地面高度检测设备、方法、装置及计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及空间测绘领域，特别是涉及一种地面高度检测设备、方法、装置及计算机可读存储介质。

背景技术

随着科学的发展，人们逐渐把各种航空航天设备送入高空，然而，为了优化空天设备等飞行器的飞行路径，以及对飞行器的运行状态进行更好地监控，对空天设备的高度检测精度的需求也日益高涨。

现有的对飞行器的高度检测方法通常有两种，一是通过检测飞行器周边的气压变化，换算出飞行高度，二是通过地面雷达发射雷达波，再通过雷达波的反射时间及发射角度计算飞行器的高度，而这两种方法都存在一定缺点。对于前者，由于全球大气温度、湿度不均，各地同一高度的气压也不同，且还会随全球大气环境时刻改变，因此通过气压高度检测准确度差，且易受环境因素影响；而后者的测量方法对地面雷达存在依赖性，成本太高，泛用性差。

因此，如何解决现有高度检测技术中泛用性差，且受环境影响准确率低的问题，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种地面高度检测设备、方法、装置及计算机可读存储介质，以解决现有技术中泛用性不高，受环境影响较大的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种地面高度检测设备，包括处理器、条形磁铁及两个磁感应元件；

两个所述磁感应元件以所述条形磁铁的0磁点中位为轴，轴对称设置于所述条形磁铁的N极端与S极端；

两个所述磁感应元件的感应面朝向所述条形磁铁的同一侧面；

所述处理器与所述磁感应元件相连，用于接收两个所述磁感应元件产生的电压信号，并根据所述电压信号确定设备高度信息；其中，所述电压信号为所述条形磁铁距地面高度发生变化时，引起所述磁感应元件接收到的磁场信号发生变化，导致的电压变化信号。

可选地，在所述的地面高度检测设备中，还包括差分放大器；

所述差分放大器，用于根据两个所述磁感应元件发送的电压信号确定单向电压信号；

所述处理器根据所述单向电压信号确定所述设备高度信息。

可选地，在所述的地面高度检测设备中，还包括放大电路；

所述放大电路，用于根据所述单向电压信号确定可读电信号；

所述处理器根据所述可读电信号确定所述设备高度信息。

可选地，所述的地面高度检测设备中，所述磁感应元件为线性霍尔元件。

可选地，在所述的地面高度检测设备中，当所述磁感应元件通过PCB基板固定时，所述磁感应元件设置于所述PCB基板朝向所述条形磁铁的表面。

可选地，在所述的地面高度检测设备中，还包括对称位移组件；

所述对称位移组件用于调整所述磁感应元件在所述条形磁铁S极至N极的延伸方向上，与所述0磁点中位的距离。

一种地面高度检测方法，包括：

分别从两个磁感应元件接收电压信号；两个所述磁感应元件以条形磁铁的0磁点中位为轴，轴对称设置于所述条形磁铁的N极端与S极端，且两个所述磁感应元件的感应面朝向所述条形磁铁的同一侧面；所述电压信号为所述条形磁铁距地面高度发生变化时，引起所述磁感应元件接收到的磁场信号发生变化，导致的电压变化信号；

根据所述电压信号，确定设备高度信息。

可选地，在所述的地面高度检测方法中，所述根据所述电压信号，确定设备高度信息包括：

根据所述电压信号及预设的零点电压信号，确定设备高度信息。

一种地面高度检测装置，包括：

接收模块，用于分别从两个磁感应元件接收电压信号；两个所述磁感应元件以条形磁铁的0磁点中位为轴，轴对称设置于所述条形磁铁的N极端与S极端，且两个所述磁感应元件的感应面朝向所述条形磁铁的同一侧面；所述电压信号为所述条形磁铁距地面高度发生变化时，引起所述磁感应元件接收到的磁场信号发生变化，导致的电压变化信号；

处理模块，用于根据所述电压信号，确定设备高度信息。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述的地面高度检测方法的步骤。

本发明所提供的地面高度检测设备，包括处理器、条形磁铁及两个磁感应元件；两个所述磁感应元件以所述条形磁铁的0磁点中位为轴，轴对称设置于所述条形磁铁的N极端与S极端；两个所述磁感应元件的感应面朝向所述条形磁铁的同一侧面；所述处理器与所述磁感应元件相连，用于接收两个所述磁感应元件产生的电压信号，并根据所述电压信号确定设备高度信息；其中，所述电压信号为所述条形磁铁距地面高度发生变化时，引起所述磁感应元件接收到的磁场信号发生变化，导致的电压变化信号。

磁场是一种空间运动。由于空间运动过程的几何平均数与算数平均数不相等，导致空间的密度发生变化，引力场在磁场的作用下显现出单向磁特性，而我们可以通过检验引力场导致的磁场变化，确定设备周围的引力场环境。利用上述原理，设备中的条形磁铁距离地面的高度发生变化时，两个磁感应元件输出的电压(即所述电压信号)大小发生等量变化，但电压方向相反，通过预存储的电压变化量与高度变化量的对应关系，即可确定此时所述条形磁铁距地面的高度，本发明提供的技术方案无需雷达等大型设备支持，且不受气压、温度等环境因素的影响，兼顾了低成本与高泛用性，且提高了检测结果的准确度。本发明同时还提供了一种具有上述有益效果的地面高度检测方法、装置及计算机可读存储介质。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明提供的地面高度检测设备的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为本发明提供的地面高度检测设备的工作示意图；

图3为本发明提供的地面高度检测方法的一种具体实施方式的流程示意图；

图4为本发明提供的地面高度检测装置的一种具体实施方式的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种地面高度检测设备，其一种具体实施方式的结构示意图如图1所示，称其为具体实施方式一，包括处理器03、条形磁铁01及两个磁感应元件02；

两个所述磁感应元件02以所述条形磁铁01的0磁点中位为轴，轴对称设置于所述条形磁铁01的N极端与S极端；

两个所述磁感应元件02的感应面朝向所述条形磁铁01的同一侧面；

所述处理器03与所述磁感应元件02相连，用于接收两个所述磁感应元件02产生的电压信号，并根据所述电压信号确定设备高度信息；其中，所述电压信号为所述条形磁铁01距地面高度发生变化时，引起所述磁感应元件02接收到的磁场信号发生变化，导致的电压变化信号。

作为一种优选实施方式，所述地面高度检测设备还包括差分放大器；

所述差分放大器，用于根据两个所述磁感应元件02发送的电压信号确定单向电压信号；

所述处理器03根据所述单向电压信号确定所述设备高度信息。

在本优选实施方式中，为所述地面高度检测设备增设了所述差分放大器，由于两个所述磁感应元件02分别位于所述条形磁铁01的不同极，因此两个所述磁感应元件02产生的电压信号反向相反，因此需要本优选实施方式中差分放大器将两个方向相反的电压信号转变为单向的电压信号方便后续处理器03进行处理，简化电路及安装成本，当然，也可根据实际情况做其他信号处理。

在上述增设差分放大器的基础上，进一步对所述地面高度检测设备增设放大电路；

所述放大电路，用于根据所述单向电压信号确定可读电信号；

所述处理器03根据所述可读电信号确定所述设备高度信息。

将电流进行放大后更易于所述处理器03进行处理，且更不容易受外界干扰，提高检测精度与检测准度。

另外，所述磁感应元件02为线性霍尔元件，所述线性霍尔元件能线性地将磁场强度变化转化为电信号变化，因此使用所述线性霍尔元件可进一步提升测量精度，减少信号处理的计算量，降低处理器03负担。

为尽可能减小周边电磁环境的干扰，当所述磁感应元件02通过PCB基板固定时，所述磁感应元件02设置于所述PCB基板朝向所述条形磁铁01的表面，使所述磁感应元件02与所述条形磁铁01之间没有其他电流载体，进一步保证从所述磁感应元件02处接收到的电信号变化完全源自周边磁场的变化。

更进一步地，所述地面高度检测设备还包括对称位移组件；

所述对称位移组件用于调整所述磁感应元件02在所述条形磁铁01S极至N极的延伸方向上，与所述0磁点中位的距离。

所述对称位移组件用于调整所述磁感应元件02到所述0磁点中位的距离，改变上述距离可对所述地面高度检测设备的零标点(即设备显示为0的高度)进行调整，方便后期的数据处理。

本发明提供的地面高度检测设备的工作示意图请见图2，图2中表示了所述地面高度检测设备与地面的关系，其中X表示所述地面高度检测设备到地表的距离，需要注意的是，此处的地表可为土地地面，也可为海平面，可根据需求做调整。

另外，虽然图2中所述条形磁铁01与所述地表平行设置，但本发明中的地面高度检测设备对所述条形磁铁01与水平面所成的角度不做限定，可根据具体需要自行选择。

本发明所提供的地面高度检测设备，包括处理器03、条形磁铁01及两个磁感应元件02；两个所述磁感应元件02以所述条形磁铁01的0磁点中位为轴，轴对称设置于所述条形磁铁01的N极端与S极端；两个所述磁感应元件02的感应面朝向所述条形磁铁01的同一侧面；所述处理器03与所述磁感应元件02相连，用于接收两个所述磁感应元件02产生的电压信号，并根据所述电压信号确定设备高度信息；其中，所述电压信号为所述条形磁铁01距地面高度发生变化时，引起所述磁感应元件02接收到的磁场信号发生变化，导致的电压变化信号。磁场是一种空间运动。由于空间运动过程的几何平均数与算数平均数不相等，导致空间的密度发生变化，引力场在磁场的作用下显现出单向磁特性，而我们可以通过检验引力场导致的磁场变化，确定设备周围的引力场环境。利用上述原理，设备中的条形磁铁01距离地面的高度发生变化时，两个磁感应元件02输出的电压(即所述电压信号)大小发生等量变化，但电压方向相反，通过预存储的电压变化量与高度变化量的对应关系，即可确定此时所述条形磁铁01距地面的高度，本发明提供的技术方案无需雷达等大型设备支持，且不受气压、温度等环境因素的影响，兼顾了低成本与高泛用性，且提高了检测结果的准确度。

本发明同时还提供了一种地面高度检测方法，其一种具体实施方式的流程示意图如图3所示，包括：

S101：分别从两个磁感应元件02接收电压信号；两个所述磁感应元件02以条形磁铁01的0磁点中位为轴，轴对称设置于所述条形磁铁01的N极端与S极端，且两个所述磁感应元件02的感应面朝向所述条形磁铁01的同一侧面；所述电压信号为所述条形磁铁01距地面高度发生变化时，引起所述磁感应元件02接收到的磁场信号发生变化，导致的电压变化信号。

S102：根据所述电压信号，确定设备高度信息。

需要注意的是，本步骤中的所述电压信号为与高度信息对应的电压信号，通过所述电压信号的变量可推断出高度的变量，所述高度与电压信号的对应关系可为预先通过试验记录得到的，预存储的对应关系。

本具体实施方式中的方法与上述地面高度检测设备互相照应，为上述地面高度检测设备执行高度检测的方法。

作为一种优选实施方式，所述根据所述电压信号，确定设备高度信息包括：

根据所述电压信号及预设的零点电压信号，确定设备高度信息。

在本优选实施方式中，在获取由于设备高度变化而引起的电压信号后，进一步结合所述零点电压信号得出设备的实际高度，举例说明，若设定设备处于距离海平面1000米的高度为零点，而当下从所述磁感应元件02处接收到下降100米对应间的电压信号，则当前高度即可判断为900米，以方便后续进行数据处理，当然，所述零点电压的高度可通过调节所述磁感应元件02到所述0磁点中位的距离进行调节，具体可参考前文关于所述地面高度检测设备的说明。

本发明所提供的地面高度检测方法，通过分别从两个磁感应元件02接收电压信号；两个所述磁感应元件02以条形磁铁01的0磁点中位为轴，轴对称设置于所述条形磁铁01的N极端与S极端，且两个所述磁感应元件02的感应面朝向所述条形磁铁01的同一侧面；所述电压信号为所述条形磁铁01距地面高度发生变化时，引起所述磁感应元件02接收到的磁场信号发生变化，导致的电压变化信号；根据所述电压信号，确定设备高度信息。磁场是一种空间运动。由于空间运动过程的几何平均数与算数平均数不相等，导致空间的密度发生变化，引力场在磁场的作用下显现出单向磁特性，而我们可以通过检验引力场导致的磁场变化，确定设备周围的引力场环境。利用上述原理，设备中的条形磁铁01距离地面的高度发生变化时，两个磁感应元件02输出的电压(即所述电压信号)大小发生等量变化，但电压方向相反，通过预存储的电压变化量与高度变化量的对应关系，即可确定此时所述条形磁铁01距地面的高度，本发明提供的技术方案无需雷达等大型设备支持，且不受气压、温度等环境因素的影响，兼顾了低成本与高泛用性，且提高了检测结果的准确度。

下面对本发明实施例提供的地面高度检测装置进行介绍，下文描述的地面高度检测装置与上文描述的地面高度检测方法可相互对应参照。

图4为本发明实施例提供的地面高度检测装置的结构框图，参照图4地面高度检测装置可以包括：

接收模块100，用于分别从两个磁感应元件02接收电压信号；两个所述磁感应元件02以条形磁铁01的0磁点中位为轴，轴对称设置于所述条形磁铁01的N极端与S极端，且两个所述磁感应元件02的感应面朝向所述条形磁铁01的同一侧面；所述电压信号为所述条形磁铁01距地面高度发生变化时，引起所述磁感应元件02接收到的磁场信号发生变化，导致的电压变化信号；

处理模块200，用于根据所述电压信号，确定设备高度信息。

作为一种优选实施方式，所述处理模块200包括：

相对高度确定单元，用于根据所述电压信号及预设的零点电压信号，确定设备高度信息。

本发明所提供的地面高度检测装置，包括接收模块，用于分别从两个磁感应元件02接收电压信号；两个所述磁感应元件02以条形磁铁01的0磁点中位为轴，轴对称设置于所述条形磁铁01的N极端与S极端，且两个所述磁感应元件02的感应面朝向所述条形磁铁01的同一侧面；所述电压信号为所述条形磁铁01距地面高度发生变化时，引起所述磁感应元件02接收到的磁场信号发生变化，导致的电压变化信号；处理模块，用于根据所述电压信号，确定设备高度信息。由于空间运动过程的几何平均数与算数平均数不相等，导致空间的密度发生变化，引力场在磁场的作用下显现出单向磁特性，而我们可以通过检验引力场导致的磁场变化，确定设备周围的引力场环境。利用上述原理，设备中的条形磁铁01距离地面的高度发生变化时，两个磁感应元件02输出的电压(即所述电压信号)大小发生等量变化，但电压方向相反，通过预存储的电压变化量与高度变化量的对应关系，即可确定此时所述条形磁铁01距地面的高度，本发明提供的技术方案无需雷达等大型设备支持，且不受气压、温度等环境因素的影响，兼顾了低成本与高泛用性，且提高了检测结果的准确度。

本实施例的地面高度检测装置用于实现前述的地面高度检测方法，因此地面高度检测装置中的具体实施方式可见前文中的地面高度检测方法的实施例部分，例如，接收模块100，处理模块200，分别用于实现上述地面高度检测方法中步骤S101和S102，所以，其具体实施方式可以参照相应的各个部分实施例的描述，在此不再赘述。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器03执行时实现如上述任一种所述的地面高度检测方法的步骤。本发明所提供的地面高度检测设备，包括处理器03、条形磁铁01及两个磁感应元件02；两个所述磁感应元件02以所述条形磁铁01的0磁点中位为轴，轴对称设置于所述条形磁铁01的N极端与S极端；两个所述磁感应元件02的感应面朝向所述条形磁铁01的同一侧面；所述处理器03与所述磁感应元件02相连，用于接收两个所述磁感应元件02产生的电压信号，并根据所述电压信号确定设备高度信息；其中，所述电压信号为所述条形磁铁01距地面高度发生变化时，引起所述磁感应元件02接收到的磁场信号发生变化，导致的电压变化信号。磁场是一种空间运动。由于空间运动过程的几何平均数与算数平均数不相等，导致空间的密度发生变化，引力场在磁场的作用下显现出单向磁特性，而我们可以通过检验引力场导致的磁场变化，确定设备周围的引力场环境。利用上述原理，设备中的条形磁铁01距离地面的高度发生变化时，两个磁感应元件02输出的电压(即所述电压信号)大小发生等量变化，但电压方向相反，通过预存储的电压变化量与高度变化量的对应关系，即可确定此时所述条形磁铁01距地面的高度，本发明提供的技术方案无需雷达等大型设备支持，且不受气压、温度等环境因素的影响，兼顾了低成本与高泛用性，且提高了检测结果的准确度。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器03执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本发明所提供的地面高度检测设备、方法、装置及计算机可读存储介质进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。