CN110501702A - 无人机的实时飞行高度测量方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents

无人机的实时飞行高度测量方法、装置、设备和存储介质 Download PDF

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CN110501702A CN201910848232.5A CN201910848232A CN110501702A CN 110501702 A CN110501702 A CN 110501702A CN 201910848232 A CN201910848232 A CN 201910848232A CN 110501702 A CN110501702 A CN 110501702A
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Abstract

本发明提供了一种无人机的实时飞行高度测量方法、装置、设备以及计算机存储介质，在当前时刻下，包括：通过雷达接收发射信号经监测区域反射后形成的反射信号，并对所述反射信号以及发射信号经混频后，以得到中频信号；其中，所述雷达安装于无人机上；对所述中频信号做FFT频谱分析，以获得幅度频谱和相位频谱；根据所述幅度频谱生成第一高度；根据相位频谱以及上一时刻的飞行高度生成第二高度；获取所述无人机的飞行状态，并根据所述飞行状态确定所述第一高度的第一权重以及第二高度的第二权重；根据所述第一权重、所述第二权重、所述第一高度以及所述第二高度，获取所述无人机的实时飞行高度。本发明能够实时检测无人机距离地面的实时高度。

Description

无人机的实时飞行高度测量方法、装置、设备和存储介质
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机的实时飞行高度测量方法、装置、设备和存储介质。
背景技术
随着科技的进步和人工智能的高速发展，无人机的应用已经成为人们研究的热点。无人机的低成本性、高灵活性及其与其他技术的结合，使得其在越来越多的领域内得到应用，比如植被保护、电力巡检、灾害救援等。在这些领域内应用无人机，既突破了传统手段的局限性，又可以大大减少人力成本。而这些应用中，很多情况下，需要无人机实时准确测定距离地面的高度，以便无人机能够在确定的距离范围内完成准确的升降、以及稳定在确定的高度上进行高效的工作。但是，在无人机实际使用过程中，在判断无人机是在上升、下降、悬停或平飞状态时，会产生一定的时间延迟，同时无人机在飞行过程中，飞行必将经过不同的凹凸起伏状况的地面，甚至出现断崖的情况，导致无人机在悬停过程很难获得稳定和准确的检测结果。
发明内容
本发明实施例提供一种无人机的实时飞行高度测量方法、装置和设备。本发明能够实时检测无人机距离地面的实时高度。
第一方面，本发明实施例提供一种无人机的实时飞行高度测量方法，在当前时刻下，包括：
通过雷达接收发射信号经监测区域反射后形成的反射信号，并对所述反射信号以及发射信号经混频后，以得到中频信号；其中，所述雷达安装于无人机上；
对所述中频信号做FFT频谱分析，以获得幅度频谱和相位频谱；
根据所述幅度频谱生成第一高度；
根据相位频谱以及上一时刻的飞行高度生成第二高度；
获取所述无人机的飞行状态，并根据所述飞行状态确定所述第一高度的第一权重以及第二高度的第二权重；
根据所述第一权重、所述第二权重、所述第一高度以及所述第二高度，获取所述无人机的实时飞行高度。
优选地，所述无人机的实时飞行高度的表达式为：h＝a1h1+a2h2；其中，h1为第一高度、h2为第二高度、a1为第一权重，a2为第二权重；a2＝1-a1；1≥a1≥0，1≥a2≥0。
优选地，当判断所述飞行状态为上升动作或下降动作，则设定所述第一权重a1＝1；当判断所述飞行状态为无动作或水平旋转动作，则设定所述第一权重a1＝0；当判断所述飞行状态为平飞动作，则设定第一权重0＜a1＜1。
优选地，根据所述幅度频谱生成第一高度，具体为：
根据所述幅度频谱，提取与所述幅度频谱的峰值谱线所在位置两侧的邻近局部极小值的第一谱线位置与第二谱线位置的两个谱线的位置；
根据所述第一谱线位置、第二谱线位置以及第一谱线位置与第二谱线位置间的谱线幅度值，获取所述幅度频谱在所述第一谱线位置至所述第二谱线位置间的重心位置；
根据所述重心位置、传输信号带宽以及电磁波在真空中的传播速度，获得第一高度。
优选地，所述重心位置的表述式为：其中，S[r]表示第一谱线位置与第二谱线位置间的任意谱线位置r处的幅度频谱的幅度；p1为第一谱线位置；p2为第二谱线位置；p0为重心位置；
所述第一高度的表达式为：其中，c为电磁波在真空中的传播速度，B表示传输信号带宽；h1为无人机距离所述监测区域的第一高度。
优选地，根据相位频谱以及上一时刻的飞行高度生成第二高度，具体为：
获取所述上一时刻的飞行高度的谱线位置；
根据所述当前时刻的相位频谱以及所述谱线位置，获得当前时刻的相位；
根据所述当前时刻的相位与上一时刻的相位，获得所述当前时刻与上一时刻的相位差；
根据所述相位差以及传输信号的载波波长，获取当前时刻与上一时刻的相对变化高度；
根据所述上一时刻的飞行高度以及所述相对变化高度，获得第二高度。
优选地，相对变化高度的表达式为：Δa为相位差，Δh为相对变化高度，λ为传输信号的载波波长。
第二方面，本发明实施例提供了一种无人机的实时飞行高度测量装置，包括：
混频单元，用于通过雷达接收发射信号经监测区域反射后形成的反射信号，并对所述反射信号以及发射信号经混频后，以得到中频信号；其中，所述雷达安装于无人机上；
频谱分析单元，用于对所述中频信号做FFT频谱分析，以获得幅度频谱和相位频谱；
第一高度生成单元，用于根据所述幅度频谱生成第一高度；
第二高度生成单元，用于根据相位频谱以及上一时刻的飞行高度生成第二高度；
飞行状态获取单元，用于获取所述无人机的飞行状态，并根据所述飞行状态确定所述第一高度的第一权重以及第二高度的第二权重；
飞行高度获取单元，用于根据所述第一权重、所述第二权重、所述第一高度以及所述第二高度，获取所述无人机的实时飞行高度。
优选地，所述无人机的实时飞行高度的表达式为：h＝a1h1+a2h2；其中，h1为第一高度、h2为第二高度、a1为第一权重，a2为第二权重；a2＝1-a1；1≥a1≥0，1≥a2≥0。
优选地，还包括：
第一判断单元，用于当判断所述飞行状态为上升动作或下降动作，则设定所述第一权重a1＝1；
第二判断单元，用于当判断所述飞行状态为无动作或水平旋转动作，则设定所述第一权重a1＝0；
第三判断单元，用于当判断所述飞行状态为平飞动作，则设定第一权重0＜a1＜1。
优选地，第一判断单元，具体用于：
提取模块，用于根据所述幅度频谱，提取与所述幅度频谱的峰值谱线所在位置两侧的邻近局部极小值的第一谱线位置与第二谱线位置的两个谱线的位置；
第一获取模块，用于根据所述第一谱线位置、第二谱线位置以及第一谱线位置与第二谱线位置间的谱线幅度值，获取所述幅度频谱在所述第一谱线位置至所述第二谱线位置间的重心位置；
第二获取模块，用于根据所述重心位置、传输信号带宽以及电磁波在真空中的传播速度，获得第一高度。
优选地，所述重心位置的表述式为：其中，S[r]表示第一谱线位置与第二谱线位置间的任意谱线位置r处的幅度频谱的幅度；p1为第一谱线位置；p2为第二谱线位置；p0为重心位置；
所述无人机第一高度的表达式为：其中，c为电磁波在真空中的传播速度，B表示传输信号带宽；h1为第一高度。
优选地，第二判断单元，具体包括：
谱线位置获取模块，用于获取所述上一时刻的飞行高度的谱线位置；
相位获取模块，用于根据所述当前时刻的相位频谱以及所述谱线位置，获得当前时刻的相位；
相位差获取模块，用于根据当前时刻的相位与上一时刻的相位，获得当前时刻与上一时刻的相位差；
相对变化高度获取模块，用于根据所述相位差以及传输信号的载波波长，获取当前时刻与上一时刻的相对变化高度；
第二高度获取模块，用于根据所述上一时刻的飞行高度以及所述相对变化高度，获得第二高度。
优选地，相对变化高度的表达式为：Δa为相位差，Δh为相对变化高度，λ为传输信号的载波波长。
第三方面，本发明实施例提供了一种无人机的实时飞行高度测量设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述的无人机的实时飞行高度测量方法。
第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如第一方面所述的无人机的实时飞行高度测量方法。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
在上述一实施例中，本发明采用一发一收的调频连续波毫米波雷达向地面发射调频连续波(称为发送信号)，并接收地面的反射信号，通过对反射信号和发送信号混频从而获得中频信号，并对中频信号进行一维FFT频谱分析，获得幅度频谱和相位频谱，然后根据幅度频谱确定无人机距离地面的第一高度，以及根据相位频谱以及上一时刻的飞行高度生成第二高度，以及无人机的飞行状态确定所述第一高度的第一权重以及第二高度的第二权重；从而根据所述第一权重、所述第二权重、所述第一高度以及所述第二高度，获取所述无人机的实时飞行高度。本发明能够在无人机各种飞行状态下以及各种地形环境下获得实时准确的检测结果
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，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的附图。
图1是本发明第一实施例提供的无人机的实时飞行高度测量方法的流程示意图。
图2是本发明第二实施例提供的无人机的实时飞行高度测量装置的结构示意图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
实施例中提及的“第一\第二”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。应该理解“第一\第二”区分的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
实施例一：
请参阅图1，本发明第一实施例提供了一种无人机的实时飞行高度测量方法，其可由实时飞行高度测量设备来执行，特别的，由实时飞行高度测量设备内的一个或多个处理器来执行，并至少包括如下步骤：
S101，通过雷达接收发射信号经监测区域反射后形成的反射信号，并对所述反射信号以及发射信号经混频后，以得到中频信号；其中，所述雷达安装于无人机上。
在本实施例中，采用一发一收的调频连续波毫米波雷达，即一个发射天线和一个接收天线。发射天线发射一个发送信号，接收天线接收反射信号。即所述雷达通过发射天线向外发射调频连续波这里称作发射信号，被发射至监测区域的电磁波会产生反射信号，该反射信号通过毫米波雷达的接收天线接收称为接收信号(或回波信号、反射信号)，从而进入与雷达相连的后续信号处理电路。
其中，所述雷达安装于无人机上，优选地，在所述无人机正下方，使得雷达的检测方向正对监测区域，当然，需要说明的是，所述雷达当然可以安装在无人机任何位置，本发明在此，不做具体限制。
需要说明的是，混频工作由电路的混频器完成，实际是一个信号的乘法器，即对混频器两个输入端的两路信号进行乘法操作，这两路信号分别是雷达接收到的反射信号，以及发射信号，经过所述混频器后得到中频信号。
S102，对所述中频信号做FFT频谱分析，以获得幅度频谱和相位频谱。
S103，根据所述幅度频谱生成第一高度。
在本实施例中，由于重心位置比峰值频谱的所在位置更能准确计算出无人机至所述监测区域的第一高度，因此，需要先确定重心位置。为了计算的是有效频谱的重心位置，需要先确定目标信号产生的频谱，即幅度频谱在峰值频谱所在位置两侧的邻近局部极小值的第一谱线位置与第二谱线位置的两个谱线的位置间的频谱才是有效的，即只有第一谱线位置到第二谱线位置的频谱是由于目标存在而产生的有效频谱，从而通过计算幅度频谱从第一谱线位置到第二谱线位置的重心位置，使得计算的距离更准确，具体地，根据所述幅度频谱，提取与所述幅度频谱的峰值谱线所在位置两侧的邻近局部极小值的第一谱线位置与第二谱线位置的两个谱线的位置，然后根据所述第一谱线位置、第二谱线位置以及第一谱线位置与第二谱线位置之间的谱线幅度值，获取所述幅度频谱在所述第一谱线位置至所述第二谱线位置间的重心位置；最后根据所述重心位置、传输信号带宽以及电磁波在真空中的传播速度，得到所述无人机距离所述监测区域的第一高度。
其中，所述重心位置的表述式为：其中，S[r]表示第一谱线位置与第二谱线位置之间的位置的幅度频谱的幅度值(r为变量，表示从第一谱线位置至第二谱线位置之间的任意一条谱线位置)；p1为第一谱线位置；p2为第二谱线位置；p0为重心位置；所述无人机距离所述监测区域的第一高度的表达式为：其中，c为电磁波在真空中的传播速度，B表示传输信号带宽；h1为第一高度。
S104，根据相位频谱以及上一时刻的飞行高度生成第二高度。
在本实施例中，由于在计算第二高度前，并不知道当前高度，所以通过根据上一时刻的高度，获取当前时刻相位频谱中对应的谱线位置，从而获得第二高度，具体地，根据上一时刻所述无人机的飞行高度，获取所述高度的谱线位置(其计算公式为：其中，符号[x]表示对x四舍五入取整，c表示电磁波在真空中的传播速度，B表示传输信号带宽，h0为上一时刻无人机的飞行高度)；根据所述当前时刻的相位频谱以及所述谱线位置，获取当前时刻的相位；根据当前时刻的相位与上一时刻的相位，获得当前时刻与上一时刻的中频信号的相位差；然后根据所述相位差以及传输信号的载波波长，获取当前时刻与上一时刻的相对变化高度，最后根据所述上一时刻的飞行高度以及所述相对变化高度，获得第二高度；其中，相对变化高度的表达式为：Δa为相位差，Δh为相对变化高度，λ为传输信号的载波波长；第二高度h2＝h0+Δh；其中h0为上一时刻所述无人机的飞行高度。假设根据上一时刻所述无人机的飞行高度h0获取谱线位置q，然后，根据相位频谱Sp获取当前时刻相位at＝Sp[q]；再获取相邻检测时刻中频信号的相位差Δa＝at-at-1；然后根据相位差Δa获取相对变化高度Δh，最后根据h0和相对变化高度Δh获取无人机距离地面的第二高度h2＝h0+Δh；其中，Sp[q]表示相位频谱Sp在谱线位置q处的相位。
S105，获取无人机的飞行状态，并根据飞行状态确定所述第一高度的第一权重以及第二高度的第二权重。
在本实施例中，当相邻两个时刻之间高度变化很大的时候，无人机沿高度方向变化速度比较快，此时在实际应用中只需了解无人机的飞行状态，所以无人机对于距离精确度的要求较低；而当相邻两个时刻之间高度变化很小的时候，无人机沿高度方向变化速度比较慢，此时在实际应用中需要准确了解无人机的高度波动情况，所以无人机对于距离精确度的要求很高。因此，本发明根据相邻两个时刻之间高度变化大小将飞行状态划分为包括上升动作或下降动作(高度变化较大)、无动作或水平旋转动作(高度变化较小)以及平飞动作(高度的变化取决于所述监测区域的地面地形的变化，或者较大或者较小)，可以理解的是，实时飞行高度测量设备可从无人机控制***上获得所述无人机的飞行状态。
S106，根据第一权重、第二权重、第一高度以及第二高度，获取无人机的实时飞行高度。
在本实施例中，由于无人机的飞行状态为上升动作或下降动作时，无人机对于距离精确度的要求较小，只需要避免延迟即可，因此，通过当前时刻的幅度频谱寻找所述监测区域产生的有效信号频谱的重心位置，然后根据所述重心位置获取无人机距离所述监测区域的高度作为检测高度，则不需要根据历史时刻的无人机距离所述监测区域的高度，然后再获得当前检测高度，既能满足距离精度要求，又可避免延迟。因此，当判断所述飞行状态为上升动作或下降动作时，获得所述无人机至所述监测区域的第一高度为当前时刻的无人机的飞行高度。
在本实施例中，由于无人机的飞行状态为无动作或水平旋转动作时，无人机对于距离精确度的要求较高，所以检测出微小的变化能够让无人机稳定的悬停，而相位频谱对应的是检测目标的相位，而相位的变化就是检测目标到雷达距离的微小变化。因此，当飞行状态为无动作或水平旋转动作时，通过上一时刻所述无人机至所述监测区域的飞行高度以及所述相位频谱对所述无人机至所述监测区域的距离进行计算，从而获得所述无人机至所述监测区域的第二高度为当前时刻的无人机的飞行高度。
在本实施例中，由于无人机在飞行的过程地面可能存在不同的凹凸起伏或者断崖出现的情况，即无人机的飞行状态在平飞动作时，无人机的飞行高度变化存在变化较大或者较小的情况，因此，可通过设定第一高度以及第二高度的不同权重，即可以适应不同的地形面貌，例如，当判断所述飞行状态为上升动作或下降动作，则设定所述第一权重a1＝1；当判断所述飞行状态为无动作或水平旋转动作，则设定所述第一权重a1＝0；当判断所述飞行状态为平飞动作，则设定第一权重0＜a1＜1。其中，a1和a2的具体数值可以根据实测的统计数据确定。因此，所述无人机的实时飞行高度的表达式为：h＝a1h1+a2h2；其中，h1为第一高度、h2为第二高度、a1为第一权重，a2为第二权重；a2＝1-a1；1≥a1≥0，1≥a2≥0。
综上，雷达向地面发射调频连续波(称为发送信号)，并接收地面的反射信号，通过对反射信号和发送信号混频从而获得中频信号，并对中频信号进行一维FFT频谱分析，获得幅度频谱S和相位频谱Sp，然后根据上述幅度频谱确定有效谱线的重心位置，并根据重心位置确定无人机距离地面的第一高度；根据基础高度以及上述相位频谱确定无人机的高度变化，进而确定无人机距离地面的第二高度，其中基础高度为上一个检测时刻的实时高度，初始时刻为0；再获取无人机控制模块提供的无人机飞行状态，并根据飞行状态确定第一高度和第二高度的各自权重，最后根据上述第一高度、第二高度以及上述权重，获取无人机距离监测区域的实时高度，并更新基础高度，从而可以准确检测无人机实时飞行高度。
本发明第二实施例：
参见图2，本发明实施例提供了一种无人机的实时飞行高度测量装置，包括：
混频单元100，用于通过雷达接收发射信号经监测区域反射后形成的反射信号，并对所述反射信号以及发射信号经混频后，以得到中频信号；其中，所述雷达安装于无人机上；
频谱分析单元200，用于对所述中频信号做FFT频谱分析，以获得幅度频谱和相位频谱；
第一高度生成单元300，用于根据所述幅度频谱生成第一高度；
第二高度生成单元400，用于根据相位频谱以及上一时刻的飞行高度生成第二高度；
飞行状态获取单元500，用于获取所述无人机的飞行状态，并根据所述飞行状态确定所述第一高度的第一权重以及第二高度的第二权重；
飞行高度获取单元600，用于根据所述第一权重、所述第二权重、所述第一高度以及所述第二高度，获取所述无人机的实时飞行高度。
优选地，所述无人机的实时飞行高度的表达式为：h＝a1h1+a2h2；其中，h1为第一高度、h2为第二高度、a1为第一权重，a2为第二权重；a2＝1-a1；1≥a1≥0，1≥a2≥0。
在第一实施例的基础上，本发明一优选实施例中，还包括：
第一判断单元，用于当判断所述飞行状态为上升动作或下降动作，则设定所述第一权重a1＝1；
第二判断单元，用于当判断所述飞行状态为无动作或水平旋转动作，则设定所述第一权重a1＝0；
第三判断单元，用于当判断所述飞行状态为平飞动作，则设定第一权重0＜a1＜1。
在第一实施例的基础上，本发明一优选实施例中，第一判断单元，具体用于：
提取模块，用于根据所述幅度频谱，提取与所述幅度频谱的峰值谱线所在位置两侧的邻近局部极小值的第一谱线位置与第二谱线位置的两个谱线的位置；
第一获取模块，用于根据所述第一谱线位置、第二谱线位置以及第一谱线位置与第二谱线位置间的谱线幅度值，获取所述幅度频谱在所述第一谱线位置至所述第二谱线位置间的重心位置；
第二获取模块，用于根据所述重心位置、传输信号带宽以及电磁波在真空中的传播速度，获得第一高度。
在第一实施例的基础上，本发明一优选实施例中，所述重心位置的表述式为：其中，S[r]表示第一谱线位置与第二谱线位置间的任意谱线位置r处的幅度频谱的幅度；p1为第一谱线位置；p2为第二谱线位置；p0为重心位置；
所述无人机第一高度的表达式为：其中，c为电磁波在真空中的传播速度，B表示传输信号带宽；h1为第一高度。
在第一实施例的基础上，本发明一优选实施例中，第二判断单元，具体包括：
谱线位置获取模块，用于获取所述上一时刻的飞行高度的谱线位置；
相位获取模块，用于根据所述当前时刻的相位频谱以及所述谱线位置，获得当前时刻的相位；
相位差获取模块，用于根据当前时刻的相位与上一时刻的相位，获得当前时刻与上一时刻的相位差；
相对变化高度获取模块，用于根据所述相位差以及传输信号的载波波长，获取当前时刻与上一时刻的相对变化高度；
第二高度获取模块，用于根据所述上一时刻的飞行高度以及所述相对变化高度，获得第二高度。
在第一实施例的基础上，本发明一优选实施例中，相对变化高度的表达式为：Δa为相位差，Δh为相对变化高度，λ为传输信号的载波波长。
本发明第三实施例：
本发明第三实施例提供了一种无人机的实时飞行高度测量设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如所述实施例所述的无人机的实时飞行高度测量方法。
本发明第四实施例：
本发明第四实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如所述实施例所述的无人机的实时飞行高度测量方法。
在本实施例中，所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(APPlication Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述的无人机的实时飞行高度测量方法控制中心，利用各种接口和线路连接整个所述实现无人机的实时飞行高度测量方法的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现无人机的实时飞行高度测量方法的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、文字转换功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、文字消息数据等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘、智能存储卡(Smart Media Card,SMC)、安全数字(SecureDigital,SD)卡、闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
其中，所述实现服务设备的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现所述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一个计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现所述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种无人机的实时飞行高度测量方法，其特征在于，在当前时刻下，包括：
通过雷达接收发射信号经监测区域反射后形成的反射信号，并对所述反射信号以及发射信号经混频后，以得到中频信号；其中，所述雷达安装于无人机上；
对所述中频信号做FFT频谱分析，以获得幅度频谱和相位频谱；
根据所述幅度频谱生成第一高度；
根据相位频谱以及上一时刻的飞行高度生成第二高度；
获取所述无人机的飞行状态，并根据所述飞行状态确定所述第一高度的第一权重以及第二高度的第二权重；
根据所述第一权重、所述第二权重、所述第一高度以及所述第二高度，获取所述无人机的实时飞行高度。
2.根据权利要求1所述的无人机的实时飞行高度测量方法，其特征在于，所述无人机的实时飞行高度的表达式为：h＝a1h1+a2h2；其中，h1为第一高度、h2为第二高度、a1为第一权重，a2为第二权重；a2＝1-a1；1≥a1≥0，1≥a2≥0。
3.根据权利要求2所述的无人机的实时飞行高度测量方法，其特征在于，
当判断所述飞行状态为上升动作或下降动作，则设定所述第一权重a1＝1；
当判断所述飞行状态为无动作或水平旋转动作，则设定所述第一权重a1＝0；
当判断所述飞行状态为平飞动作，则设定第一权重0＜a1＜1。
4.根据权利要求1所述的无人机的实时飞行高度测量方法，其特征在于，根据所述幅度频谱生成第一高度，具体为：
根据所述幅度频谱，提取与所述幅度频谱的峰值谱线所在位置两侧的邻近局部极小值的第一谱线位置与第二谱线位置的两个谱线的位置；
根据所述第一谱线位置、第二谱线位置以及第一谱线位置与第二谱线位置间的谱线幅度值，获取所述幅度频谱在所述第一谱线位置至所述第二谱线位置间的重心位置；
根据所述重心位置、传输信号带宽以及电磁波在真空中的传播速度，获得第一高度。
5.根据权利要求4所述无人机飞行高度的计算方法，其特征在于，所述重心位置的表述式为：其中，S[r]表示第一谱线位置与第二谱线位置间的任意谱线位置r处的幅度频谱的幅度；p1为第一谱线位置；p2为第二谱线位置；p0为重心位置；所述第一高度的表达式为：其中，c为电磁波在真空中的传播速度，B表示传输信号带宽；h1为无人机距离所述监测区域的第一高度。
6.根据权利要求1所述无人机飞行高度的计算方法，其特征在于，根据相位频谱以及上一时刻的飞行高度生成第二高度，具体为：
获取所述上一时刻的无人机的飞行高度的谱线位置；
根据所述当前时刻的相位频谱以及所述谱线位置，获取当前时刻的相位；
根据所述当前时刻的相位和上一时刻的相位，获取当前时刻与上一时刻的中频信号的相位差；
根据所述相位差以及传输信号的载波波长，获取当前时刻与上一时刻的相对变化高度；
根据所述上一时刻的无人机的飞行高度以及所述相对变化高度，获得生成第二高度。
7.根据权利要求6所述无人机飞行高度的计算方法，其特征在于，相对变化高度的表达式为：Δa为相位差，Δh为相对变化高度，λ为传输信号的载波波长。
8.一种无人机的实时飞行高度测量装置，其特征在于，在当前时刻下，包括：
混频单元，用于通过雷达接收发射信号经监测区域反射后形成的反射信号，并对所述反射信号以及发射信号经混频后，以得到中频信号；其中，所述雷达安装于无人机上；
频谱分析单元，用于对所述中频信号做FFT频谱分析，以获得幅度频谱和相位频谱；
第一高度生成单元，用于根据所述幅度频谱生成第一高度；
第二高度生成单元，用于根据相位频谱以及上一时刻的飞行高度生成第二高度；
飞行状态获取单元获取所述无人机的飞行状态，并根据所述飞行状态确定所述第一高度的第一权重以及第二高度的第二权重；
飞行高度获取单元，用于根据所述第一权重、所述第二权重、所述第一高度以及所述第二高度，获取所述无人机的实时飞行高度。
9.一种无人机的实时飞行高度测量设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任意一项所述的无人机的实时飞行高度测量方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至7中任意一项所述的无人机的实时飞行高度测量方法。
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