CN106331613B - 一种基于无人机的通信方法及系统 - Google Patents

一种基于无人机的通信方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明的实施例提供一种基于无人机的通信方法及系统,涉及无人机通信技术领域,能够提高信息采集的效率和针对性。具体方案包括:监控中心与K台受控无人机建立无线通信链路连接,K≥2;所述监控中心接收用户输入的控制指令;所述控制指令用于控制第一无人机,所述第一无人机为所述K台受控无人机中的任一台;所述监控中心根据所述用户指令生成遥控指令,并通过无线通信链路将所述遥控指令发送至所述第一无人机;所述第一无人机接收所述遥控指令,根据所述遥控指令采集反馈信息;所述第一无人机将采集得到的反馈信息通过无线通信链路发送至所述监控中心。本发明用于无人机系统通信。

Description

一种基于无人机的通信方法及系统
技术领域
本发明的实施例涉及无人机通信技术领域,尤其涉及一种基于无人机的通信方法及系统。
背景技术
随着无人机通信技术的发展,无人机的应用领域也越来越广。例如通过无人机投送快件、进行航拍等。
现有的无人机应用场景中,用户通过地面站对无人机进行控制。地面站一方面相当于一个遥控器,用户通过地面站对无人机的飞行方向、速度等参数进行控制。另一方面,地面站作为地面的接收装置,接收无人机发送的遥测遥感,最常见的遥感信息就是无人机航拍得到的视频信息。
地面站和无人机之间通常通过视距链路完成点对点的信息传输,即一台地面站控制一台无人机。然而,在一些应用场景中,随着无人机通信技术的不断成熟,使得无人机可以应用的领域不断扩大,然而在一些应用场景中,由于单台无人机作业效率低下,远远不能满足快速信息获取与处理的需求。
例如,在电力领域中,无人机被用于线路巡检。在一些测试工作中,往往需要获取线路多个位置的监控视频。现有技术的方案中,通过多台地面站各自控制一台无人机采集监控视频,然后将采集的监控视频进行汇总处理。然而,现有的获取多个点监控视频的方式时效性差,导致监控视频采集过程耗时长效率低。另外,多点监控过程中各个无人机各自独立不能联动,不能根据一个点的监控视频实时地调整另一点监控视频的采集动作,因而各点的监控视频采集过程缺乏针对性。
发明内容
本发明的实施例提供一种基于无人机的通信方法及系统,能够提高信息采集的效率和针对性。为了达成上述目的,本发明采用如下解决方案:
第一方面,提供一种基于无人机的通信方法,包括:
监控中心与K台受控无人机建立无线通信链路连接,K≥2;
所述监控中心接收用户输入的控制指令;所述控制指令用于控制第一无人机,所述第一无人机为所述K台受控无人机中的任一台;
所述监控中心根据所述用户指令生成遥控指令,并通过无线通信链路将所述遥控指令发送至所述第一无人机;
所述第一无人机接收所述遥控指令,根据所述遥控指令采集反馈信息;所述反馈信息包括遥测信息和/或遥感信息;
所述第一无人机将采集得到的反馈信息通过无线通信链路发送至所述监控中心。
第二方面,提供一种基于无人机的通信系统,用于执行第一方面所提供的通信方法。
本发明的实施例所提供的基于无人机的通信方法及系统,由监控中心通过无线通信网络与受控无人机建立连接,其中受控无人机的数量为K。当K≥2时,可以实现多点同步监控,从而提高信息采集的效率。另一方面,多点同步监控使得用户可以对需要监控的对象做实时的调整,从而更有针对性地采集需要的信息。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,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为本发明的实施例所提供的基于无人机的通信方法流程示意图;
图2为本发明的实施例所提供的基于无人机的通信系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,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他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例
本发明的实施例提供一种基于无人机的通信方法,结合图1所示,包括以下步骤:
101、监控中心与受控无人机建立无线通信链路连接。
监控中心和无人机均可接入无线通信网络。可选的,无线通信网络可以是第三代移动通信(英文全称:3rd Generation mobile communication,英文简称:3G)网络,或者长期演进(英文全称:Long Term Evolution,英文简称:LTE)移动通信网络等。
监控中心通过无线通信网络与K台受控无人机建立无线通信链路连接,通常K≥2,一台受控无人机对应一个监控地点,多台受控无人机可实现多点同步监控。当然,K的取值也可以为1。
监控中心可实时从多台受控无人机接收其返回的遥测、遥感信息,并向用户显示。例如,监控中心可播放各台受控无人机的监控视频,供用户观看,用户可以通过监控中心调整任一受控无人机的遥控参数,包括飞行方向、飞行速度等。
用户根据一台受控无人机返回的监控视频实时调整另一台受控无人机的遥控参数,实现多点监控之间的联动。例如,在电路巡检的应用场景中,当在监控地点A输入一个激励时,需要观察该激励在监控地点B产生的响应。在这种应用场景中,通过多点同步监控可以对需要监控的多个对象进行实时、同步的监控,并及时调整遥控参数,对监控对象的事实变化进行全面的针对性的监控,以克服单台无人机作业的盲目性,以及获取信息效率低下的问题。
102、监控中心接收用户输入的控制指令。
受控无人机可以有多台,监控中心可以与多台无人机进行互动。本发明的实施例仅针对第一无人机和监控中心之间互动过程进行示例性说明。其中第一无人机为K台受控无人机中的任一台。
监控中心提供输入界面,用户通过该输入界面输入对受监控无人机的控制指令。本实施例中,控制指令特指用于控制第一无人机的控制指令。
103、监控中心根据用户指令生成遥控指令,并通过无线通信链路将遥控指令发送至第一无人机。
监控中心收到用户输入的控制指令,根据控制指令生成遥控指令并通过无线通信网络发送至第一无人机。通常,遥控指令用于指示控制第一无人机的飞行参数,包括速度,高度等。
104、第一无人机接收遥控指令,根据遥控指令采集反馈信息。
反馈信息包括遥测信息和/或遥感信息。无人机可一体化集成数传和图传功能,采集需要的反馈信息。
105、第一无人机将采集得到的反馈信息通过无线通信链路发送至监控中心。
监控中心向第一无人机发送遥控指令,第一无人机向监控中心返回反馈信息,完成监控中心和第一无人机之间的互动过程。
监控中心与其它受控无人机之间的互动过程与之类似,此处不再赘述。
106、控制权限从监控中心向地面站的切换。
由于无线通信网络覆盖范围有限,第一无人机所在的监控点如果信号不佳,监控中心可以向地面站下放控制权限。具体的,当监控中心确定放弃控制权限的触发条件满足时,指示第一地面站接管第一无人机,其中第一地面站为第一无人机所对应的地面站。
放弃控制权限的触发条件可以是指示监控中心与第一无人机之间的连接不稳定或者数据率不达标等的条件,例如可以是无线通信网络信号强度下降到某一个预设阈值,或者监控中心与第一无人机之间的数据传输速率下降到某一个预设阈值等。
或者,放弃控制权限的触发条件还可以包括用户的控制指令。例如,监控中心与第一无人机连接正常,但是地面站的控制人员向监控中心的控制人员请求控制权限,此时监控中心的控制人员可以通过控制指令指示切换控制权限给地面站。
第一地面站接收到监控中心的指示后与第一无人机建立连接,接替监控中心控制第一无人机采集反馈信息。地面站和无人机支架你的连接通常为视距链路连接,为提高连接可靠性,地面站和无人机可以建立冗余链路:视距链路和无线通信链路。第一地面站与第一无人机之间的连接可以在视距链路连接和无线通信链路连接之间切换,从而提高连接可靠性。
控制权限切换到第一地面站之后,第一无人机将采集到的反馈信息发送至第一地面站,由第一地面站将接收到的反馈信息转发至监控中心。
107、控制权限从地面站向监控中心的切换。
在一种具体的实施方式中,监控中心的控制权限高于地面站,在监控中心与第一无人机可以正常建立无线通信链路连接的前提下,监控中心可以从第一地面站收回对第一无人机的控制权限。
具体的,当监控中心确定收回控制权限的触发条件满足时,取消第一地面站对第一无人机的控制权限,与第一无人机重新建立无线通信链路连接,控制第一无人机采集反馈信息。
收回控制权限的触发条件可以是指示监控中心与第一无人机之间的连接稳定或者数据率达标等的条件,例如可以是无线通信网络信号强度上升到某一个预设阈值,或者监控中心与第一无人机之间的数据传输速率上升到某一个预设阈值等。
或者,收回控制权限的触发条件还可以包括用户的控制指令。例如,在监控中心与第一无人机能够正常连接的情况下,监控中心暂不收回控制权限,而只是向用户显示能够正常连接第一无人机,当用户通过控制指令指示收回控制权限时,再取消第一地面站对第一无人机的控制权限,与第一无人机重新建立无线通信链路连接。
监控中心与第一无人机重新建立无线通信链路连接之后,第一无人机将采集到的反馈信息发送至监控中心。
108、监控中心向终端设备提供视频点播功能。
监控中心可以为流媒体服务器,提供视频点播功能。
具体的,监控中心接收到终端设备的点播请求后,向终端设备发送被点播的视频。例如,点播请求用于请求点播第一无人机的监控视频,则监控中心将第一无人机的监控视频发送至终端设备。终端设备可以为手机、平板等移动终端设备,也可以为个人电脑等网络终端设备。监控中心可以支持多个终端设备同时点播。
点播功能包括视频直播功能和视频回放功能。视频直播功能是将无人机向监控中心发送的实时监控视频向终端设备发送。视频回放功能是将监控中心存储的监控视频向终端设备发送。
本发明的实施例所提供的基于无人机的通信方法,由监控中心通过无线通信网络与受控无人机建立连接,其中受控无人机的数量为K。当K≥2时,可以实现多点同步监控,从而提高信息采集的效率。另一方面,多点同步监控使得用户可以对需要监控的对象做实时的调整,从而更有针对性地采集需要的信息。
进一步地,监控中心与地面站通过控制权限的切换实现控制端的冗余备份,当监控中心与无人机之间不能正常建立连接时,可以由地面站接地监控中心控制无人机和接收反馈信息,当监控中心能够与无人机正常连接时,再从地面站回收控制权限,从而提高了控制端和受控端之间连接的可靠性。
更进一步地,地面站和无人机之间可以建立视距链路和无线通信链路之间的双链路备份,进而提高地面站和无人机之间连接的可靠性。
本发明的实施例还提供一种基于无人机的通信系统,参照图2所示,通信系统包括:
监控中心21,用于与K台受控无人机22建立无线通信链路连接,K≥2。
监控中心21,还用于接收用户输入的控制指令。控制指令用于控制第一无人机22-1,第一无人机22-1为K台受控无人机22中的任一台。
监控中心21,还用于根据用户指令生成遥控指令,并通过无线通信链路将遥控指令发送至第一无人机22-1。
第一无人机22-1,用于接收遥控指令,根据遥控指令采集反馈信息。反馈信息包括遥测信息和/或遥感信息。
第一无人机22-1,还用于将采集得到的反馈信息通过无线通信链路发送至监控中心21。
可选的,监控中心21,还用于在确定放弃控制权限的触发条件满足时,指示第一地面站23接管第一无人机22-1。第一地面站23为第一无人机22-1所对应的地面站。
第一地面站23,用于与第一无人机22-1建立连接,接替监控中心21控制第一无人机22-1采集反馈信息。
第一无人机22-1,还用于将采集到的反馈信息发送至第一地面站23。
第一地面站23,还用于将接收到的反馈信息转发至监控中心21。
可选的,无人机包括多模式通信终端,支持视距链路通信和无线网络通信,并且一体化集成数传与图传功能。
第一地面站23,具体用于与第一无人机22-1建立视距链路连接。或者,第一地面站23具体用于与第一无人机22-1建立无线通信链路连接。
可选的,监控中心21,还用于在确定收回控制权限的触发条件满足时,取消第一地面站23对第一无人机22-1的控制权限,与第一无人机22-1重新建立无线通信链路连接,控制第一无人机22-1采集反馈信息。
第一无人机22-1,还用于将采集到的反馈信息发送至监控中心21。
可选的,监控中心21,还用于接收终端设备24的点播请求,并将第一无人机22-1的监控视频发送至终端设备24。其中,点播请求用于请求点播第一无人机22-1的监控视频。
本发明的实施例所提供的基于无人机的通信系统,由监控中心通过无线通信网络与受控无人机建立连接,其中受控无人机的数量为K。当K≥2时,可以实现多点同步监控,从而提高信息采集的效率。另一方面,多点同步监控使得用户可以对需要监控的对象做实时的调整,从而更有针对性地采集需要的信息。
进一步地,监控中心与地面站通过控制权限的切换实现控制端的冗余备份,当监控中心与无人机之间不能正常建立连接时,可以由地面站接地监控中心控制无人机和接收反馈信息,当监控中心能够与无人机正常连接时,再从地面站回收控制权限,从而提高了控制端和受控端之间连接的可靠性。
更进一步地,地面站和无人机之间可以建立视距链路和无线通信链路之间的双链路备份,进而提高地面站和无人机之间连接的可靠性。
以上,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种基于无人机的通信方法,其特征在于,包括:
监控中心与K台受控无人机建立无线通信链路连接,K≥2;
所述监控中心接收用户输入的控制指令;所述用户输入的控制指令用于控制第一无人机,所述第一无人机为所述K台受控无人机中的任一台;
所述监控中心根据所述用户输入的控制指令生成遥控指令,并通过无线通信链路将所述遥控指令发送至所述第一无人机;
所述第一无人机接收所述遥控指令,根据所述遥控指令采集反馈信息;所述反馈信息包括遥测信息和/或遥感信息;
所述第一无人机将采集得到的反馈信息通过无线通信链路发送至所述监控中心;
当所述监控中心确定放弃控制权限的触发条件满足时,指示第一地面站接管所述第一无人机;所述第一地面站为所述第一无人机所对应的地面站;
所述第一地面站与所述第一无人机建立连接,接替所述监控中心控制所述第一无人机采集反馈信息;
所述第一无人机将采集到的反馈信息发送至所述第一地面站;
所述第一地面站将接收到的反馈信息转发至所述监控中心;
当所述监控中心确定收回控制权限的触发条件满足时,取消所述第一地面站对所述第一无人机的控制权限,与所述第一无人机重新建立无线通信链路连接,控制所述第一无人机采集反馈信息;
所述第一无人机将采集到的反馈信息发送至所述监控中心。
2.根据权利要求1所述的通信方法,其特征在于,所述第一地面站与所述第一无人机建立连接,包括:
所述第一地面站与所述第一无人机建立视距链路连接;或者,
所述第一地面站与所述第一无人机建立无线通信链路连接。
3.根据权利要求1-2任一项所述的通信方法,其特征在于,还包括:
监控中心接收终端设备的点播请求;所述终端设备的点播请求用于请求点播所述第一无人机的监控视频;
所述监控中心将所述第一无人机的监控视频发送至所述终端设备。
4.一种基于无人机的通信系统,其特征在于,包括:
监控中心,用于与K台受控无人机建立无线通信链路连接,K≥2;
所述监控中心,还用于接收用户输入的控制指令;所述用户输入的控制指令用于控制第一无人机,所述第一无人机为所述K台受控无人机中的任一台;
所述监控中心,还用于根据所述用户输入的控制指令生成遥控指令,并通过无线通信链路将所述遥控指令发送至所述第一无人机;
所述第一无人机,用于接收所述遥控指令,根据所述遥控指令采集反馈信息;所述反馈信息包括遥测信息和/或遥感信息;
所述第一无人机,还用于将采集得到的反馈信息通过无线通信链路发送至所述监控中心;
所述监控中心,还用于在确定放弃控制权限的触发条件满足时,指示第一地面站接管所述第一无人机;所述第一地面站为所述第一无人机所对应的地面站;
所述第一地面站,用于与所述第一无人机建立连接,接替所述监控中心控制所述第一无人机采集反馈信息;
所述第一无人机,还用于将采集到的反馈信息发送至所述第一地面站;
所述第一地面站,还用于将接收到的反馈信息转发至所述监控中心;
所述监控中心,还用于在确定收回控制权限的触发条件满足时,取消所述第一地面站对所述第一无人机的控制权限,与所述第一无人机重新建立无线通信链路连接,控制所述第一无人机采集反馈信息;
所述第一无人机,还用于将采集到的反馈信息发送至所述监控中心。
5.根据权利要求4所述的通信系统,其特征在于,
所述第一地面站,具体用于与所述第一无人机建立视距链路连接;或者,
所述第一地面站,具体用于与所述第一无人机建立无线通信链路连接。
6.根据权利要求4-5任一项所述的通信系统,其特征在于,
所述监控中心,还用于接收终端设备的点播请求,并将所述第一无人机的监控视频发送至所述终端设备;其中,所述终端设备的点播请求用于请求点播所述第一无人机的监控视频。
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