸發(fā)信號(hào)，進(jìn)而超聲波接收器300的接收處理單元測(cè)量出超聲波信號(hào)從發(fā)射到被接收的傳播時(shí)間?？刂破?00依據(jù)所測(cè)量的超聲波傳播時(shí)間和溫度測(cè)量單元所測(cè)的當(dāng)前氣溫，利用相關(guān)的算法，計(jì)算出無(wú)人機(jī)飛行器與障礙物之間的距離。控制器200根據(jù)測(cè)量的距離決定采取不同的策略。

控制器200可以使用stm32系列單片機(jī)處理器，主要控制整個(gè)無(wú)人機(jī)飛行器的運(yùn)轉(zhuǎn)，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果決定采取不同的應(yīng)對(duì)措施如轉(zhuǎn)向、減速、懸?；蚪德涞?。

超聲波接收器300的接收處理單元也可使用stm32系列單片機(jī)處理器，用于得到超聲波測(cè)量的距離。

采樣檢測(cè)單元使用stm32單片機(jī)處理器自帶的兩個(gè)或三個(gè)adc功能模塊（模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊），配置相關(guān)參數(shù)使其工作在快速交替模式下，可大幅提高采樣速率。

采樣檢測(cè)單元10在ad（模擬轉(zhuǎn)換為數(shù)字）采樣之后，使用采樣值判斷法判斷檢測(cè)出有效超聲波信號(hào)。判斷檢測(cè)到了有效超聲波信號(hào)的依據(jù)如前面所述。

控制器200首先根據(jù)測(cè)量的溫度對(duì)超聲波在介質(zhì)中的傳播速度進(jìn)行修正。根據(jù)公式v＝331.4+0.607t修正超聲波的傳播速度，其中，t（單位為℃）為實(shí)際測(cè)量的溫度，v（m/s）為超聲波在介質(zhì)中的傳播速度。

控制器200根據(jù)測(cè)量的超聲波傳播時(shí)間計(jì)算無(wú)人機(jī)飛行器與障礙物之間的距離，然后依據(jù)所述距離控制所述無(wú)人飛行器避開(kāi)所述障礙物。

以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種無(wú)人飛行器避障方法及裝置，進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容僅為本發(fā)明的實(shí)施方式，并非因此限制本發(fā)明的專(zhuān)利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。