一种高度测量装置的制作方法

本发明涉及一种高度测量装置，属于农业航空技术领域。

背景技术：

随着农业航空技术的发展，使用有人机和无人机进行植保作业越来越广泛，特别是近年来随着多旋翼无人机的大规模应用，将其应用在农业上比如喷药、施肥、播种、授粉等应用越来越广泛。

使用有人机(包括固定翼和直升机)航空作业时，驾驶员通过机上仪表和视线观察来应对航线上地形起伏，控制飞机随地形起伏来升降高度以保持飞机和作物间的距离进而保证良好的施药效果，由于人操作的滞后性和主观差异，因此靠驾驶员人为来控制飞机作业高度误差较大，一定程度上影响了作业效果。

采用无人机(多旋翼和无人直升机)来进行航空施药作业也需要根据地形起伏来调整飞机相距作物的绝对高度以保证良好的施药效果。当前无人机常采用气压高度传感器、激光测距传感器、超声波传感器、三维扫描雷达、视觉传感器等来对高度进行测量以实现随地形变化飞行，但上述方法都是“非接触式”的，很容易受风力、光线、飞机姿态、飞机速度、作物生物学特性差异等方面因素影响，因此上述方法都不能很好的控制无人机随地形定高飞行，主要靠操作人员主观判断并通过遥控操作来保证无人机距作物的绝对高度作业，因此无人机距作物的高度起伏较大进而影响了作业效果，同时遥控操作也限制了作业距离很近，极大地影响了作业效率和作业效果。

技术实现要素：

为克服上述技术不足，本发明的目的是提供一种高度测量装置，本发明的高度测量装置不受风力、光线、飞机姿态、飞机速度、作物生物学特性差异等方面因素影响，保证了无人机航空作业时随地形定高飞行。

本发明的一种高度测量装置，包括连接部件、多个传感器单元、电源线、信号线、保护外套。通过连接部件将高度测量装置连接至无人机上；多个传感器单元之间的距离保持相等或不等并事先标定好，传感器单元包括传感器和信号处理电路；传感器单元通过电源线由无人机电源供电或由单独电源供电；每个传感器单元产生的高度测量信号通过信号线传输至无人机主控芯片进行高度数据融合处理；传感器单元、电源线、信号线置于保护外套内，保护外套采用塑料等透明、有弹性的材料。

所述的传感器可以是主动式光电传感器、被动式光电传感器、微动开关，本发明的一种高度测量装置随无人机进行航空施药作业时，无人机在待施药作物上方保持一定高度并使多个传感器单元垂落于作物中，同时使一个以上传感器单元在作物上方，通过上述多个传感器探测自身是否在作物里，并利用事先标定好的每个传感器之间的距离数据，就可以测量无人机距离作物的绝对距离，进而可以随地形变化自动跟随进行定高施药作业。

本发明提供的一种高度测量装置，通过“接触式”地测量多个传感器单元是否置于作物中来获得无人机距离待施药作物的绝对距离，不受风力、光线、飞机姿态、飞机速度、作物生物特性差异等方面因素影响，使无人机能够真正做到自主随地飞行，满足无人机全自主飞行时随地形和作物高度变化时的绝对高度的获得，或者用于遥控作业时也可以大幅度增加作业距离，减少最难控制的高度方向的控制难度，减小对操作人员的要求，大幅度提高作业效率和作业效果。

附图说明

图1是本发明实施例1的示意图；

图2是本发明实施例1的传感器单元示意图；

图3是本发明实施例2的示意图；

图4是本发明实施例2的传感器单元示意图。

具体实施方式

以下结合附图给出的实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例的一种高度测量装置，包括连接部件1、多个传感器单元2、电源线3、信号线4、保护外套5。通过连接部件1将本高度测量装置连接至无人机上；多个传感器单元2之间的距离保持相等或不等并事先标定好，传感器单元2包括传感器201和信号处理电路202；传感器单元2通过电源线3由无人机电源供电或由单独电源供电；每个传感器单元2产生的高度测量信号通过信号线4传输至无人机主控芯片进行高度数据融合处理；多个传感器单元2、电源线3、信号线4置于保护外套5内，保护外套5采用塑料等透明、有弹性的材料。传感器201可以是主动式光电传感器也可以是被动式光电传感器，当无人机带载本发明的一种高度测量装置工作时，进入作物的主动式光电传感器或被动式光电传感器由于光照强度发生变化而导致明显的信号输出，而没有进入作物的主动式光电传感器或被动式光电传感器光照强度没有变化或发生很小变化而导致无明显信号输出，通过判断多个传感器201是否进入作物，再结合事先标定好的多个传感器之间的距离，实现无人机与作物间绝对距离的“接触式”测量。

实施例2

如图3和图4所示，本实施例的一种高度测量装置，其工作原理与实施例1相同，区别在于：传感器201是微动开关，且微动开关敏感部位漏在保护外套5的外面；保护套5可以是透明材料也可以是不透明材料；当无人机带动本发明的一种高度测量装置工作时，进入作物的微动开关由于和作物发生接触受力而产生信号，而没有进入作物的微动开关由于没有和作物接触因此没有信号产生，通过判断多个传感器201是否进入作物，再结合事先标定好的多个传感器之间的距离，实现无人机与作物间绝对距离的“接触式”测量。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案和构思做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要保护的范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明属于农业航空技术领域，涉及一种高度测量装置，其特征在于：包括连接部件、多个传感器单元、电源线、信号线、保护外套。通过连接部件连接至无人机上；传感器单元包括传感器和信号处理电路；传感器单元通过电源线由无人机电源供电或由单独电源供电；每个传感器单元产生的高度测量信号通过信号线传输至无人机主控芯片进行高度数据融合处理；传感器单元、电源线、信号线置于保护外套内。通过“接触式”地测量多个传感器单元是否置于作物中来获得无人机距离待施药作物的绝对距离，不受风力、光线、飞机姿态、飞机速度、作物生物特性差异等方面因素影响，使无人机能够真正做到自主随地飞行，大幅度提高作业效率和作业效果。

技术研发人员：白越;曹萍
受保护的技术使用者：广州吉越中蜂创新科技有限公司
技术研发日：2017.07.27
技术公布日：2017.09.22