CN105763423B - 一种无人机信息交换方法 - Google Patents

Abstract

本发明的无人机信息交换方法，包括均匀分布于地面上的多个基站以及至少两架无人机，本发明的跟踪方法，包括：a).信息采集；b).基站派送二机；c).二机赶赴监控位置；d).相距距离的判断；e).无人机间的数据传输；f).一机的返回和二机的继续工作。本发明的无人机信息交换方法，进行远距离无线通信的数传模块进行数据传输，以传输数据量较少的GPS坐标、机头角度、高度的信息，节省了电量；无人机与无人机靠近后，采用近距离通信的通信模块（如蓝牙）进行车号、速度、图像信息的传输，具有数据传输量大、能耗低、数据传输稳定的优点，解决了由于工作目标信息无法或不及时交换所导致的目标丢失情形的发生。

Description

一种无人机信息交换方法

技术领域 本发明涉及无人机信息传递，更具体的说，尤其涉及一种无人机信息交换方法。

背景技术 现有无人机的续航能力是制约发展的重要因素，在大范围工作时，由于范围广，无人机难以实现实时工作。譬如对违法车辆追踪或者大范围的测绘的过程中，工作路程可能有十几、几十或上百公里，所需工作的路程超出了现有绝大多数无人机的航程，为了实现对目标的连续、无缝隙观测，就需要两架或多架无人机交替监控。

采用多架次无人机监控的过程中，两架无人机轮换监控过程中，任务节点的数据传输是实现连续工作的关键，正在执行任务的无人机必须把监控数据准确、及时地传输至下一架次的无人机上，才能保证工作目标不被跟丢。当前无人机与下一架次无人机的数据传输，如果通过基站进行转发，受地理环境的影响，如果存在建筑物的阻挡，可能会导致数据无法转发或转发延时较长，无法实现连续工作。

发明内容 本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种无人机信息交换方法。

本发明的无人机信息交换方法，进行工作的至少两架无人机，以及基站构成；无人机、基站上均设置有实现其之间远距离通信的数传模块，无人机上设置有实现不同无人机之间数据近距离传输的通信模块；一架无人机对工作目标工作过程中，出现电量不足的情况下，由另一架无人机替换实现连续工作。通过以下步骤来实现：

a)目标工作和信息采集，设称为一机的无人机正执行工作任务，一机在对工作目标监控的过程中，将自身的GPS坐标、机头角度、高度信息发送至基站；

b)基站派送无人机接替一机继续工作的无人机称为二机；

c)二机赶赴监控位置，基站将一机最新的自身GPS坐标、机头角度、高度信息转发至二机，二机由静止启动到匀速飞行状态赶赴一机所在位置；二机在飞往一机的过程中，不断接收和更新一机的最新位置；

d)相距距离的判断，在二机靠近一机的过程中，一机、二机不断判断他们之间的距离，当距离小于阈值S时，一机、二机均开启现近距离数据传输的通信模块；

e)无人机间的数据传输，当一机、二机的通信模块建立连接后，二机不再靠近一机飞行，以防止两机相撞；此时，一机将工作目标的车号、速度、图像信息经通信模块传输至二机；

f)一机的返回和二机的继续工作，二机根据接收的信息锁定目标后发送任务交接完成并正常工作信息，一机接收到二机发送的信息后，返回就近的基站，由二机继续工作，实现了连续、无缝隙工作；同样地，当二机需要返航时，再由其他的无人机接替其继续监控。

本发明的无人机连续工作系统的工作方法，步骤d)中所述的阈值S为100m，一机、二机上的通信模块为可实现10～100m近距离通信的蓝牙模块。

本发明的有益效果是：在一架无人机（称为一机）工作过程中，如果出现电量不足等需要返航的情况下，由就近的基站派遣另一架无人机（称为二机）飞往一机所在位置，替换一机对工作目标继续工作，真正实现了连续、无缝隙工作，解决了单个无人机续航能力不足易导致目标跟丢的问题，有益效果显著，适于应用推广。无人机与基站之间采用可进行远距离无线通信的数传模块进行数据传输，以传输数据量较少的GPS坐标、机头角度、高度的信息，节省了电量；无人机与无人机靠近后，采用近距离通信的通信模块（如蓝牙）进行车号、速度、图像信息的传输，具有数据传输量大、能耗低、数据传输稳定的优点，解决了由于工作目标信息无法或不及时交换，所导致的目标丢失情形的发生。

附图说明

图1为本发明的无人机信息交换方法的原理图。

图中：1固定基站，2移动基站，3无人机二机，4无人机一机。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，给出了本发明的无人机信息交换方法的原理图，所示的无人机连续工作系统由多个固定基站1、移动基站2以及至少两个无人机（无人机一机4、无人机二机3）构成，固定基站1、移动基站2均匀设置于地面上，如在某个市均匀布设，基站实现对无人机的管理和维护。无人机、基站（固定基站1、移动基站2）上均设置有可实现远距离（如20～30km）通信的数传模块，以实现基站与无人机之间的数据传输。无人机上设置有实现近距离（如10～100m）数据传输的通信模块（如蓝牙模块），当两无人机靠近时，实现较大数据量、低功耗的数据传输。

本发明的无人机连续工作系统的工作方法，通过以下步骤来实现：

a).目标工作和信息采集，设称为一机的无人机正执行对工作任务，一机在工作过程中，将自身的GPS坐标、机头角度、高度信息发送至基站；

b).基站派送无人机接替一机继续监控工作目标，该基站可以为移动基站，也可以为最近的固定基站，执行接替监控任务的无人机称为二机；

c).二机赶赴监控位置，基站将一机最新的自身GPS坐标、机头角度、高度信息转发至二机，二机由静止启动到匀速飞行状态赶赴一机所在位置；二机在飞往一机的过程中，不断接收和更新一机的最新位置；

该步骤中，通过一机的GPS坐标、高度，可确定其在空中的具体位置，机头角度表征其飞行方向。

d).相距距离的判断，在二机靠近一机的过程中，一机、二机不断判断他们之间的距离，当距离小于阈值S时，一机、二机均开启现近距离数据传输的通信模块；

该步骤中，阈值S可取为100m。

e).无人机间的数据传输，当一机、二机的通信模块建立连接后，二机不再靠近一机飞行，以便两机相撞；此时，一机将工作目标的车号、速度、图像信息经通信模块传输至二机；

一机、二机上的通信模块为可采用实现10～100m近距离通信的蓝牙模块，图像信息的数据量较大，如果采用基站转发的形式，不仅耗电量大，而且遇到建筑物阻挡的情况下，会影响数据的正常发送、接收，导致监控工作无法交替。

f).一机的返回和二机的继续工作，二机根据接收的信息锁定目标后发送任务交接完成并正常工作信息，一机接收到二机发送的信息后，返回就近的基站，由二机继续对工作目标进行监控，实现了对目标的连续、无缝隙监控；同样地，当二机需要返航时，再由其他的无人机接替其继续工作。

本发明的无人机信息交换方法，真正实现了对工作目标的连续、无缝隙，解决了单个无人机续航能力不足时信息交换的问题，有益效果显著，适于应用推广。

Claims (2)

1.一种无人机信息交换方法，包括地面上的若干基站以及至少两架无人机，一架无人机的工作过程中，出现需要返航情况下，由另一架无人机替换实现对追踪目标的连续工作，其特征在于，无人机之间的信息交换方法通过以下步骤来实现：

a).信息采集，设称为一机的无人机正执行信息采集工作，一机在工作过程中，将自身的GPS坐标、机头角度、高度信息发送至基站；

b).基站派送无人机接替一机继续工作，执行接替任务的无人机称为二机；

c).二机赶赴一机位置，基站将一机最新的自身GPS坐标、机头角度、高度信息转发至二机，二机由静止启动到匀速飞行状态赶赴一机所在位置；二机在飞往一机的过程中，不断接收和更新一机的最新位置；

d).相距距离的判断，在二机靠近一机的过程中，一机、二机不断判断他们之间的距离，当距离小于阈值S时，一机、二机均开启近距离数据传输的通信模块；

e).无人机间的数据传输，当一机、二机的通信模块建立连接后，二机不再靠近一机飞行，以防止两机相撞；此时，一机将目标的信息经通信模块传输至二机；

f).一机的返回和二机的继续工作，二机根据接收的信息锁定目标，锁定目标后发送任务交接完成并正常工作信息，一机接收到二机发送的信息后返回基站，由二机继续进行工作，实现了连续、无缝隙工作；同样地，当二机需要返航时，再由其他的无人机接替其继续工作。

2.根据权利要求1所述的无人机信息交换方法，其特征在于：步骤d)中所述的阈值S为100m，一机、二机上的通信模块为可实现10～100m近距离通信的蓝牙模块。