[发明专利]应用于飞行器的光学式运动侦测装置

说明书

本发明公开了一种应用于飞行器的光学式运动侦测装置，包括基座、光学运动传感器以及运算处理器。所述光学运动传感器设置在所述基座上，用来取得多张画面。所述运算处理器电连接所述光学运动传感器。所述运算处理器用来分析所述多张画面内的图案，以根据已知高度值取得所述基座相对于参考平面的位移量。其中所述已知高度值是从所述飞行器开始起飞的位置起算。光学式运动侦测装置用来辅助于非光学式的外部高度侦测器。非光学式外部高度侦测器容易受到环境声音或影像的噪声干扰，因此光学式运动侦测装置可通过分析取得画面里的图案移动来滤除噪声，取得飞行器的正确位移量。

技术领域

本发明涉及一种光学式运动侦测装置，特别是有关一种应用于飞行器并能取得其水平位移量与垂直位移量的光学式运动侦测装置。

背景技术

无人飞行器近年来广泛地应用在大众娱乐休闲设备，例如操控技术练习或山林景色拍摄。传统的飞行器通常利用气压计、声纳器或时差测距仪测量飞行高度。气压计根据气压变化的侦测来判断高度，难以分辨细微的高度变化。声纳器输出声纳信号以分析来自周遭景物的回弹信号，根据回弹信号的波形变化计算反射信号传输路径与时间；时差测距仪输出光侦测信号、并接收从物体表面反射而回的光负载信号，光侦测信号和光负载信号间的时间差用来计算光信号传输路径的长度。声纳器与时差测距仪容易因环境声音噪声或干扰光影响而失真。因此，如何设计一种可应用于无人飞行器且具精准侦测效能的运动侦测装置，便为相关产业的重点发展课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于飞行器并能取得其水平位移量与垂直位移量的光学式运动侦测装置，以解决上述现有技术存在的问题。

本发明的光学式运动侦测装置采用以下技术方案：

在一个实施例中，一种应用于飞行器的光学式运动侦测装置，包括基座、光学运动传感器以及运算处理器。所述光学运动传感器设置在所述基座上，用来取得多张画面。所述运算处理器电连接所述光学运动传感器。所述运算处理器用来分析所述多张画面内的图案，以根据已知高度值取得所述基座相对于参考平面的位移量。其中所述已知高度值是从所述飞行器开始起飞的位置起算。

优选地，所述已知高度值由所述飞行器的外部高度侦测器侦测取得、或是根据所述飞行器的默认起飞模式而假定取得。所述光学运动传感器的光轴相对于所述参考平面的平面法向量倾斜以在所述光轴与所述平面法向量之间形成固定角度、或者所述光学运动传感器的所述光轴平行于所述参考平面的所述平面法向量。

优选地，当所述已知高度值为常数时，所述运算处理器将所述画面内的图案移动转换为所述基座的水平位移量。当所述已知高度值为发生变动时，所述运算处理器根据所述固定角度将所述画面内的图案移动转换为所述基座的垂直位移量。当所述已知高度值为常数且所述画面内的图案移动为单向移动时，所述运算处理器根据所述固定角度将所述图案移动转换为所述基座的盘旋角度。所述运算处理器根据所述盘旋角度传送补偿信号给所述飞行器。

优选地，当所述飞行器进行等速水平飞行、且所述已知高度值与所述画面内的图案移动同步发生变动时，所述运算处理器判断所述基座飞越斜坡。所述光学运动传感器相对所述基座移动，以从第一位置移到第二位置并取得所述多张画面，所述第一位置和所述第二位置之间的垂直间距表示为所述已知高度值。所述图案通过计数运算或查找表方式取得所述基座的所述位移量。

在另一个实施例中，一种应用于飞行器的光学式运动侦测装置，包括基座、第一光学运动传感器、第二光学运动传感器以及运算处理器。所述第一光学运动传感器固定在所述基座并且用来取得多张第一画面。所述第二光学运动传感器固定在所述基座并且用来取得多张第二画面。所述第二光学运动传感器相对于所述基座的结构参数不同于所述第一光学运动传感器相对于所述基座的结构参数。所述运算处理器电连接所述第一光学运动传感器与所述第二光学运动传感器。所述运算处理器用来分析所述多张第一画面与所述多张第二画面内的图案，以取得所述基座相对于参考平面的位移量。