CN105071852A - 一种利用无人机实现的智能中继系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用无人机实现的智能中继系统及方法，属于无人机应用技术领域。该系统包括无线信号生成设备、飞行式中继服务设备、无线网络设备，飞行式中继服务设备无线连接无线信号生成设备和无线网络设备，其包括无人机和机载的无线网络中继装置，其中，无线信号生成设备适用于在一定范围内，生成无线信号；飞行式中继服务设备适用于利用无线信号实现中继放大，无人机能够依据无线网络设备的需要智能控制其飞行状态。本发明利用无人机实时跟踪需要接入近端无线网络的无线网络设备，通过机载无线网络中继装置，将远端无线传输网络的无线信号中继放大，为跟踪目标提供快速、可靠、稳定、高效的网络接入服务。

Description

一种利用无人机实现的智能中继系统及方法

技术领域

本发明涉及无人机应用技术领域，具体涉及一种利用无人机实现的智能中继系统及方法。

背景技术

中继技术最早适用于多个用户对于有限通信资源的分配，现在又广泛应用于无线通信领域。简单说来，大概分成以下两种情况：

其一，比如当一个区域内的不特定多数用户，公用某个固定带宽的网络资源，此时，通过中继技术临时调配其中的部分网络资源给当前使用用户，然后在当前用户使用完该资源时，将该部分网络资源再另行调配给其他需要使用的用户。由于并非所有用户都会在同一时间使用该网络资源，所以通过合理调配，能够让一个固定的网络资源更好地服务更多用户。一个典型的例子，就是电话系统中电话线路的调用过程。

其二，在无线通信中，由于某个网络设备的信号覆盖范围是有限的，为了能够让该信号覆盖范围符合用户需求，有时候，需要将该信号覆盖范围在特定范围内扩大。此时，需要通过一个设备接收源信号，并将该源信号向外转发，采用类似信号接力的方式，扩大无线信号覆盖范围。

例如：申请号为201280058015.2、发明名称为《用于无线通信网络中的由中继器发起的中继拆卸操作的方法和系统》的中国发明专利申请提供的实施例包括：从多个候选无线中继器中选择无线中继器；使用选择的无线中继器建立中继操作，以经由选择的无线中继器在无线站之间进行无线通信。

在上述中继技术的应用过程中，中继设备与中继方法也得到了长足的发展。但是，不可忽视的问题是，现有的中继设备与中继方法，基本是基于静态的方式来对网络资源进行调配。换句话说，环境中的各种网络设备在设计之初进行了方案设计，但是一旦施工完成，所有的网络设备都是相对较为固定的，仅能依据事先制定好的策略来进行网络资源分配。这样的设计方式，必然导致了中继技术在灵活性和智能化程度方面，都存在改进空间；也导致在用户的实际网络使用需求不断扩大和多元化的过程中，产生新的技术问题。例如：导致在终端使用环境复杂的情况下，无线网络有效覆盖性差。

具体来说，一个常见的情况是，某个用户在家里安装了无线上网环境，通过有线网络到楼(光纤到楼)，无线网络入户(无线路由器转化为无线信号)。并且，众所周知，在现在的大中型城市的普通家庭，无线网络已经非常普及了。但是，用户会发现，现在个人家庭居住环境也是比较复杂的，通常分成客厅、卧室、书房、卫生间、厨房等多个相对独立的空间，并且都有门隔开。即使是标称能覆盖200平方米的无线路由器，有时候因为各种障碍物、墙转角等的阻碍，也不能很好的让一个80平方米房间内的所有区域，都能够实现很好的无线网络接入能力。极端情况下，如果用户与无线路由器正好处于一面墙相隔的大对角上，那么可能用户与路由器仅隔墙相对，也无法获得良好的服务。而由于现有的无线路由器是相对稳固的设置环境，如果因为用户的日常性活动，就需要经常调整无线路由器位置，甚至安装多个无线路由器，那么给用户带来了较大麻烦，并且也增加了成本。

例如，申请号为201310699662.8、发明名称为《一种无线中继组网系统及方法》的中国发明专利申请公开了一种无线中继组网系统及方法，系统包括部署在不同通讯站点中的中继设备，每一中继设备包括无线中继终端和中继基站的至少其中之一；无线中继终端及中继基站通过有线方式与本地核心网建立路由转发关系；无线中继终端通过无线方式接入外围中继终端，无线中继基站通过无线方式连接外围无线中继终端，与外围核心网建立通讯链路；无线中继终端将本地核心网发送的报文转发至外围中继基站，并将从外围中继基站收到的报文转发给本地核心网，中继基站将本地核心网发送的报文转发至外围无线中继终端，并将从外围无线中继终端收到的报文转发给本地核心网；其中无线中继终端与外围中继基站、中继基站与外围无线中继终端之间均配置有无线中继关系。本发明通过设置的多个无线中继终端或者无线中继基站，实现了将多个通讯站点互联互通，组建统一的通讯网络，实现较大范围内的通讯覆盖。

此外，在林区或者山区，由于受到高山阻挡造成无线信号衰减，甚至出现信号盲区，致使被山体隔开相对方向地段的人们无法联通无线信号。常见的解决方法是在同一山体的顶部位置架设无线通信基站，增加移动终端的信号传输和通信网络的覆盖面。但是，这种信号中继方式，成本高，时间长，机动性差，受环境影响限制较大。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种利用无人机实现的智能中继系统及方法，利用无人机实现无线信号的中继放大，无人机反应迅速、机动能力强、运行成本低，解决了传统无线路由器直接将有线网络转化成覆盖其服务范围的无线网络信号，该无线路由器的位置相对固定，难以变化的缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种利用无人机实现的智能中继系统，包括无线信号生成设备、飞行式中继服务设备、无线网络设备，所述飞行式中继服务设备无线连接所述无线信号生成设备和所述无线网络设备，其进一步包括无人机和机载的无线网络中继装置，其中，

所述无线信号生成设备适用于在一定范围内，生成无线信号；

所述飞行式中继服务设备适用于利用所述无线信号生成设备提供的无线信号实现中继放大，所述无人机能够依据所述无线网络设备的需要智能控制其飞行状态。

进一步的，所述无人机进一步包括飞行器定位模块、目标跟踪模块、飞行器控制模块，所述飞行器定位模块连接所述目标跟踪模块和所述飞行器控制模块，所述目标跟踪模块连接所述飞行器控制模块，其中，

所述飞行器定位模块适用于提供无人机实时的地理位置信息和/或辅助确定所述无人机的飞行航迹；

所述目标跟踪模块适用于接收所述飞行器定位模块提供的无人机位置和所述无线网络设备位置信息，实时计算所述无人机与所述无线网络设备之间的距离和/或相对位置，将计算结果转化为飞行器控制信息并传送至所述飞行器控制模块；

所述飞行器控制模块适用于接收所述飞行器控制信息，实时调整所述无人机的飞行姿态，控制所述无人机与所述无线网络设备之间的距离保持在中继放大后的无线信号传播的有效距离之内和/或两者之间的相对位置处于最佳接收、拍摄方向。

进一步的，所述机载的无线网络中继装置进一步包括天线模块和无线中继路由模块，所述天线模块连接所述目标跟踪模块，所述无线中继路由模块连接所述天线模块，其中，

所述天线模块适用于接收指定频段的无线信号和将信号调制到指定频率进行发送；

所述无线中继路由模块适用于将所述天线模块接收到的无线信号进行中继放大，建立远端无线传输网络与近端无线接入网络之间的中继，实现无线信号的延伸和覆盖范围的扩展。

进一步的，所述无人机还包括图像采集模块，所述图像采集模块连接所述目标跟踪模块，其适用于采集无人机附近环境的视频信号和/或数字图像信号，辅助实时跟踪所述无线网络设备。

进一步的，所述无人机还包括自动避障模块和/或存储模块，所述自动避障模块连接所述飞行器控制模块，其适用于探测所述无人机周围障碍物并向所述飞行器控制模块发送障碍物信息；所述存储模块适用于记录相关网络配置信息。

根据本发明的另一个方面，提供了一种利用无人机实现的智能中继方法，该方法包括以下步骤：

中继系统初始化；

无人机和无线网络设备完成对码，确定跟踪目标；

搜索可用的远端无线传输网络，选择适当的无线信号；

所述无人机开启无线中继路由模式，将所选择的无线信号进行中继放大；

所述无人机实时跟踪所述无线网络设备，依据所述无线网络设备的需要智能控制其飞行状态。

进一步的，所述搜索可用的远端无线传输网络，选择适当的无线信号的步骤中，具体包括以下步骤：

依据所述远端无线传输网络的成本和/或接入速度，设定所述远端无线传输网络的优先级；

判断所述无人机当前位置高优先级的远端无线网络信号强度是否有效；

如果有效，则选择该高优先级的远端无线传输网络；

如果无效，则选择下一优先级的远端无线传输网络。

进一步的，所述无人机实时跟踪所述无线网络设备，依据所述无线网络设备的需要智能控制其飞行状态的步骤，具体包括以下步骤：

实时判断所述无人机与所述无线网络设备之间的距离是否在无人机中继放大后的无线信号传播的有效距离之内；

如果在有效距离之内，则为所述无线网络设备提供近端无线接入网络服务；

如果不在有效距离之内，重新设定航迹点，控制所述无人机飞向新的航迹点。

进一步的，还包括对所述无线网络设备状态判断的步骤，具体包括以下步骤：

预先设置所述无人机的待机点；

当所述无线网络设备处于静态时，所述无人机选择距离其最近的待机点降落。

进一步的，还包括无人机自动避障的步骤，具体包括以下步骤：

实时探测所述无人机周围障碍物；

判断是否收到避障警告；

如果没有，则继续执行之前预定的航线；

如果收到，则重新规划航线，控制所述无人机执行避障飞行动作。

本发明公开了一种利用无人机实现的智能中继系统及方法，利用无人机实时跟踪用户目标使用的需要接入网络的无线网络设备，无人机搭载有无线网络中继装置，将远端无线传输网络的无线信号中继放大，为当前跟踪的无线网络设备提供快速、可靠、稳定、高效的网络接入服务，该智能中继系统机动灵活、架设时间短、运行成本低、网络覆盖范围广。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够使得本发明的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本发明的具体实施方式进行举例说明。

附图说明

通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本发明各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。显而易见地，下面描述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。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明实施例一的利用无人机实现的智能中继系统结构示意图；

图2示出了根据本发明实施例二的利用无人机实现的智能中继系统结构示意图；

图3示出了根据本发明实施例三的利用无人机实现的智能中继系统结构示意图；

图4示出了根据本发明实施例四的利用无人机实现的智能中继方法流程图；

图5示出了根据本发明实施例五的利用无人机实现的智能中继方法流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本发明实施例的限定。

无人飞行器简称“无人机”，英文缩写为“UAV(unmannedaerialvehicle)”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。从技术角度定义可以分为：无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机等。

本发明实施例中优选的无人飞行器为多旋翼无人飞行器(或称为多旋翼飞行器)，可以是四旋翼、六旋翼及旋翼数量大于六的无人飞行器。优选的，机身由碳纤维材料制成，在满足较高使用强度和刚度的前提下，可大幅减轻机身的重量，从而降低多旋翼无人飞行器的动力需求以及提高多旋翼无人飞行器的机动性。当然，在本发明的其他实施例中，机身还可以由塑料或者其他任意使用的材料制成。机身上设有多个相对于所述机身中的对称平面呈对称分布的浆臂，每一个浆臂远离所述机身的一端设有桨叶组件，所述桨叶组件包括安装在所述浆臂上的电机和连接在所述电机的输出轴上的桨叶，每一片桨叶的旋转轴线均位于同一圆柱面上。

本发明技术方案采用的飞行拍摄设备主要是指小、微型多旋翼无人飞行器，这种无人飞行器体积小、成本低、飞行稳定性较好，飞行拍摄成本低等。本发明使用的飞行器，典型的以四轴多旋翼飞行器为代表。

实施例一、一种利用无人机实现的智能中继系统。

图1为本发明实施例一的利用无人机实现的智能中继系统结构示意图，本发明实施例将结合图1进行具体说明。

如图1所示，本发明实施例提供了一种利用无人机实现的智能中继系统100，包括无线信号生成设备101、飞行式中继服务设备102、无线网络设备105，所述飞行式中继服务设备102无线连接所述无线信号生成设备101和所述无线网络设备105，其进一步包括无人机103和机载的无线网络中继装置104，其中，所述无线信号生成设备101适用于在一定范围内，生成无线信号；所述飞行式中继服务设备102适用于利用所述无线信号生成设备101提供的无线信号实现中继放大，所述无人机103能够依据所述无线网络设备105的需要智能控制其飞行状态。

本发明实施例中优选的，所述无人机103进一步包括飞行器定位模块、目标跟踪模块、飞行器控制模块，所述飞行器定位模块连接所述目标跟踪模块和所述飞行器控制模块，所述目标跟踪模块连接所述飞行器控制模块，其中，所述飞行器定位模块适用于提供无人机103实时的地理位置信息和/或辅助确定所述无人机103的飞行航迹；所述目标跟踪模块适用于接收所述飞行器定位模块提供的无人机103位置和所述无线网络设备105位置信息，实时计算所述无人机103与所述无线网络设备105之间的距离和/或相对位置，将计算结果转化为飞行器控制信息并传送至所述飞行器控制模块；所述飞行器控制模块适用于接收所述飞行器控制信息，实时调整所述无人机103的飞行姿态，控制所述无人机103与所述无线网络设备105之间的距离保持在中继放大后的无线信号传播的有效距离之内和/或两者之间的相对位置处于最佳接收、拍摄方向。

本发明实施例中优选的，所述机载的无线网络中继装置104进一步包括天线模块和无线中继路由模块，所述天线模块连接所述目标跟踪模块，所述无线中继路由模块连接所述天线模块，其中，所述天线模块适用于接收指定频段的无线信号和将信号调制到指定频率进行发送；所述无线中继路由模块适用于将所述天线模块接收到的无线信号进行中继放大，建立远端无线传输网络与近端无线接入网络之间的中继，实现无线信号的延伸和覆盖范围的扩展。

本发明实施例中优选的，所述无人机103还包括图像采集模块，所述图像采集模块连接所述目标跟踪模块，其适用于采集无人机103附近环境的视频信号和/或数字图像信号，辅助实时跟踪所述无线网络设备105。

本发明实施例中优选的，所述无人机103还包括自动避障模块和/或存储模块，所述自动避障模块连接所述飞行器控制模块，其适用于探测所述无人机103周围障碍物并向所述飞行器控制模块发送障碍物信息；所述存储模块适用于记录相关网络配置信息。

本发明实施例中优选的，所述无线信号生成设备101可以是无线路由器/接入点(wirelessrouter/AP)，其有线连接例如电缆/专线调制解调器(Cable/DSLModem)，将远端有线网络(Internet)转化为远端无线传输网络；所述无线网络设备105(wirelessdevice)为用户随身携带的用户终端，所述无线网络设备105包括可穿戴智能设备或者便携式移动终端(智能手机或者平板电脑等)，一般具有无线网卡、无线通信控制模块或者蓝牙模块之类；所述飞行式中继服务设备102(UAV/wirelessrepeater)为搭载有无线网络中继装置的无人机。

本发明实施例中，所述无线信号生成设备101(例如，无线路由器或者说无线信号产生设备)在一定范围内生成无线信号，所述飞行式中继服务设备102能够利用该无线信号生成设备101所提供的无线信号实现中继放大。所述无线信号生成设备101所使用的频段专注于障碍穿越能力，通过选择适当的频段能够确保在复杂环境下实现网络信号的有效覆盖；而所述飞行式中继服务设备102则能够提供当前常用的无线网络服务频段。因为频率越高波长越短，绕射(衍射效果)能力越弱，但穿透能力(不变方向)越强，信号穿透会损失很大能量，所以传输距离就可能越近，频率越高在传播过程中的损耗越大。例如：在室内情况下，使用2.4G频率的Wi-fi信号具有较强的穿透力，但是由于信号衰减严重，在穿越室内墙壁之后，需要高灵敏度天线接收、中继传输再放大，起到室内穿越效果；在室外情况下，4G网络使用2.5G-2.7G频段，3G网络使用1.9G-2.1G频段，穿透力都很强，室外环境中终端距离基站较远，可能存在建筑物阻挡，但是基站信号本身携带的能量很高，在穿透建筑物之后，仍然具有一定的功率。卫星通信通常使用在空旷区域，无遮挡情况下，因此仅需考虑路径衰减。结合上述两种频段的特点，所述智能中继系统100能够兼顾信号的越墙性能以及无线网络信号有效覆盖范围。具体的，所述飞行式中继服务设备102利用小微型多旋翼无人机103搭载的无线网络中继装置104，对无线信号进行智能中继，有效地将无线信号的覆盖范围扩大、延伸，其中，无线信号延伸方向和范围依据无线网络使用者的需要智能移动、变化。

本发明实施例中优选的，所述飞行式中继服务设备102具有待机点选择能力，其能根据跟踪目标的范围和位置，智能的从预设的待机点中选择最适当的待机点降落。这样，在所述飞行式中继服务设备102续航能力有限的情况下，可以利用其飞行能力选择最佳的服务地点。本发明实施例中，所述跟踪目标是指任何个人无线网络设备，例如：手机、Pad、笔记本电脑等。该无线网络设备通常具有Wi-Fi功能、GPS功能和室内信标定位功能。不具有上述功能的无线网络设备可以通过外接USB设备接入，例如，GPS功能和室内信标定位功能可以通过外接USB设备接入所述无线网络设备。

本发明实施例中优选的，所述飞行式中继服务设备102对无线信号的中继能力是可以接力的。如果一次中继还不能满足通讯距离的要求，则可以使用多个飞行式中继服务设备102拓展。例如，可以通过多架飞行式中继服务设备102实现对某一远端无线传输网络的无线信号进行中继放大，从而实现更大距离、更大范围的网络信号覆盖。所述飞行式中继服务设备102作为中继器级联使用，多次拓展通讯距离。

本发明实施例中优选的，所述无人机103还可以包括中央处理单元，其适用于接收和处理所述视频信号和/或数字图像信号，识别所述无线网络设备105的状态，并根据所述无线网络设备105的状态生成相应的控制信号。所述图像采集模块可以被配置为同时采集视频信号和数字图像信号。另一方面，所述图像采集模块也可以只采集视频信号，可以通过按照设定的采样频率提取图像序列。

本发明实施例中优选的，所述无人机103还包括无线电质量监测模块，能够接收所述无线网络设备发送的其当前位置的无线信号情况，所述无线信号情况包括该跟踪目标的无线信号类型和信号强度、网络速度等。所述无线电质量意思是无线基站周期性传输的参考信号的接收信号强度指示(RSSI)或者该参考信号的载波干扰噪声比(CINR)。

默认情况下，所述无人机103处于待机状态，当所述无线电质量监测模块监测到所述无线网络设备的网络情况不理想时，例如，可以通过设定阈值，当所述信号强度低于所述设定阈值时，则主动唤醒所述无人机103提供智能中继服务；也可以由所述无线网络设备的用户通过点击其内置的应用程序，向所述无人机103发出提供智能中继服务的请求；甚至还可以由所述无人机103的图像采集模块实时采集该跟踪目标的用户信息，当所采集的用户视频信息中识别用户拿起所述无线网络设备准备使用时，开启所述无人机103的智能中继服务。因为，无论是用户在一般的家居、工作室内环境，还是用户在小区内或者空旷的野外，大部分情况下，所述无线网络设备所在的位置不需要中继即可接受到无线信号，例如，在客厅中可以接收到放置在书桌上的无线路由器发射的Wi-Fi信号，这种情况下，并不需要所述无人机103提供中继服务，可以关闭所述无人机103的中继服务，只有当用户拿着所述无线网络设备移动到信号盲区或者边缘位置、角落位置、有遮挡物位置，才需要开启所述无人机103的智能中继服务。

本发明实施例中优选的，所述无线网络设备105(可穿戴智能设备或者便携式移动终端)例如智能手机中可以预存身份识别的编码信息，所述的编码信息可以是手机号码、身份证号码、用户终端的设备号以及其他任意具有唯一性质的标识。当然，所述身份识别还可以采用其他方式，例如，可以通过生物特征识别的方式来验证用户是否合法，具体的，利用所述无人机103携带的图像采集模块，拍摄到其监控范围内的用户图像，并对用户图像进行识别，可以利用人脸识别技术判断该用户是否授权用户，当确定该用户为合法用户时，所述无人机103默认该用户当前使用的所述无线网络设备105为跟踪目标。

本发明实施例中优选的，所述无人机103利用所述飞行器定位模块确定所述无人机103与所述无线网络设备105之间的距离，并在预定的有效距离内调整所述图像采集模块的拍摄距离和/或角度。

具体的，所述无线网络设备105与所述无人机103之间进行定位识别，例如开启蓝牙功能的智能手机可以通过信标定位技术，实现室内精准定位。最常用的GPS定位无法实现室内定位，并且耗电速度惊人；WiFi和移动基站定位，都有定位精度太差的问题。而蓝牙信标就是一个带电池的蓝牙模块，非常省电非常便宜，并且适于室内定位，每隔一定的时间用无线电广播一个蓝牙数据包出去，这个数据包可以除了信标ID不含任何信息，可以是当前位置的地理坐标(如经度纬度)，也可以是其它任何信息。支持蓝牙功能的手机或者无人机103都能收到这个信息，使用这些信息完成定位。

当然，定位识别技术还可以采用其他室内/室外定位技术，例如基于超声波定位技术(例如，反射式测距法)、超声波与射频技术结合定位技术、基于红外线的定位技术(例如，Activebadges)、基于超宽带的定位技术(例如，TDOA演示测距定位算法)、射频识别定位技术(例如，基于WLAN的室内定位系统，应用ZigBee技术的室内定位系统)、图像识别定位技术、惯导导航技术等。

本发明实施例中优选的，在室内环境中，由于障碍物多、分割复杂，可综合采用超声波传感器、图像传感器及蓝牙信标定位技术来避障、导航、指引起飞和降落、距离的判断等，优势是一般室内环境不大，且无线路由器或者说无线信号的来源及覆盖范围、覆盖强度是可以事先确定的，哪些地点无线信号比较弱、哪些是信号盲区、哪些容易被障碍物隔挡都是预先可知的，这样，无人机通过定位当前跟踪目标所处的地理位置即可知道其是否需要中继服务，以及如果需要中继服务，无人机导航至哪个航迹点可以提供最优的中继服务。在室外环境，例如小区，可采用超声波传感器避障，图像传感器辅助定位及导航、降落等，GPS定位跟踪目标的位置，一般也是可以知道无线信号的来源及覆盖范围、覆盖强度的，哪些地点无线信号比较弱、哪些是信号盲区、哪些容易被障碍物隔挡都是预先可知的。而在山区等信号盲区采用超声波传感器避障，GPS定位，天线模块接收无线信号，无线中继路由模块判断所有无线信号的强度，对其进行中继放大后经由天线模块发送。

本发明实施例中优选的，所述无人机103与所述无线网络设备105均装载了GPS定位仪与惯导导航定位仪，分别能给出无线网络设备105与无人机103的GPS定位结果和惯导导航定位结果。无线网络设备105的GPS定位结果与惯导导航定位结果通过遥测链路发送到无人机中，输入到所述飞行器控制模块；无人机的GPS定位结果与惯导导航定位结果同样输入到所述飞行器控制模块。所述飞行器控制模块读取无人机与无线网络设备的位置数据，计算出无人机与无线网络设备之间的相对位置差，由此确定出无线网络设备接收天线指向无人机的方位角与俯仰角，以实现无人机对无线网络设备天线的跟踪，所述飞行器控制模块可以控制所述无人机103的发射天线与所述无线网络设备105的接收天线处于最佳位置。或者，所述无人机103进一步包括天线伺服控制模块，其适用于将天线控制数据输入到无人机发射天线，对其进行控制。

本发明实施例中优选的，用户可以通过所述无线网络设备105与所述无人机103进行互动，例如，用户可以在所述无线网络设备105上安装与所述无人机103相互通信的应用程序，用户点击某一指令时，会自动触发所述无人机103执行相关的操作，例如，点击“开始”虚拟按键，所述无人机103开始提供智能中继服务；点击“结束”虚拟按键，所述无人机103终止提供智能中继服务。所述应用程序也可以接收所述无人机103发送的语音提示信息或者显示所述无线网络设备105当前网络连接状态。

本发明实施例中优选的，所述图像采集模块可以是视频摄像机、web摄像机、照相机、摄像头或者红外静态照相机网络。网络可以部署为任何类型的网络，包括有线网络和无线网络以及在办公室、校园、家庭等各种环境中通过各种方式实现的局域网。所述飞行器控制模块能够通过中央处理器(CPU)和/或协处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、特定用途基础电路(ASIC)以及嵌入式微处理器(ARM)实现。

本发明实施例中优选的，所述存储模块可以是但不局限于随机存取存储器(RAM)和/或闪存，其还可以存储所述预处理模块对所述无人机103采集的视频信号和/或数字图像信号进行预处理之后生成的待识别信号和序列图像队列中未压缩处理的图像信号。所述存储模块的大小可以根据需求的功能定制。

本发明实施例公开了一种利用无人机实现的智能中继系统，利用无人机实时跟踪用户目标使用的需要接入近端无线网络的无线网络设备，无人机搭载有无线网络中继装置，将远端无线传输网络的无线信号中继放大，为当前跟踪的无线网络设备提供快速、可靠、稳定、高效的网络接入服务，该智能中继系统机动灵活、架设时间短、运行成本低、网络覆盖范围广。

实施例二、一种利用无人机实现的智能中继系统。

图2为本发明实施例2的利用无人机实现的智能中继系统结构示意图，本发明实施例将结合图2进行具体说明。

如图2所示，本发明实施例提供了一种利用无人机实现的智能中继系统利用无人飞行器实现的智能家居系统200，包括无线信号生成设备101、飞行式中继服务设备102、无线网络设备105，所述飞行式中继服务设备102无线连接所述无线信号生成设备101和所述无线网络设备105，其进一步包括无人机103和机载的无线网络中继装置104，其中，所述无线信号生成设备101适用于在一定范围内，生成无线信号；所述飞行式中继服务设备102适用于利用所述无线信号生成设备101提供的无线信号实现中继放大，所述无人机103能够依据所述无线网络设备105的需要智能控制其飞行状态。

所述无人机103进一步包括飞行器定位模块201、目标跟踪模块202、飞行器控制模块203，所述飞行器定位模块201连接所述目标跟踪模块202和所述飞行器控制模块203，所述目标跟踪模块202连接所述飞行器控制模块203，其中，所述飞行器定位模块201适用于提供无人机103实时的地理位置信息和/或辅助确定所述无人机103的飞行航迹；所述目标跟踪模块202适用于接收所述飞行器定位模块201提供的无人机103位置和所述无线网络设备105位置信息，实时计算所述无人机103与所述无线网络设备105之间的距离，将计算结果转化为飞行器控制信息并传送至所述飞行器控制模块203；所述飞行器控制模块203适用于接收所述飞行器控制信息，实时调整所述无人机103的飞行姿态，控制所述无人机103与所述无线网络设备105之间的距离保持在中继放大后的无线信号传播的有效距离之内。

所述机载的无线网络中继装置104进一步包括天线模块207和无线中继路由模块208，所述天线模块207连接所述目标跟踪模块202，所述无线中继路由模块208连接所述天线模块207，其中，所述天线模块207适用于接收指定频段的无线信号和将信号调制到指定频率进行发送；所述无线中继路由模块208适用于将所述天线模块207接收到的无线信号进行中继放大，建立远端无线传输网络与近端无线接入网络之间的中继，实现无线信号的延伸和覆盖范围的扩展。

所述无人机103还包括图像采集模块204，所述图像采集模块204连接所述目标跟踪模块202，其适用于采集无人机103附近环境的视频信号和/或数字图像信号，辅助实时跟踪所述无线网络设备105。

所述无人机103还包括自动避障模块205和/或存储模块206，所述自动避障模块205连接所述飞行器控制模块203，其适用于探测所述无人机103周围障碍物并向所述飞行器控制模块203发送障碍物信息；所述存储模块206适用于记录相关网络配置信息。

本发明实施例中优选的，所述图像采集模块204采用CCD摄像头，在无人机需要采集附近环境或需要实时跟踪目标时，启动摄像头，采集跟踪目标的视频信息。

本发明实施例中优选的，所述飞行器定位模块201包括GPS导航仪和蓝牙单元，还可以包括惯导导航仪，用于定位飞行器位置，在室外环境通过所述GPS导航仪和/或惯导导航仪，在室内环境通过beacon(低功耗蓝牙技术BluetoothLowEnergy，也就是通常所说的Bluetooth4.0或者BluetoothSmart)信标系统定位无人机位置。信标间隔(BeaconInterval)调高,有助于发挥无线网络效能，客户端(无人机、无线网络设备)省电；信标间隔调低,可以加快无人机、无线网络设备连接速度。在漫游环境和一些无线网络设备联机变动比较大场合(如公众热点)，无线网络设备属于移动状态，需要快速漫游，应将beacon自适应调低。信标单位通常以毫秒(millsecond)为单位(1/1000秒),一般默认值为100。

本发明实施例中优选的，所述目标跟踪模块202在室外利用无人机和跟踪目标的GPS信息，室内采用蓝牙信标定位技术，实时计算无人机103和跟踪目标之间的距离，并将计算结果转化为一组飞行器控制信息，传递给所述飞行器控制模块203。

本发明实施例中优选的，所述飞行器控制模块203接收所述目标跟踪模块202实时计算的飞行姿态调整指令，控制无人机的飞行状态，包括：飞行高度、飞行线速度、飞行角速度、空中悬停、降落待机点等等。在所述自动避障模块205发出近障警告情况下，采取避障飞行动作。

本发明实施例中优选的，所述无人机103在不同的方向上配置超声波传感器，探测无人机周围的障碍物，当在飞行方向的一定距离上探测到障碍物时，所述自动避障模块205向所述飞行器控制模块203发出减速避障请求；当距离进一步缩小时，所述自动避障模块205向所述飞行器控制模块203发出无人机空中悬停请求。优选的，所述自动避障模块205还可以将周围障碍物分布情况和距离发送给所述飞行器控制模块203，用于所述飞行器控制模块203规划其下一航迹点的航线。

本发明实施例中优选的，所述天线模块207提供无线网络需要的天线资源，将信号调制到所需频率进行发送，并接收指定频段的无线信号，配置为与所述无线网络中继路由模块连接，其输出/输入端对应无线链接至所述无线信号生成设备101和所述无线网络设备105，以接收来自所述无线信号生成设备101的无线信号，将无线信号回传到所述无线网络设备105。所述无线中继路由模块208建立远端无线传输网络与近端无线接入网络之间的中继，实现无线信号的延伸和覆盖范围的扩展。

本发明实施例中优选的，为了防止发射信号影响接收灵敏度，发射和接收使用不同的频率，并保证两个频率间隔足够大，同时利用馈线将发射天线和接收天线置于较远的位置，以增加发射接收距离。所述天线模块207进一步包括所述无人机103机头的第一天线模块和机尾的第二天线模块；所述无人机103配置为与所述无线信号生成设备101相耦合，用于与具有无线接收器和无线发射器的所述无线网络中继装置104构成与所述无线信号生成设备101无线链接的载体；所述无线网络中继装置104，配置为与所述无线信号生成设备101提供的远端无线传输网络相耦合，其输出/输入端对应链接至所述无人机103机头的第一天线模块和机尾的第二天线模块，以接收或传送无线信号至所述无线中继路由模块208，通过所述无线中继路由模块208的处理后输出，实现同一频段范围内的所述无线网络设备105通信链路的连接，从而消除了信号盲区。

本发明实施例中优选的，为了进一步增加信号处理后的无线信号发送绕射能力，可以通过两条或者多条通信中继线路来有效加强对信号的接收能力和信号的处理后的信号发送绕射能力，提高无线网络中继装置104的工作性能稳定性。例如，所述通过第一天线输入接口和第二天线输入接口同步接收外界信号，经过COFDM调制解调、数据加密解密和功率放大等一系列的处理后，再分别通过第二天线输出接口和第一天线输出接口发送至外界。优选的，所述机载的接收天线和发射天线均为宽频带天线，并且均为全向天线。

本发明实施例公开了一种利用无人机实现的智能中继系统，通过无人机挂载提升中继器运行所处高度，从而扩大通信距离和范围，方便网络连接，可适用于通信中断不便于铺设网络的场所。由于中继高度远远高于通常建筑物，可有效的提高中继距离；由于是无线信号，架设成本大大降低，传统中继架设所需要的天线架、电缆、信号线等以最便宜的方案架设地面站也需1000元以上，而空中中继几乎没有费用。同时，架设时间提高，因无需架设设备，短时间内就可使中继系统处于工作状态。更重要的是，该系统能够提供针对用户个性化的智能中继服务，能够依据当前跟踪目标所处的位置、用户使用情况、所接收到的无线信号情况等判断是否提供中继服务以及提供最佳的无线网络信号覆盖。

本发明实施例中其它内容参见上述发明实施例中的内容，在此不再赘述。

实施例三、一种利用无人机实现的智能中继系统。

图3为本发明实施例三的利用无人机实现的智能中继系统结构示意图，本发明实施例将结合图3进行具体说明。

如图3所示，本发明实施例提供了一种利用无人机实现的智能中继系统300，包括互联网(Internet)301、电缆/专线调制解调器302、远端无线路由器/接入点303、无人机/无线中继路由器304、无线网络设备(305-1,305-2,305-3)，所述电缆/专线调制解调器302有线连接所述互联网301，所述远端无线路由器/接入点303有线连接所述电缆/专线调制解调器302，并将该有线网络信号转化成无线网络信号，所述无人机/无线中继路由器304无线连接所述远端无线路由器/接入点303，并将所述远端无线路由器/接入点303提供的无线信号进行中继放大后提供给所述无线网络设备(305-1,305-2,305-3)，从而所述无线网络设备(305-1,305-2,305-3)接入所述互联网301。

在本发明实施例中，以远端无线传输网络为无线局域网为例，说明无人机作为无线中继设备的网络配置。

首先，假设所述电缆/专线调制解调器302的IP地址为209.108.231.24，确定所述远端无线路由器/接入点(WirelessRouter/AP)303能够接入互联网301，假设其IP地址为192.168.1.1；SSID为XYZ；使用信道为Channel6；加密类型为：WEP。

接着，设定所述无人机/无线中继路由器304(UAV/WirelessRepeater)的IP地址与所述远端无线路由器/接入点303同一网段，这里假设IP地址为192.168.1.254，并且其SSID、使用信道、加密类型与所述远端无线路由器/接入点303均相同，分别为XYZ、Channel6、WEP。关闭所述无人机/无线中继路由器304上面的动态主机配置协议DHCP(DynamicHostConfigurationProtocol，主要作用是集中的管理、分配IP地址，使网络环境中的主机动态的获得IP地址、Gateway地址、DNS服务器地址等信息)功能，开启中继路由功能。

所述无线网络设备(305-1,305-2,305-3)在对码过程中，即通过所述无人机/无线中继路由器304的SSID、使用信道、加密类型，从所述远端无线传输网络301获取同一网段的IP：192.168.1.X，这里，假设所述无线网络设备305-1为智能手机、305-2为平板电脑、305-3为笔记本电脑，其IP地址分别为192.168.1.101、192.168.1.102、192.168.1.103。

所述无人机/无线中继路由器304在第一次接入所述远端无线路由器/接入点303后，将记录相关配置信息，在后续再次探测到同一SSID的网络时，无需重新配置，可直接接入。

本发明实施例公开了一种利用无人机实现的智能中继系统，利用无人机实现无线信号的中继放大，无人机反应迅速、机动能力强、运行成本低，解决了传统无线路由器直接将有线网络转化成覆盖其服务范围的无线网络信号，该无线路由器的位置相对固定，难以变化的缺陷；同时，该中继系统还能根据用户的需求智能提供中继服务，改变无线信号延伸的方向和范围。

本发明实施例中其它内容参见上述发明实施例中的内容，在此不再赘述。

实施例四、一种利用无人机实现的智能中继方法。

图4为本发明实施例四的利用无人机实现的智能中继方法流程图，本发明实施例将结合图4进行具体说明。

如图4所示，本发明实施例提供了一种利用无人机实现的智能中继方法，该方法包括以下步骤：

步骤S401：中继系统初始化；

步骤S402：无人机和无线网络设备完成对码，确定跟踪目标；

步骤S403：搜索可用的远端无线传输网络，选择适当的无线信号；

步骤S404：所述无人机开启无线中继路由模式，将所选择的无线信号进行中继放大；

步骤S405：所述无人机实时跟踪所述无线网络设备，依据所述无线网络设备的需要智能控制其飞行状态。

本发明实施例中优选的，所述搜索可用的远端无线传输网络，选择适当的无线信号的步骤中，具体包括以下步骤：

依据所述远端无线传输网络的成本和/或接入速度，设定所述远端无线传输网络的优先级；

判断所述无人机当前位置高优先级的远端无线网络信号强度是否有效；

如果有效，则选择该高优先级的远端无线传输网络；

如果无效，则选择下一优先级的远端无线传输网络。

本发明实施例中优选的，依据目前无线网络租用成本和无线网络接入速度，选择远端无线传输网络，系统设计以下优先级方案：

Wi-Fi网络：优先级为0；

4G无线网络：优先级为1；

3G无线网络：优先级为2；

卫星通信网络：优先级为3，其中，

优先级别0-3表示所选择无线网络优先级由高到低，即如果同时存在多种无线信号，且信号强度均有效时，无人机会首先选择Wi-Fi网络作为远端无线传输网络；当Wi-Fi信号强度无效时，无人机会次优选择4G无线网络作为远端无线传输网络；依次类推。

本发明实施例中优选的，所述远端无线传输网络的优先级还可以由用户指定，例如，用户可以在所述无线网络设备上手动选择“接入速度最快”作为最高优先级的远端无线传输网络，此时，所述无人机对搜索到的可用的远端无线传输网络进行无线电质量监测，比较各个远端无线传输网络的信号强度、网络速度，而不考虑费用成本，优先中继放大接入速度最快的无线信号，为该无线网络设备提供最快的上网速度。

本发明实施例中优选的，所述远端无线传输网络的优先级还可以根据各个远端无线传输网络的负荷进行排序。例如，在室外环境中，具有形成小区C1的无线基站A和形成小区C2的无线基站B，小区C1和C2彼此邻近，二者的一部分彼此交叠。当然，还可以安装邻近这两个基站的其他无线基站。所述无人机在小区C1的端部且在小区C2的附近提供中继服务。无线基站A通过无线电链路连接到无线网络设备A至D和无人机。所述无人机通过无线电链路连接到无线网络设备E至G。无线基站B通过无线电链路连接到无线网络设备H和I。这时，存在与无线基站A直接或间接进行通信的7个无线网络设备，存在与无线基站B进行通信的2个无线网络设备。因此，无线基站A处于负荷高于无线基站B的负荷的状态。当无线基站A的负荷高时(例如，当无线基站A所处理的通信量大时)，较少的无线资源被分配到无人机。因此，无线基站A与无人机之间的通信容量变小，而且无人机与无线网络设备E至G之间的通信容量也变小。因此，无线网络设备E至G的吞吐量变小。当无线基站A的负荷高时，为了防止无线网络设备E至G的吞吐量下降，执行中继切换，即无人机将连接目的地从无线基站A切换到邻近基站即无线基站B。

本发明实施例中优选的，所述无人机实时跟踪所述无线网络设备，依据所述无线网络设备的需要智能控制其飞行状态的步骤，具体包括以下步骤：

实时判断所述无人机与所述无线网络设备之间的距离是否在无人机中继放大后的无线信号传播的有效距离之内；

如果在有效距离之内，则为所述无线网络设备提供近端无线接入网络服务；

如果不在有效距离之内，重新设定航迹点，控制所述无人机飞向新的航迹点。

本发明实施例中优选的，所述无人机与所述无线网络设备之间的有效距离的设定，系统会根据当前跟踪目标处于室内还是室外，智能调整跟踪目标的有效距离，通常，室内有效距离选择为5米，室外有效距离选择为30米。当然，这里的数值仅是示例性的，具体的有效距离可以根据无人机机载的无线网络中继装置的发射功率、接收频段、环境复杂度等多种因素综合考虑和设置。

本发明实施例中优选的，还包括对所述无线网络设备状态判断的步骤，具体包括以下步骤：

预先设置所述无人机的待机点；

当所述无线网络设备处于静态时，所述无人机选择距离其最近的待机点降落。

本发明实施例中优选的，当跟踪目标超过1分钟未做出位置改变的情况下，无人机认为所述跟踪目标处于静态，将通过飞行器控制模块，引导无人机停靠在最近的待机点，在待机点上，所述无人机可以根据跟踪目标的情况，选择继续提供智能中继服务或者停止提供中继服务。优选的，所述待机点除了可供无人机安全停靠外，还可以提供无人机续航充电、安全自检、故障维修等功能。现阶段，此类待机点主要适用于室内，未来随着无人机应用范围的推广，此类待机点将安装于室外，作为公共基础设施，为无人机提供各种服务。

本发明实施例中优选的，还包括无人机自动避障的步骤，具体包括以下步骤：

实时探测所述无人机周围障碍物；

判断是否收到避障警告；

如果没有，则继续执行之前预定的航线；

如果收到，则重新规划航线，控制所述无人机执行避障飞行动作。

本发明实施例公开了一种利用无人机实现的智能中继方法，利用无人机实时跟踪用户目标使用的需要接入近端无线网络的无线网络设备，无人机搭载有无线网络中继装置，将远端无线传输网络的无线信号中继放大，为当前跟踪的无线网络设备提供快速、可靠、稳定、高效的网络接入服务，该智能中继方法利用无人机机动灵活、架设时间短、运行成本低的特点，实现了针对用户个性化的网络覆盖，并能作为智能家居系统网络接入的一个入口。

本发明实施例中其它内容参见上述发明实施例中的内容，在此不再赘述。

实施例五、一种利用无人机实现的智能中继方法。

图5为本发明实施例五的利用无人机实现的智能中继方法流程图，本发明实施例将结合图5进行具体说明。

如图5所示，本发明实施例提供了一种利用无人机实现的智能中继方法，该方法包括以下步骤：

步骤S501：中继系统初始化；

步骤S502：无人机和无线网络设备完成对码，确定跟踪目标；

步骤S503：搜索可用的远端无线传输网络；

步骤S504：无人机开启无线中继路由模式；

步骤S505：判断远端无线信号信号强度是否有效；如果有效，则跳转到步骤S507；反之，进入下一步。

步骤S506：选择下一优先级远端无线传输网络，随后跳回到步骤S505继续判断新选择的远端无线传输网络提供的无线信号信号强度是否有效。

步骤S507：判断跟踪目标距离是否有效？如果有效，则跳转到步骤S511；反之，进入下一步；

步骤S508：无人机重新设定航迹点；

步骤S509：判断是否收到避障警告；如果收到，则跳回到步骤S508重新设定航迹点；反之，进入下一步；

步骤S510：控制无人机飞向下一个航迹点，随后跳回到步骤S505判断新的航迹点的远端无线信号信号强度是否有效；

步骤S511：判断跟踪目标是否处于静态；如果是，则进入下一步；反之，跳回到步骤S505实时判断无人机所处位置的远端无线信号信号强度是否有效；

步骤S512：无人机选择最近待机点降落。

例如，当用户处于静态状态时，比如是用户处于坐、卧姿势观看电视或者阅读；再如，用户在餐桌边吃饭。再例如，当用户处于动态状态时，比如是用户从一个地理位置向另一个地理位置转移。相应的，此时该用户所携带或使用的无线网络设备处于静态或者动态。

本发明实施例中优选的，在上述针对静态和/或动态状态的服务过程中，小微型无人机采用信标定位跟踪的方式，始终与所述无线网络设备保持一个适当的相对距离和角度。

本发明实施例中优选的，在上述针对静态和/或动态状态的服务同时，小微型无人机也通过其携带的计数设备进行计时，当判断出所述无线网络设备已经保持某一状态较长时间时或者在无人飞行器有效针对所述无线网络设备的动态信息进行了调整之后，则选择与当前位置较近的待机地址，降落在待机地址之后，继续向所述无线网络设备提供智能中继服务，如此既能降低能量消耗，也能降低小微型无人机本身产生的声光辐射对于环境的干扰。

本发明实施例中优选的，由无人机挂载无线网络中继装置悬停在跟踪目标地上空，通过天线接收远端无线传输网络的无线信号，并通过无线中继路由模块，中继信号经功率放大器放大信号后由天线板发射给所述跟踪目标即所述无线网络设备，当判断跟踪目标移动到所述远端无线传输网络信号覆盖范围内时，或者所述无线网络设备接收到的所述远端无线传输网络的无线信号信号强度超过预设阈值时，所述无人机智能选择最佳待机点降落。

本发明实施例公开了一种利用无人机实现的智能中继方法，利用无人机实时跟踪用户目标使用的需要接入近端无线网络的无线网络设备，无人机搭载有无线网络中继装置，将远端无线传输网络的无线信号中继放大，为当前跟踪的无线网络设备提供快速、可靠、稳定、高效的网络接入服务，该智能中继方法利用无人机机动灵活、架设时间短、运行成本低的特点，实现了针对用户个性化的网络覆盖，并能作为智能家居系统网络接入的一个入口。

本发明可以带来这些有益的技术效果：本发明实施例公开的利用无人机实现的智能中继系统及方法，利用无人机实时跟踪用户目标使用的需要接入近端无线网络的无线网络设备，无人机搭载有无线网络中继装置，将远端无线传输网络的无线信号中继放大，为当前跟踪的无线网络设备提供快速、可靠、稳定、高效的网络接入服务，该智能中继系统机动灵活、架设时间短、运行成本低、网络覆盖范围广，解决了传统固定的中继设备或者有线骨干网铺设无法有效消除信号盲区、成本高昂、受限于地理环境的缺陷。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种利用无人机实现的智能中继系统，其特征在于：包括无线信号生成设备、飞行式中继服务设备、无线网络设备，所述飞行式中继服务设备无线连接所述无线信号生成设备和所述无线网络设备，其进一步包括无人机和机载的无线网络中继装置，其中，

所述无线信号生成设备适用于在一定范围内，生成无线信号；

所述飞行式中继服务设备适用于利用所述无线信号生成设备提供的无线信号实现中继放大，所述无人机能够依据所述无线网络设备的需要智能控制其飞行状态。

2.根据权利要求1所述的利用无人机实现的智能中继系统，其特征在于：所述无人机进一步包括飞行器定位模块、目标跟踪模块、飞行器控制模块，所述飞行器定位模块连接所述目标跟踪模块和所述飞行器控制模块，所述目标跟踪模块连接所述飞行器控制模块，其中，

所述飞行器定位模块适用于提供无人机实时的地理位置信息和/或辅助确定所述无人机的飞行航迹；

所述目标跟踪模块适用于接收所述飞行器定位模块提供的无人机位置和所述无线网络设备位置信息，实时计算所述无人机与所述无线网络设备之间的距离和/或相对位置，将计算结果转化为飞行器控制信息并传送至所述飞行器控制模块；

所述飞行器控制模块适用于接收所述飞行器控制信息，实时调整所述无人机的飞行姿态，控制所述无人机与所述无线网络设备之间的距离保持在中继放大后的无线信号传播的有效距离之内和/或两者之间的相对位置处于最佳接收、拍摄方向。

3.根据权利要求2所述的利用无人机实现的智能中继系统，其特征在于：所述机载的无线网络中继装置进一步包括天线模块和无线中继路由模块，所述天线模块连接所述目标跟踪模块，所述无线中继路由模块连接所述天线模块，其中，

所述天线模块适用于接收指定频段的无线信号和将信号调制到指定频率进行发送；

所述无线中继路由模块适用于将所述天线模块接收到的无线信号进行中继放大，建立远端无线传输网络与近端无线接入网络之间的中继，实现无线信号的延伸和覆盖范围的扩展。

4.根据权利要求3所述的利用无人机实现的智能中继系统，其特征在于：所述无人机还包括图像采集模块，所述图像采集模块连接所述目标跟踪模块，其适用于采集无人机附近环境的视频信号和/或数字图像信号，辅助实时跟踪所述无线网络设备。

5.根据权利要求4所述的利用无人机实现的智能中继系统，其特征在于：所述无人机还包括自动避障模块和/或存储模块，所述自动避障模块连接所述飞行器控制模块，其适用于探测所述无人机周围障碍物并向所述飞行器控制模块发送障碍物信息；所述存储模块适用于记录相关网络配置信息。

6.一种利用无人机实现的智能中继方法，该方法包括以下步骤：

中继系统初始化；

无人机和无线网络设备完成对码，确定跟踪目标；

搜索可用的远端无线传输网络，选择适当的无线信号；

所述无人机开启无线中继路由模式，将所选择的无线信号进行中继放大；

所述无人机实时跟踪所述无线网络设备，依据所述无线网络设备的需要智能控制其飞行状态。

7.根据权利要求6所述的利用无人机实现的智能中继方法，其特征在于：所述搜索可用的远端无线传输网络，选择适当的无线信号的步骤中，具体包括以下步骤：

依据所述远端无线传输网络的成本和/或接入速度，设定所述远端无线传输网络的优先级；

判断所述无人机当前位置高优先级的远端无线网络信号强度是否有效；

如果有效，则选择该高优先级的远端无线传输网络；

如果无效，则选择下一优先级的远端无线传输网络。

8.根据权利要求6或7所述的利用无人机实现的智能中继方法，其特征在于：所述无人机实时跟踪所述无线网络设备，依据所述无线网络设备的需要智能控制其飞行状态的步骤，具体包括以下步骤：

实时判断所述无人机与所述无线网络设备之间的距离是否在无人机中继放大后的无线信号传播的有效距离之内；

如果在有效距离之内，则为所述无线网络设备提供近端无线接入网络服务；

如果不在有效距离之内，重新设定航迹点，控制所述无人机飞向新的航迹点。

9.根据权利要求8所述的利用无人机实现的智能中继方法，其特征在于：还包括对所述无线网络设备状态判断的步骤，具体包括以下步骤：

预先设置所述无人机的待机点；

当所述无线网络设备处于静态时，所述无人机选择距离其最近的待机点降落。

10.根据权利要求8所述的利用无人机实现的智能中继方法，其特征在于：还包括无人机自动避障的步骤，具体包括以下步骤：

实时探测所述无人机周围障碍物；

判断是否收到避障警告；

如果没有，则继续执行之前预定的航线；

如果收到，则重新规划航线，控制所述无人机执行避障飞行动作。