CN106184753A - 一种无人机及无人机搜救定位方法 - Google Patents

一种无人机及无人机搜救定位方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种无人机及无人机搜救定位方法，该无人机包括：无线信号检测模块，主控处理模块及多个定向天线，其中无线信号检测模块可用于与地面终端建立连接，并通过多个不同方向的定向天线接收地面终端发送的信号，进而确定信号强度，主控处理模块根据多个定向天线对应的信号强度矢量，确定无人机对应的移动矢量，进而确定移动方向并控制无人机根据该移动方向进行移动。无人机利用自带的无线信号检测模块及定向天线，可检测到的被搜救人员身上携带的地面终端的信号，自动确定移动方向并飞行，从而无需人工控制飞行，就可以自动调整飞行路线并快速确定出被搜救人员的位置，因而具有快速搜寻能力和更高的搜救效率。

Description

一种无人机及无人机搜救定位方法
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种无人机及无人机搜救定位方法。
背景技术
近年来无人机技术的高速发展，使其在各领域当中得到越来越广泛的应用，特别在抗震救灾领域，无人机也扮演越来越重要的角色。例如，无人机在野外搜索救援的应用方面，一般是利用高空航拍观察来搜寻被困人员的。但这种利用空中航拍的搜寻方法，还是靠人眼负责目标的搜索工作。受人眼的生理限制，当环境较恶劣如天黑、大雾、下雨等能见度较差的情况，或在森林中较多的树木阻挡的情况下，往往导致被困人员不容易被发现，增加救援难度。
为提高搜索效率和准确性，现有技术提出使用无人机携带一些传感器，如热传感或生命探测器等，去寻找受困人员，从而可以提高搜索效率。
但是上述方法仍然存在如下问题：由于人类自身的生命特征信号相对不特别明显，以目前的传感器技术去搜寻这些生命特征，感应距离会比较短。传感器要在半径范围几米甚至更短的情况下才能感应到被困人员。这种情况下，就算利用无人机的灵活移动性，搜寻人员搜索的难度也很大，效率低下，并且由于需要搜寻人员人为确定搜索范围，因此存在随机和不确定性。
综上所述，现有技术在利用无人机携带传感器进行人员搜索时，搜寻人员搜索的难度较大，效率低下且存在随机和不确定性的问题。
发明内容
本发明提供一种无人机及无人机搜救定位方法，用以解决现有的无人机搜救技术中存在的效率低下及随机和不确定性的问题。
一方面，本发明实施例提供一种无人机，包括：
无线信号检测模块，用于在确定无人机与地面终端建立连接后，通过所述无人机上多个不同方向的定向天线接收所述地面终端发送的信号以及确定每个定向天线接收到的信号的强度；
主控处理模块，用于针对所述无人机上的任意一个定向天线，根据所述定向天线的方向及接收到的信号的强度，确定所述定向天线对应的信号强度矢量；以及根据所有定向天线对应的信号强度矢量，确定所述无人机对应的移动矢量，并将所述无人机对应的移动矢量在飞行平面上的分量的方向确定为移动方向，所述飞行平面为所述无人机所在高度位置上平行于地面的平面；以及根据所述移动方向控制所述无人机进行移动。
可选地，所述主控处理模块，还用于：
针对所述无人机上的任意一个定向天线，根据所述定向天线的方向及接收到的信号的强度，确定所述定向天线对应的信号强度矢量之前，确定每个定向天线接收到的信号的强度不满足预设信号强度条件。
可选地，所述主控处理模块，还用于：
在根据所述移动方向控制所述无人机进行移动之后，判断每个定向天线接收到的信号的强度是否满足所述预设信号强度条件；
若所述无线信号检测模块确定每个定向天线接收到的信号的强度不满足所述预设信号强度条件，则继续获取所述无线信号检测模块通过所述无人机上多个不同方向的定向天线接收所述地面终端发送的信号以及确定每个定向天线接收到的信号的强度。
可选地，所述主控处理模块，还用于：
若确定所述每个定向天线接收到的信号的强度满足所述预设信号强度条件，则通过所述无人机上的摄像模块对所述地面终端进行拍摄，得到拍摄画面，以及通过所述无人机上的定位模块获取所述无人机的当前位置；
所述无人机还包括回传模块，用于：
将所述拍摄画面及所述无人机的当前位置回传至地面无人机控制中心。
可选地，所述预设信号强度条件为下列任一项：
所述无人机上每个定向天线接收到的信号的强度中任意两个信号的强度的差值不大于差值阈值、所述无人机上每个定向天线中任意相邻的两个定向天线接收到的信号的强度的差值不大于所述差值阈值。
可选地，所述无线信号检测模块，还用于根据下列方式与所述地面终端之间建立连接：
向地面发送广播信号；
在接收到所述地面终端发送的连接请求后，建立与所述地面终端之间的连接，所述连接请求是由所述地面终端在接收到所述广播信号后向所述无人机发送的。
可选地，所述多个不同方向的定向天线均位于所述飞行平面，且相邻两个定向天线互相垂直分布。
另一方面，本发明实施例提供一种无人机搜救定位方法，包括：
无人机在确定与地面终端建立连接后，通过所述无人机上多个不同方向的定向天线接收所述地面终端发送的信号以及确定每个定向天线接收到的信号的强度；
针对所述无人机上的任意一个定向天线，所述无人机根据所述定向天线的方向及接收到的信号的强度，确定所述定向天线对应的信号强度矢量；
所述无人机根据所有定向天线对应的信号强度矢量，确定所述无人机对应的移动矢量，并将所述无人机对应的移动矢量在飞行平面上的分量的方向确定为移动方向，所述飞行平面为所述无人机所在高度位置上平行于地面的平面；
所述无人机根据所述移动方向进行移动。
可选地，针对所述无人机上的任意一个定向天线，所述无人机根据所述定向天线的方向及接收到的信号的强度，确定所述定向天线对应的信号强度矢量之前，还包括：
所述无人机确定每个定向天线接收到的信号的强度不满足预设信号强度条件。
可选地，所述无人机根据所述移动方向进行移动之后，还包括：
所述无人机判断每个定向天线接收到的信号的强度是否满足所述预设信号强度条件；
若所述无人机确定每个定向天线接收到的信号的强度不满足所述预设信号强度条件，则返回到通过所述无人机上多个不同方向的定向天线接收所述地面终端发送的信号以及确定每个定向天线接收到的信号的强度的步骤。
可选地，所述无人机判断每个定向天线接收到的信号的强度是否满足所述预设信号强度条件之后，还包括：
若所述无人机确定所述每个定向天线接收到的信号的强度满足所述预设信号强度条件，则通过所述无人机上的摄像模块对所述地面终端进行拍摄，得到拍摄画面，以及通过所述无人机上的定位模块获取所述无人机的当前位置；
所述无人机将所述拍摄画面及所述无人机的当前位置回传至地面无人机控制中心。
可选地，所述预设信号强度条件为下列任一项：
所述无人机上每个定向天线接收到的信号的强度中任意两个信号的强度的差值不大于差值阈值、所述无人机上每个定向天线中任意相邻的两个定向天线接收到的信号的强度的差值不大于所述差值阈值。
可选地，所述无人机根据下列方式与所述地面终端之间建立连接：
所述无人机向地面发送广播信号；
所述无人机在接收到所述地面终端发送的连接请求后，建立与所述地面终端之间的连接，所述连接请求是由所述地面终端在接收到所述广播信号后向所述无人机发送的。
可选地，所述多个不同方向的定向天线均位于所述飞行平面，且相邻两个定向天线互相垂直分布。
本发明实施例提供的无人机，包含无线信号检测模块，主控处理模块及定向天线，其中无线信号检测模块可用于与地面终端建立连接，并通过多个不同方向的定向天线接收地面终端发送的信号，进而确定信号强度，然后由主控处理模块根据多个定向天线对应的信号强度矢量，确定出无人机对应的移动矢量，进而确定移动方向并控制无人机根据该移动方向进行移动。目前，由于手机等无线通信设备(即地面终端)已经成为人们生活中常带身边的物品，当人们需要被救援且附近没有无线基站的时候，无线通信设备自身发出的信号可作为生命特征信号以外的另一种求生信号。本发明实施例中的无人机利用自带的无线信号检测模块及定向天线，可检测到的被搜救人员身上携带的地面终端的信号，自动确定移动方向并飞行，从而该无人机无需人工控制飞行，就可以自动调整飞行路线并快速确定出被搜救人员的位置，因而具有快速搜寻能力，相较于现有技术通过传感器搜索被搜救人员，本发明实施例具有更高的搜救效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种无人机示意图；
图2为本发明实施例提供的一种无人机示意图；
图3为本发明实施例提供的无人机移动方向确定方法示意图；
图4为本发明实施例提供的无人机停留位置示意图；
图5为本发明实施例提供的一种无人机搜救定位方法流程图；
图6为本发明实施例提供的一种无人机搜救定位方法详细流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合说明书附图对本发明实施例作进一步详细描述。
如图1所示，本发明实施例提供一种无人机，包括：
无线信号检测模块101，用于在确定无人机与地面终端建立连接后，通过所述无人机上多个不同方向的定向天线103接收所述地面终端发送的信号以及确定每个定向天线103接收到的信号的强度；
主控处理模块102，用于针对所述无人机上的任意一个定向天线103，根据所述定向天线103的方向及接收到的信号的强度，确定所述定向天线103对应的信号强度矢量；以及根据所有定向天线103对应的信号强度矢量，确定所述无人机对应的移动矢量，并将所述无人机对应的移动矢量在飞行平面上的分量的方向确定为移动方向，所述飞行平面为所述无人机所在高度位置上平行于地面的平面；以及根据所述移动方向控制所述无人机进行移动。
参考图1，本发明实施例提供的无人机包含有无线信号检测模块101，主控处理模块102及多个不同方向的定向天线103(定向天线，在水平方向上表现为一定角度范围辐射，也就是平常所说的有方向性。定向天线就好像在天线后面罩一个碗状的反射面，信号只能向前面传递，射向后面的信号被反射面挡住并反射到前方，加强了前面的信号强度)，其中，定向天线103的数量和方向没有严格的限制，只要所有的定向天线103可以覆盖360°的检测范围即可，可选地，所述多个不同方向的定向天线103均位于飞行平面，且相邻两个定向天线103互相垂直分布，所述飞行平面为所述无人机所在高度位置上平行于地面的平面。例如，参考图1，示例性地给出了包含4个定向天线103的无人机，所述4个定向天线103均平行于飞行平面，且相邻两个定向天线103之间相互垂直，从而当无人机在高空飞行时，可以通过所述4个定向天线103覆盖360°的检测范围，即在任何方向上都可以接收到地面终端的发射信号。当然，对于定向天线位于飞行平面的情形，其安装方式不限于只有4个定向天线的情形，实际上是可以有任意数量的定向天线(例如5个，6个等等)，这些定向天线在飞行平面上呈均匀或者不均匀分布，只要能够覆盖360°的检测范围即可。
其中，需要说明的是，本发明实施例中，对于定向天线103的安装，可以是安装在无人机本体的底部位置，所述无人机本体指的是目前常见的多轴飞行器，本发明中的无线信号检测模块101，主控处理模块102及多个不同方向的定向天线103均安装在无人机本体上。其中，定向天线103的安装可以是以平行于飞行平面的方式在不同方向上安装在无人机本体的底部位置，也还可以是以每个定向天线103与飞行平面呈一定角度的方式安装在无人机本体的底部位置，例如一种可选的方式为：所述多个定向天线103呈“伞状”分布。因此，本发明实施例中，对于定向天线103的具体安装方式是没有严格要求的，只要所述多个定向天线103可以覆盖360°范围即可。
无人机在高空飞行时，通过所述无线信号检测模块101，根据下列方式与地面终端之间建立连接：无线信号检测模块101向地面发送广播信号；若接收到地面终端发送的连接请求，则建立与所述地面终端之间的连接，所述连接请求是由所述地面终端在接收到所述广播信号后向所述无人机发送的。
上述方法中，无人机中的无线信号检测模块101通过定向天线103模拟基站全方位的向地面发送广播信号，当地面终端接收到广播信号时，可以建立与无人机之间的连接，从而在建立连接后，使得无人机上的无线信号检测模块101通过多个不同方向的定向天线103接收所述地面终端发送的信号以及确定每个定向天线103接收到的信号的强度。
当无线信号检测模块101获取到不同的定向天线103接收到的信号的强度之后，将每个定向天线103的方向及接收到的信号的强度发送给主控处理模块102，主控处理模块102针对其中任意个定向天线103，根据该定向天线103的方向及接收到的信号的强度，确定一个信号强度矢量，其中，该信号强度矢量是以该定向天线103的方向为矢量方向，以该定向天线103接收到的信号的强度为矢量大小，从而对于每个定向天线103都可以确定一个对应的信号强度矢量；然后根据所有定向天线103对应的信号强度矢量，确定所述无人机对应的移动矢量，具体地，直接将各定向天线103对应的信号强度矢量相加，得到一个信号强度矢量和，该信号强度矢量和即为无人机对应的移动矢量，然后将无人机对应的移动矢量在飞行平面上的分量的方向确定为移动方向，所述移动方向无人机需要飞行的方向，只要无人机根据此移动方向进行飞行，即可接近地面终端的正上方位置，当然该移动方向是实时变化和调整的，根据无人机上多个定向天线接收到的信号强度，不断地调整着移动方向，使得无人机不断朝着移动方向进行飞行，最终可以到达地面终端的正上方位置。
举例来说，参考图3，为本发明实施例提供的无人机移动方向确定方法示意图，其中各定向天线是平行于飞行平面的，则无人机对应的移动矢量在飞行平面上的分量即为所述无人机对应的移动矢量自身，因而确定的移动方向即为所述移动矢量的方向。如图3所示，所述无人机有4个定向天线分别为A1、A2、A3、A4，相邻两个定向天线之间相互垂直，且所述4个定向天线平行于飞行平面，4个定向天线可以分别接收到地面终端P发出的信号(在图3中，地面终端P位于无人机B的下方位置)，则无人机根据4个定向天线接收到P发射的信号强度，确定出4个信号强度矢量，其中4个信号强度矢量的方向分别为每个定向天线的方向，4个信号强度矢量的大小分别为每个定向天线接收到的信号强度大小，得到4个信号强度矢量之后，直接相加，即可得到一个移动矢量，由于图3所示中，各定向天线是平行于飞行平面的，因此确定出的移动矢量的方向即为移动方向，如图3所示，4个信号强度矢量相加之后得到的移动矢量为则将B到D的方向确定为移动方向，并且无人机B沿着B到D方向进行飞行，可以更加接近地面终端P的正上方位置。再比如，如果各定向天线103不是平行于飞行平面的，如以“伞状”(其中，“伞状”可以理解为将伞的顶部看做是无人机本体，伞的每根支架看做是一根定向天线，因此伞状结构的无人机上的定向天线都是与飞行平面不平行的)安装在无人机上，则确定的无人机对应的移动矢量实际上与飞行平面之间不是平行的，因此，需要确定无人机对应的移动矢量在飞行平面上的分量，然后将该分量的方向确定为移动方向。
主控处理模块102在确定了无人机的移动方向之后，接下来就是根据所述移动方向控制所述无人机进行移动，具体的移动方式可以预先设定，例如，可以是移动一个固定的距离，或者是移动一段固定的时长，或者是根据确定的无人机对应的移动矢量在飞行平面上的分量的大小确定出一个移动距离并按照该移动距离进行移动。
不管以上述何种方式进行移动，在所述主控处理模块102根据所述移动方向控制所述无人机进行移动之后，所述主控处理模块102判断每个定向天线103接收到的信号的强度是否满足预设信号强度条件；可选地，所述预设信号强度条件为下列任一项：所述无人机上每个定向天线103接收到的信号的强度中任意两个信号的强度的差值不大于差值阈值、所述无人机上每个定向天线103中任意相邻的两个定向天线103接收到的信号的强度的差值不大于所述差值阈值。
举例来说，参考图1，其中包含4个定向天线103，则所述预设信号强度条件可以设置为：4个定向天线103中任意相邻的两个定向天线103接收到的信号的强度的差值不大于差值阈值，或者是4个定向天线103中任意两个定向天线103接收到的信号的强度的差值不大于差值阈值。
如果主控处理模块102确定每个定向天线103接收到的信号的强度满足预设信号强度条件，则表明无人机当前处于地面终端的正上方位置，参考图4，为本发明实施例提供的无人机停留位置示意图，其中，图4中的B表示无人机，P表示地面终端，无人机B是位于地面终端P的正上方位置，此时，主控处理模块102确定每个定向天线103接收到的信号的强度是满足预设信号强度条件的，因此可以认为无人机已经找到地面终端了，如果是无人机用于野外搜救应用场景，则可以认为已经找到了被救人员，因而，若所述主控处理模块102确定所述每个定向天线103接收到的信号的强度满足所述预设信号强度条件，可选地，参考图2，为本发明实施例提供的一种无人机示意图，所述无人机还包括摄像模块106，定位模块105以及回传模块104，其中，所述主控处理模块102，还用于通过所述摄像模块106对所述地面终端进行拍摄，得到拍摄画面，以及通过所述无人机上的定位模块105获取所述无人机的当前位置；然后由所述回传模块104将所述拍摄画面及所述无人机的当前位置回传至地面无人机控制中心，从而使得地面无人机控制中心的工作人员获得被救人员所在的位置及周边情况，举例来说，参考图4，当前无人机处于地面终端上方位置，无人机通过摄像模块106(如摄像头等)对地面终端进行拍摄，通过定位模块105(如GPS(Global PositioningSystem，全球定位系统))定位出无人机的当前位置，然后由回传模块104将拍摄的画面及无人机的当前位置回传至地面无人机控制中心。
另一方面，在所述主控处理模块102根据所述移动方向控制所述无人机进行移动之后，若确定每个定向天线103接收到的信号的强度不满足所述预设信号强度条件，即无人机当前并不处于地面终端的正上方位置，此时，所述主控处理模块102还需要继续通过各个定向天线103去接收地面终端的信号并确定出信号的强度，具体地，即继续获取所述无线信号检测模块101通过所述无人机上多个不同方向的定向天线103接收所述地面终端发送的信号以及确定每个定向天线103接收到的信号的强度，即在本发明实施例中，无线信号检测模块101主要用于在确定无人机与地面终端建立连接后，通过所述无人机上多个不同方向的定向天线103接收所述地面终端发送的信号以及确定每个定向天线103接收到的信号的强度；主控处理模块102根据每个定向天线103接收到的信号的强度，确定出一个移动方向，并按照预先设定的移动方法进行移动后，然后主控处理模块102判断当前每个定向天线103接收到的信号的强度是否满足所述预设信号强度条件，如果满足预设信号强度条件，表明无人机当前处于地面终端正上方位置，则通过所述无人机上的摄像模块106对所述地面终端进行拍摄，得到拍摄画面，以及通过所述无人机上的定位模块105获取所述无人机的当前位置，然后由回传模块104将拍摄画面及无人机的当前位置回传至地面无人机控制中心；如果不满足预设信号强度条件，表明无人机当前没有处于地面终端的正上方位置，因此主控处理模块102继续根据无线信号检测模块101得到的每个定向天线103接收到的信号的强度，继续确定出移动方向，然后进行移动；直至无人机最终移动至地面终端的正上方位置，即每个定向天线103接收到的信号的强度满足预设信号强度条件。
通过以上对本发明实施例的描述，可知，所述主控处理模块102针对所述无人机上的任意一个定向天线103，根据所述定向天线103的方向及接收到的信号的强度，确定所述定向天线103对应的信号强度矢量之前，需要确定每个定向天线103接收到的信号的强度不满足预设信号强度条件，也即，主控处理模块102是首先判断每个定向天线103接收到的信号的强度是否满足预设信号强度条件，且只有在不满足预设信号强度条件时，主控处理模块102才会进行确定每个定向天线103对应的信号强度矢量的操作，从而保证无人机可以按照正确的方式进行操作。
本发明实施例提供的无人机，包含无线信号检测模块，主控处理模块及定向天线，其中无线信号检测模块可用于与地面终端建立连接，并通过多个不同方向的定向天线接收地面终端发送的信号，进而确定信号强度，然后由主控处理模块根据多个定向天线对应的信号强度矢量，确定出无人机对应的移动矢量，进而确定移动方向并控制无人机根据该移动方向进行移动。目前，由于手机等无线通信设备(即地面终端)已经成为人们生活中常带身边的物品，当人们需要被救援且附近没有无线基站的时候，无线通信设备自身发出的信号可作为生命特征信号以外的另一种求生信号。本发明实施例中的无人机利用自带的无线信号检测模块及定向天线，可检测到的被搜救人员身上携带的地面终端的信号，自动确定移动方向并飞行，从而该无人机无需人工控制飞行，就可以自动调整飞行路线并快速确定出被搜救人员的位置，因而具有快速搜寻能力，相较于现有技术通过传感器搜索被搜救人员，本发明实施例具有更高的搜救效率。
下面对本申请实施例提供的无人机搜救定位方法做详细描述。参考图5，为本申请实施例提供的无人机搜救定位方法流程图。
步骤501、无人机在确定与地面终端建立连接后，通过所述无人机上多个不同方向的定向天线接收所述地面终端发送的信号以及确定每个定向天线接收到的信号的强度；
步骤502、针对所述无人机上的任意一个定向天线，所述无人机根据所述定向天线的方向及接收到的信号的强度，确定所述定向天线对应的信号强度矢量；
步骤503、所述无人机根据所有定向天线对应的信号强度矢量，确定所述无人机对应的移动矢量，并将所述无人机对应的移动矢量在飞行平面上的分量的方向确定为移动方向，所述飞行平面为所述无人机所在高度位置上平行于地面的平面；
步骤504、所述无人机根据所述移动方向进行移动。
可选地，针对所述无人机上的任意一个定向天线，所述无人机根据所述定向天线的方向及接收到的信号的强度，确定所述定向天线对应的信号强度矢量之前，还包括：
所述无人机确定每个定向天线接收到的信号的强度不满足预设信号强度条件。
可选地，所述无人机根据所述移动方向进行移动之后，还包括：
所述无人机判断每个定向天线接收到的信号的强度是否满足所述预设信号强度条件；
若所述无人机确定每个定向天线接收到的信号的强度不满足所述预设信号强度条件，则返回到通过所述无人机上多个不同方向的定向天线接收所述地面终端发送的信号以及确定每个定向天线接收到的信号的强度的步骤。
可选地，所述无人机判断每个定向天线接收到的信号的强度是否满足所述预设信号强度条件之后，还包括：
若所述无人机确定所述每个定向天线接收到的信号的强度满足所述预设信号强度条件，则通过所述无人机上的摄像模块对所述地面终端进行拍摄，得到拍摄画面，以及通过所述无人机上的定位模块获取所述无人机的当前位置；
所述无人机将所述拍摄画面及所述无人机的当前位置回传至地面无人机控制中心。
可选地，所述预设信号强度条件为下列任一项：
所述无人机上每个定向天线接收到的信号的强度中任意两个信号的强度的差值不大于差值阈值、所述无人机上每个定向天线中任意相邻的两个定向天线接收到的信号的强度的差值不大于所述差值阈值。
可选地，所述无人机根据下列方式与所述地面终端之间建立连接：
所述无人机向地面发送广播信号；
所述无人机在接收到所述地面终端发送的连接请求后，建立与所述地面终端之间的连接，所述连接请求是由所述地面终端在接收到所述广播信号后向所述无人机发送的。
可选地，所述多个不同方向的定向天线均位于所述飞行平面，且相邻两个定向天线互相垂直分布。
本发明实施例提供的无人机搜救定位方法，通过无线信号检测模块与地面终端建立连接，并通过多个不同方向的定向天线接收地面终端发送的信号，进而确定信号强度，然后由主控处理模块根据多个定向天线对应的信号强度矢量，确定出无人机对应的移动矢量，进而确定移动方向并控制无人机根据该移动方向进行移动。目前，由于手机等无线通信设备(即地面终端)已经成为人们生活中常带身边的物品，当人们需要被救援且附近没有无线基站的时候，无线通信设备自身发出的信号可作为生命特征信号以外的另一种求生信号。本发明实施例中的无人机利用自带的无线信号检测模块及定向天线，可检测到的被搜救人员身上携带的地面终端的信号，自动确定移动方向并飞行，从而该无人机无需人工控制飞行，就可以自动调整飞行路线并快速确定出被搜救人员的位置，因而具有快速搜寻能力，相较于现有技术通过传感器搜索被搜救人员，本发明实施例具有更高的搜救效率。
下面对本申请实施例提供的无人机搜救定位方法做详细描述。参考图6，为本申请实施例提供的无人机搜救定位方法详细流程图。
步骤601、无人机搜索地面终端；
无人机在高空飞行，进行地面终端信号的搜索，这个搜索过程可以是由人为控制或者是由无人机上的固定程序实现。
由于地面终端的无线信号覆盖较广(覆盖半径达到几百米)，因此无人机比较容易搜索到地面终端发射的信号。
步骤602、无人机在确定与地面终端建立连接后，通过所述无人机上多个不同方向的定向天线接收所述地面终端发送的信号以及确定每个定向天线接收到的信号的强度；
步骤603、无人机判断每个定向天线接收到的信号的强度是否满足预设信号强度条件，若满足，则转到步骤607，若不满足，则转到步骤604；
步骤604、针对所述无人机上的任意一个定向天线，所述无人机根据所述定向天线的方向及接收到的信号的强度，确定所述定向天线对应的信号强度矢量；
步骤605、所述无人机根据所有定向天线对应的信号强度矢量，确定所述无人机对应的移动矢量，并将所述无人机对应的移动矢量在飞行平面上的分量的方向确定为移动方向，所述飞行平面为所述无人机所在高度位置上平行于地面的平面；
步骤606、所述无人机根据所述移动方向进行移动；
步骤607、所述无人机通过摄像模块对所述地面终端进行拍摄，得到拍摄画面，以及通过定位模块获取所述无人机的当前位置；将所述拍摄画面及所述无人机的当前位置回传至地面无人机控制中心。
本发明实施例提供的无人机搜救定位方法，通过无线信号检测模块与地面终端建立连接，并通过多个不同方向的定向天线接收地面终端发送的信号，进而确定信号强度，然后由主控处理模块根据多个定向天线对应的信号强度矢量，确定出无人机对应的移动矢量，进而确定移动方向并控制无人机根据该移动方向进行移动。目前，由于手机等无线通信设备(即地面终端)已经成为人们生活中常带身边的物品，当人们需要被救援且附近没有无线基站的时候，无线通信设备自身发出的信号可作为生命特征信号以外的另一种求生信号。本发明实施例中的无人机利用自带的无线信号检测模块及定向天线，可检测到的被搜救人员身上携带的地面终端的信号，自动确定移动方向并飞行，从而该无人机无需人工控制飞行，就可以自动调整飞行路线并快速确定出被搜救人员的位置，因而具有快速搜寻能力，相较于现有技术通过传感器搜索被搜救人员，本发明实施例具有更高的搜救效率。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
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 (14)

1.一种无人机，其特征在于，包括：
无线信号检测模块，用于在确定无人机与地面终端建立连接后，通过所述无人机上多个不同方向的定向天线接收所述地面终端发送的信号以及确定每个定向天线接收到的信号的强度；
主控处理模块，用于针对所述无人机上的任意一个定向天线，根据所述定向天线的方向及接收到的信号的强度，确定所述定向天线对应的信号强度矢量；以及根据所有定向天线对应的信号强度矢量，确定所述无人机对应的移动矢量，并将所述无人机对应的移动矢量在飞行平面上的分量的方向确定为移动方向，所述飞行平面为所述无人机所在高度位置上平行于地面的平面；以及根据所述移动方向控制所述无人机进行移动。
2.如权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述主控处理模块，还用于：
针对所述无人机上的任意一个定向天线，根据所述定向天线的方向及接收到的信号的强度，确定所述定向天线对应的信号强度矢量之前，确定每个定向天线接收到的信号的强度不满足预设信号强度条件。
3.如权利要求2所述的无人机，其特征在于，所述主控处理模块，还用于：
在根据所述移动方向控制所述无人机进行移动之后，判断每个定向天线接收到的信号的强度是否满足所述预设信号强度条件；
若所述无线信号检测模块确定每个定向天线接收到的信号的强度不满足所述预设信号强度条件，则继续获取所述无线信号检测模块通过所述无人机上多个不同方向的定向天线接收所述地面终端发送的信号以及确定每个定向天线接收到的信号的强度。
4.如权利要求3所述的无人机，其特征在于，所述主控处理模块，还用于：
若确定所述每个定向天线接收到的信号的强度满足所述预设信号强度条件，则通过所述无人机上的摄像模块对所述地面终端进行拍摄，得到拍摄画面，以及通过所述无人机上的定位模块获取所述无人机的当前位置；
所述无人机还包括回传模块，用于：
将所述拍摄画面及所述无人机的当前位置回传至地面无人机控制中心。
5.如权利要求2-4中任一项所述的无人机，其特征在于，所述预设信号强度条件为下列任一项：
所述无人机上每个定向天线接收到的信号的强度中任意两个信号的强度的差值不大于差值阈值、所述无人机上每个定向天线中任意相邻的两个定向天线接收到的信号的强度的差值不大于所述差值阈值。
6.如权利要求1-4中任一项所述的无人机，其特征在于，所述无线信号检测模块，还用于根据下列方式与所述地面终端之间建立连接：
向地面发送广播信号；
在接收到所述地面终端发送的连接请求后，建立与所述地面终端之间的连接，所述连接请求是由所述地面终端在接收到所述广播信号后向所述无人机发送的。
7.如权利要求1-4中任一项所述的无人机，其特征在于，所述多个不同方向的定向天线均位于所述飞行平面，且相邻两个定向天线互相垂直分布。
8.一种无人机搜救定位方法，其特征在于，包括：
无人机在确定与地面终端建立连接后，通过所述无人机上多个不同方向的定向天线接收所述地面终端发送的信号以及确定每个定向天线接收到的信号的强度；
针对所述无人机上的任意一个定向天线，所述无人机根据所述定向天线的方向及接收到的信号的强度，确定所述定向天线对应的信号强度矢量；
所述无人机根据所有定向天线对应的信号强度矢量，确定所述无人机对应的移动矢量，并将所述无人机对应的移动矢量在飞行平面上的分量的方向确定为移动方向，所述飞行平面为所述无人机所在高度位置上平行于地面的平面；
所述无人机根据所述移动方向进行移动。
9.如权利要求8所述的无人机搜救定位方法，其特征在于，针对所述无人机上的任意一个定向天线，所述无人机根据所述定向天线的方向及接收到的信号的强度，确定所述定向天线对应的信号强度矢量之前，还包括：
所述无人机确定每个定向天线接收到的信号的强度不满足预设信号强度条件。
10.如权利要求9所述的无人机搜救定位方法，其特征在于，所述无人机根据所述移动方向进行移动之后，还包括：
所述无人机判断每个定向天线接收到的信号的强度是否满足所述预设信号强度条件；
若所述无人机确定每个定向天线接收到的信号的强度不满足所述预设信号强度条件，则返回到通过所述无人机上多个不同方向的定向天线接收所述地面终端发送的信号以及确定每个定向天线接收到的信号的强度的步骤。
11.如权利要求10所述的无人机搜救定位方法，其特征在于，所述无人机判断每个定向天线接收到的信号的强度是否满足所述预设信号强度条件之后，还包括：
若所述无人机确定所述每个定向天线接收到的信号的强度满足所述预设信号强度条件，则通过所述无人机上的摄像模块对所述地面终端进行拍摄，得到拍摄画面，以及通过所述无人机上的定位模块获取所述无人机的当前位置；
所述无人机将所述拍摄画面及所述无人机的当前位置回传至地面无人机控制中心。
12.如权利要求9-11中任一项所述的无人机搜救定位方法，其特征在于，所述预设信号强度条件为下列任一项：
所述无人机上每个定向天线接收到的信号的强度中任意两个信号的强度的差值不大于差值阈值、所述无人机上每个定向天线中任意相邻的两个定向天线接收到的信号的强度的差值不大于所述差值阈值。
13.如权利要求8-11中任一项所述的无人机搜救定位方法，其特征在于，所述无人机根据下列方式与所述地面终端之间建立连接：
所述无人机向地面发送广播信号；
所述无人机在接收到所述地面终端发送的连接请求后，建立与所述地面终端之间的连接，所述连接请求是由所述地面终端在接收到所述广播信号后向所述无人机发送的。
14.如权利要求8-11中任一项所述的无人机搜救定位方法，其特征在于，所述多个不同方向的定向天线均位于所述飞行平面，且相邻两个定向天线互相垂直分布。
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