CN106483953A - 一种调整无人机的飞行方向的方法、装置及无人机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及飞行技术领域，尤其涉及一种调整无人机的飞行方向的方法和装置。该方法包括：当位于无人机的机头的第一天线和第二天线接收到遥控器发射的电磁波信号时，将第一天线和第二天线分别接收到的电磁波信号分别转换为第一电流信号和第二电流信号；计算第一电流信号和第二电流信号之间的滞后角和电流相位差；根据第一天线和第二天线之间的距离、滞后角和电流相位差计算第一天线和第二天线之间的连线与无人机和遥控器之间的连线所构成的夹角并调整无人机的飞行方向，使无人机能够找回，以解决无人机的指南针受到干扰并且长时间未恢复正常时的情况下，无人机无法找回的技术问题。

Description

一种调整无人机的飞行方向的方法、装置及无人机

【技术领域】

本申请涉及飞行技术领域，尤其涉及一种调整无人机的飞行方向的方法、装置及无人机。

【背景技术】

目前无人机飞离遥控器后，当无人机的指南针受到干扰的情况下，无人机失去了方向，判断不出遥控器位于无人机的哪个方向，此时无人机只有悬停等待指南针恢复正常状态。当指南针长时间未恢复正常时，无人机会自动降落，最后导致无人机无法找回。

【发明内容】

基于此，本申请提供一种调整无人机的飞行方向的方法、装置及无人机，以便能够解决无人机的指南针受到干扰并且长时间未恢复正常时的情况下，无人机无法找回的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供一种调整无人机的飞行方向的方法，所述方法包括：

当位于所述无人机的机头的第一天线和第二天线接收到遥控器发射的电磁波信号时，将所述第一天线接收到的电磁波信号转换为第一电流信号，将所述第二天线接收到的电磁波信号转换为第二电流信号；

计算所述第一电流信号和所述第二电流信号之间的滞后角和电流相位差；

根据所述第一天线和所述第二天线之间的距离、所述滞后角以及所述电流相位差，计算所述第一天线和所述第二天线之间的连线与所述无人机和所述遥控器之间的连线所构成的夹角；

根据所述夹角，调整所述无人机的飞行方向。

可选地，所述根据所述第一天线和所述第二天线之间的距离、所述滞后角以及所述电流相位差，计算所述第一天线和所述第二天线之间的连线与所述无人机和所述遥控器之间的连线所构成的夹角的公式为：

其中，θ为所述第一天线和所述第二天线之间的连线与所述无人机和所述遥控器之间的连线所构成的夹角，ψ为所述电流相位差，α为所述滞后角，β为电磁波在媒质中传播的相位常数，d为所述第一天线和所述第二天线之间的距离。

可选地，所述根据所述夹角，调整所述无人机的飞行方向包括：

判断所述夹角是否为90度或者270度；

当所述夹角不为90度，也不为270度时，根据所述夹角计算旋转角，使所述无人机的飞行方向在所述夹角所在平面内旋转所述旋转角。

可选地，所述方法还包括：

当所述夹角等于90度或270度时，通过位于所述无人机的机尾的第三天线接收所述遥控器发射的电磁波信号；

判断所述第三天线接收到的电磁波信号的相位是否滞后于所述第一天线或所述第二天线接收到的电磁波信号的相位；

若是，保持所述无人机的飞行方向不变；

若否，则获取所述无人机的当前飞行方向，将所述无人机的飞行方向调整为与所述当前飞行方向相反的方向。

可选地，所述方法还包括：

根据所述无人机的飞行方向控制所述无人机飞往所述遥控器；

在所述无人机飞往所述遥控器的过程中，每隔预设时间判断所述第三天线接收到的电磁波信号的相位是否滞后于所述第一天线或所述第二天线接收到的电磁波信号的相位；

若否，则向所述遥控器发出所述无人机到达附近的消息。

第二方面，本申请实施例还提供一种调整无人机的飞行方向的装置，所述装置包括：

信号转换模块，用于当位于所述无人机的机头的第一天线和第二天线接收到遥控器发射的电磁波信号时，将所述第一天线接收到的电磁波信号转换为第一电流信号，将所述第二天线接收到的电磁波信号转换为第二电流信号；

第一计算模块，用于计算所述第一电流信号和所述第二电流信号之间的滞后角和电流相位差；

第二计算模块，用于根据所述第一天线和第二天线之间的距离、所述滞后角以及所述电流相位差，计算所述第一天线和所述第二天线之间的连线与所述无人机和所述遥控器之间的连线所构成的夹角；

调整模块，用于根据所述夹角，调整所述无人机的飞行方向。

可选地，所述第二计算模块根据所述第一天线和所述第二天线之间的距离、所述滞后角以及所述电流相位差，计算所述第一天线和所述第二天线之间的连线与所述无人机和所述遥控器之间的连线所构成的夹角的公式为：

其中，θ为所述第一天线和所述第二天线之间的连线与所述无人机和所述遥控器之间的连线所构成的夹角，ψ为所述电流相位差，α为所述滞后角，β为电磁波在媒质中传播的相位常数，d为所述第一天线和所述第二天线之间的距离。

可选地，所述调整模块包括：

第一判断单元，用于判断所述夹角是否为90度或者270度；

转向单元，用于当所述第一判断单元判断出所述夹角不为90度，也不为270度时，根据所述夹角计算旋转角，使所述无人机的飞行方向在所述夹角所在平面内旋转所述旋转角。

可选地，所述调整模块还包括：

获取单元，用于当所述第一判断单元判断出所述夹角等于90度或270度时，通过位于所述无人机的机尾的第三天线接收所述遥控器发射的电磁波信号；

第二判断单元，用于判断所述第三天线接收到的电磁波信号的相位是否滞后于所述第一天线或所述第二天线接收到的电磁波信号的相位；

控制单元，用于当所述第二判断单元判断出所述第三天线接收到的电磁波信号的相位滞后于所述第一天线或所述第二天线接收到的电磁波信号的相位时，保持所述无人机的飞行方向不变；

调整单元，用于当所述第二判断单元判断出所述第三天线接收到的电磁波信号的相位超前于所述第一天线或所述第二天线接收到的电磁波信号的相位时，获取所述无人机的当前飞行方向，将所述无人机的飞行方向调整为与所述当前飞行方向相反的方向。

可选地，所述装置还包括：

控制模块，用于根据所述无人机的飞行方向控制所述无人机飞往所述遥控器；

判断模块，用于在所述无人机飞往所述遥控器的过程中，每隔预设时间判断所述第三天线接收到的电磁波信号的相位是否滞后于所述第一天线或所述第二天线接收到的电磁波信号的相位；

发送模块，用于当所述判断模块判断出所述第三天线接收到的电磁波信号的相位超前于所述第一天线或所述第二天线接收到的电磁波信号的相位时，向所述遥控器发出所述无人机到达附近的消息。

第三方面，本申请实施例还提供一种无人机，包括：

机身；

机头，所述机头位于所述机身一侧；

第一天线和第二天线，所述第一天线和所述第二天线位于所述机头；

接收机，所述接收机位于机身内部，所述接收机用于当所述第一天线和所述第二天线接收到遥控器发射的电磁波信号时，将所述第一天线接收到的电磁波信号转换为第一电流信号，将所述第二天线接收到的电磁波信号转换为第二电流信号；

所述接收机还用于计算所述第一电流信号和所述第二电流信号之间的滞后角和电流相位差；

处理器，所述处理器位于机身内部，所述处理器用于根据所述第一天线和所述第二天线之间的距离、所述滞后角以及所述电流相位差，计算所述第一天线和所述第二天线之间的连线与所述无人机和所述遥控器之间的连线所构成的夹角；

所述处理器还用于根据所述夹角，调整所述无人机的飞行方向。

本申请实施例的有益效果在于，本申请实施例提供的调整无人机的飞行方向的方法，当位于无人机的机头的第一天线和第二天线接收到遥控器发射的电磁波信号时，将第一天线接收到的电磁波信号转换为第一电流信号，将第二天线接收到电磁波信号转换为第二电流信号；计算第一电流信号和第二电流信号之间的滞后角和电流相位差；根据第一天线和第二天线之间的距离、滞后角和电流相位差计算第一天线和第二天线之间的连线与无人机和遥控器之间的连线所构成的夹角并调整无人机的飞行方向，使无人机能够找回，以解决无人机的指南针受到干扰并且长时间未恢复正常时的情况下，无人机无法找回的技术问题。

【附图说明】

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制；

图1为本申请实施例提供的调整无人机的飞行方向的方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的无人机接收遥控器信号的示意图；

图3为本申请实施例提供的调整无人机的飞行方向的方法的部分流程图；

图4为本申请另一实施例提供的调整无人机的飞行方向的方法的流程图；

图5为本申请另一实施例提供的调整无人机的飞行方向的方法的部分流程图；

图6为本申请实施例提供的调整无人机的飞行方向的装置的结构框图；

图7为本申请实施例提供的调整无人机的飞行方向的装置的调整模块的结构框图；

图8为本申请另一实施例提供的调整无人机的飞行方向的装置的调整模块的结构框图；

图9为本申请又一实施例提供的调整无人机的飞行方向的装置的结构框图；

图10为本申请另一实施例提供的调整无人机的飞行方向的装置的接收机单元的结构框图；

图11为本申请实施例提供的接收机的系统框图；

图12为本申请实施例提供的无人机的结构示意图；

图13为本申请实施例提供的无人机的结构框图；

图14为本申请另一实施例提供的无人机的结构框图；

图15为本申请实施例提供的无人机的硬件结构示意图。

【具体实施方式】

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

实施例1

如图1所示，本申请实施例提供的调整无人机的飞行方向的方法，包括：

步骤20：当位于无人机的机头的第一天线和第二天线接收到遥控器发射的电磁波信号时，将所述第一天线接收到的电磁波信号转换为第一电流信号，将所述第二天线接收到电磁波信号转换为第二电流信号。

在本实施例中，本申请无人机的指南针受到干扰时，无人机的天线仍然可以接收到遥控器的电磁波信号。当然，无人机的飞行方向和无人机的机头方向均可根据无人机的具体型号或款式定义，本发明的目的是为了调整无人机的飞行方向，因此调整无人机的飞行方向的方法均属于本申请申请的保护范围。在本申请实施例中，具体地，设定无人机为四旋翼无人机，设定云台摄像头端为无人机的机头，电池端为无人机的机尾，也设定无人机的飞行方向为无人机的机头方向。第一天线和第二天线位于四旋翼无人机的机头，其中，第一天线和第二天线均为垂直极化天线。信号转换模块用于将电磁波信号转换为电流信号；具体地，信号转换模块将用于将所述第一天线接收到的电磁波信号转换为第一电流信号，将所述第二天线接收到电磁波信号转换为第二电流信号。可以理解的是，本申请涉及的无人机可以单旋翼的、双旋翼的、多旋翼的，本申请实施例对此不作限定。

步骤40：计算第一电流信号和第二电流信号之间的滞后角和电流相位差。

在本实施例中，具体地，第一电流信号和第二电流信号之间信号滞后相位的值为滞后角。其中，当第一天线和第二天线的电流分布形式相同，由于第一天线和第二天线的位置不同，导致第一电流信号和第二电流信号之间存在电流相位差。可选的，计算第一电流信号和第二电流信号之间的滞后角和电流相位差可以是分别计算出两者之间的滞后角和电流相位差，也可以是计算出滞后角和电流相位差的和值。

步骤60：根据第一天线和第二天线之间的距离、滞后角和电流相位差计算第一天线和第二天线之间的连线与无人机和遥控器之间的连线所构成的夹角。

进一步地，无人机与遥控器的连线所在的直线相当于第一天线接收到的电磁波信号所在的直线或第二天线接收到的电磁波信号所在的直线，具体说明如下：如图2所示的二元天线阵中，第一天线的接收点0与第二天线的接收点1到遥控器观察点P的距离分别为r₀和r₁，由于观察点很远，可近似认为r₀和r₁平行。其中所述夹角也为第一天线的接收点0到第二天线的接收点1的轴线逆时针旋转到第一天线接收到的电磁波信号所在的直线(即0P线所在的直线)之间的夹角；由于第一天线的接收点0与第二天线的接收点1到遥控器观察点P的距离很远，可近似认为第一天线接收到的电磁波信号所在的直线(即0P线段所在的直线)与第二天线接收到的电磁波信号所在的直线(即1P线段所在的直线)平行，故所述夹角也为第一天线的接收点0到第二天线的接收点1的轴线(相当于设定无人机的机头为12点钟的方向)逆时针旋转到第二天线接收到的电磁波信号所在的直线(即1P线所在的直线)之间的夹角。如图2所示，第一天线和第二天线之间的距离为d。可以理解的是，由于无人机上天线的尺寸远小于无人机与遥控器之间的距离，因此可以将每一天线近似看做为一个点，则第一天线和第二天线之间的连接近似看做为两个点之间的连接。此外，无人机和遥控器的尺寸也远小于无人机与遥控器之间的距离，因此也可将两者分别看做是一个点。另外，当考虑天线的尺寸时，第一天线和第二天线之间的连线与无人机和遥控器之间的连线所构成的夹角可以看做是第一天线和第二天线所构成的平面与无人机和遥控器之间的连线所组成的夹角。

步骤80：根据所述夹角，调整所述无人机的飞行方向。

具体地，第一天线和第二天线之间的连线与无人机和遥控器之间的连线所构成的夹角为第一天线与第二天线之间的连线逆时针旋转到电磁波信号所在直线的夹角，根据第一天线与第二天线之间的连线逆时针旋转到电磁波信号所在直线的夹角，计算无人机的旋转角，按照旋转角顺时针或逆时针旋转无人机以调整无人机的飞行方向。

本申请实施例提供的调整无人机的飞行方向的方法，当位于无人机的机头的第一天线和第二天线接收到遥控器发射的电磁波信号时，将第一天线接收到的电磁波信号转换为第一电流信号，将第二天线接收到电磁波信号转换为第二电流信号；计算第一电流信号和第二电流信号之间的滞后角和电流相位差；根据第一天线和第二天线之间的距离、滞后角和电流相位差计算第一天线和第二天线之间的连线与无人机和遥控器之间的连线所构成的夹角并调整无人机的飞行方向，使无人机能够找回，以解决无人机的指南针受到干扰并且长时间未恢复正常时的情况下，无人机无法找回的技术问题。

如图2所示，在另一实施例中，所述根据第一天线和第二天线之间的距离、滞后角和电流相位差计算第一天线和第二天线之间的连线与无人机和遥控器之间的连线所构成的夹角的公式为：

其中，θ为第一天线和第二天线之间的连线与无人机和遥控器之间的连线所构成的夹角，ψ为电流相位差，α为滞后角，β为电磁波在媒质中传播的相位常数，d为第一天线与第二天线之间的距离。

在本实施例中，如图2所示的二元天线阵中，第一天线的接收点0与第二天线的接收点1到遥控器观察点P的距离分别为r₀和r₁，由于观察点很远，可近似认为r₀和r₁平行。在考虑电场强度的幅度(电场强度的大小)时，可以认为第一天线与第二天线的电场强度的幅度相等，但在计算第二天线的电流I₁和第一天线的电流I₀的相位差I₁/I₀时则要考虑第一天线与第二天线的位置不同导致的路程差，用r₁＝r₀-dcosθ。即dcosθ为P点到第一天线与P点到第二天线的路程不同引起的路程相位差。

当第一天线和第二天线的电流分布形式相同(都是一种正弦波形式)，由于路程相位差减去滞后角得到第一天线和第二天线的电流相位差，第一天线和第二天线的电流绝对值的比为I₁/I₀＝m，且电流I₁较I₀滞后角为α时，即I₁＝mI₀e^-jα，则电磁波到达第一天线的接收点1时将比第二天线的接收点0时的电磁波超前一个相位，其值为

ψ＝βdcosθ-α

具体地，第一天线和第二天线之间的连线与无人机和遥控器之间的连线所构成的夹角为第一天线(电流超前的天线)与第二天线(电流滞后的天线)的连线逆时针旋转到第一天线或第二天线的电磁波信号所在直线的夹角。

如图3所示，在又一实施例中，所述根据所述夹角，调整所述无人机的飞行方向包括：

步骤82：判断所述夹角是否为90度或者270度。

步骤83：当所述夹角不为90度，也不为270度时，根据所述夹角计算旋转角，使所述无人机的飞行方向在所述夹角所在平面内旋转所述旋转角。

其中，所述旋转角为无人机机头的旋转角。

进一步地，当所述夹角不为90度，也不为270度时，使无人机的机身在所述夹角所在平面内旋转。使无人机的机身在所述夹角所在平面内旋转，相当于使无人机的机头方向在所述夹角所在平面内顺时针或逆时针旋转。

更进一步地，用γ代表旋转角，旋转角γ包括顺时针旋转角γX和逆时针旋转角γY。具体地，根据所述夹角θ计算无人机机头的旋转角γ为：γ＝90-θ。上式中计算出γ的值为正值时，可将此值当做顺时针旋转角γX，若上式中计算出γ的值为负值时，可将此值的绝对值当做逆时针旋转角γY。计算出旋转角γ后，继续比较顺时针旋转角γX和逆时针旋转角γY的大小，选择顺时针旋转角γX和逆时针旋转角γY中小的角度进行旋转。显然地，顺时针旋转角γX和逆时针旋转角γY的和为360度。例如，夹角θ等于30度，则顺时针旋转角γX等于60度，逆时针旋转角γY等于300度，因为60的值小于300的值，则选择顺时针旋转角，让无人机的机头顺时针旋转60度，提高旋转效率。又例如，夹角θ等于210度，则顺时针旋转角γX等于240度，逆时针旋转角γY等于120度，因为120的值小于240的值，则选择逆时针旋转角，让无人机的机头逆时针旋转120度，提高旋转效率。

如图3所示，在再一实施例中，所述方法还包括：

步骤84：当所述夹角等于90度或270度时，通过位于所述无人机机尾的第三天线接收电磁波信号。

在本实施例中，当所述夹角等于90度或270度时，有可能是无人机的机头对准遥控器的电磁波来波方向，也有可能是无人机的机尾对准遥控器的电磁波来波方向，此时，需要继续使用无人机机尾的第三天线接收电磁波信号，并进一步地，可将第三天线接收到的电磁波信号转换为第三电流信号。

步骤85：判断所述第三天线接收到的电磁波信号的相位是否滞后于所述第一天线或第二天线接收到的电磁波信号的相位。

在本实施例中，根据第三天线接收到的电磁波信号转换为第三电流信号，以及第一电流信号和第二电流信号，判断第三天线接收到的电磁波信号的相位是否滞后于第一电流信号的相位或第二电流信号的相位。由于此时所述夹角等于90度或270度，相当于无人机的机头或机尾对准遥控器的电磁波来波方向，第一电流信号的相位与第二电流信号的相位相等，只需判断第三电流信号的相位是否滞后于第一电流信号的相位即可，或者只需判断第三电流信号的相位是否滞后于第二电流信号的相位即可。

步骤86：若是，保持所述无人机的飞行方向不变。

在本实施例中，如第三天线接收到的电磁波信号的相位滞后于第一天线或第二天线接收到的电磁波信号的相位，则说明无人机的机头对准遥控器的电磁波来波方向，保持无人机的飞行方向不变，无人机即可飞向遥控器。

步骤87：若否，则获取所述无人机的当前飞行方向，将所述无人机的飞行方向调整为与所述当前飞行方向相反的方向。

在本实施例中，如第三天线接收到的电磁波信号的相位不滞后于第一天线接收到的电磁波信号的相位，或第三天线接收到的电磁波信号的相位不滞后于第二天线接收到的电磁波信号的相位，则说明无人机的机尾对准遥控器的电磁波来波方向，将所述无人机的飞行方向调整为与所述当前飞行方向相反的方向，无人机即可飞向遥控器。

如图4所示，在另一实施例中，所述方法还包括：

步骤100：根据所述无人机的飞行方向控制无人机飞往遥控器。

具体地，控制无人机按照飞行方向飞往遥控器即可。

步骤120：在无人机飞往遥控器的过程中，每隔预设时间判断所述第三天线接收到的电磁波信号的相位是否滞后于所述第一天线或第二天线接收到的电磁波信号的相位。

其中，在无人机飞往遥控器的过程中，第一天线、第二天线和第三天线仍然在接收电磁波信号。具体地，可以间隔一段时间判断一次第三天线接收到的电磁波信号的相位是否滞后于所述第一天线或第二天线接收到的电磁波信号的相位，预设时间即为间隔的时间，可设定为5秒～5分钟之间的任意时间，也可根据实际需要设定。

若是，则继续执行步骤120每隔预设时间判断所述第三天线接收到的电磁波信号的相位是否滞后于所述第一天线或第二天线接收到的电磁波信号的相位。

在本实施例中，如果第三天线接收到的电磁波信号的相位滞后于所述第一天线或第二天线接收到的电磁波信号的相位，则说明无人机还没有飞到遥控器的附近，则需要继续飞行，继续判断。

步骤140：若否，则向所述遥控器发出所述无人机到达附近的消息。

在本实施例中，如果第三天线接收到的电磁波信号的相位不滞后于所述第一天线接收到的电磁波信号的相位，或第三天线接收到的电磁波信号的相位不滞后于第二天线接收到的电磁波信号的相位，则无人机已经飞过了遥控器，此时停止执行步骤120，并向所述遥控器发出无人机到达附近的消息，当然也可以停止飞行，等待遥控器的命令。具体地，向所述遥控器发出到达附近的消息可以是通过通讯发送的短消息、免提前消息、彩信或链接(链接链向无人机到达遥控器附近的消息)，也可以是由无人机发出警示声或者由无人机发出亮光等让使用者可以获得无人机在遥控器附近的方式。

当然，也可以根据无人机和遥控器上的GPS(Global Positioning System，全球定位系统)模块定位的位置来估算无人机是否飞到了遥控器的附近，或者其他手段，只要能算出无人机与遥控器的位置的方法均可，本申请对此不作限制。

如图5所示，在又一实施例中，所述计算所述第一电流信号和第二电流信号之间的滞后角和电流相位差的步骤包括：

步骤42：通过接收机处理第一天线和第二天线的电磁波信号得到所述滞后角与电流相位差的和值。

所述接收机处理第一天线和第二天线的电磁波信号得到所述滞后角与电流相位差的和值包括：

步骤421：通过带通滤波器分别对第一天线和第二天线的电磁波信号进行滤波处理，过滤干扰信号得到允许频段的信号；

步骤422：通过低噪声放大器放大所述允许频段的电磁波信号为放大信号；

步骤423：将所述放大信号与无人机的交流电信号在乘法器相乘得到复合信号；

步骤424：通过中频放大器放大所述复合信号得到中频放大信号；

步骤425：通过低通滤波器剔除所述中频放大信号的高频信号得到所需模拟信号；

步骤426：分别将第一天线对应的所需模拟信号和第二天线对应的所需模拟信号转换成数字信号并输出合成数字信号；

步骤427：利用数据采集模块采集所述合成数字信号；

步骤428：利用信号矢量数据处理模块处理采集的合成数字信号，得到所述滞后角与电流相位差的和值。

在本实施例中，无人机上的接收机的数量为至少一个，可以让第一天线、第二天线和第三天线分别配置一个接收机。

如图11所示为接收机580的框图。第一天线和第二天线的电磁波信号进入接收机580的信号流分别从带通滤波器581到低噪声放大器582、乘法器583、中频放大器584、低通滤波器585、模数转换单元586、数据采集单元587最后到信号矢量数据处理单元588得到所述滞后角与电流相位差的和值。

在其他实施例中，还可以通过接收机处理第一天线和第二天线的电磁波信号分别得到所述滞后角与电流相位差的值。

实施例2

本申请实施例还提供一种调整无人机的飞行方向的装置500，如图6所示，所述装置包括：信号转换模块510、第一计算模块520、第二计算模块530和调整模块540。

在本实施例中，信号转换模块510，用于当位于所述无人机的机头的第一天线和第二天线接收到遥控器发射的电磁波信号时，将所述第一天线接收到的电磁波信号转换为第一电流信号，将所述第二天线接收到电磁波信号转换为第二电流信号；第一计算模块520，用于计算所述第一电流信号和第二电流信号之间的滞后角和电流相位差；第二计算模块530，用于根据所述第一天线和第二天线之间的距离、滞后角和电流相位差计算第一天线和第二天线之间的连线与无人机和遥控器之间的连线所构成的夹角；调整模块540，用于根据所述夹角，调整所述无人机的飞行方向。

需要说明的是，本申请实施例提出的调整无人机的飞行方向的装置500与本申请方法实施例提出的调整无人机的飞行方向的方法基于相同的发明构思，方法实施例与装置实施例中的相应技术内容可相互适用，此处不再详述。

本申请实施例提供的调整无人机的飞行方向的装置500，当位于无人机的机头的第一天线和第二天线接收到遥控器发射的电磁波信号时，信号转换模块510将第一天线接收到的电磁波信号转换为第一电流信号，将第二天线接收到电磁波信号转换为第二电流信号；第一计算模块520计算第一电流信号和第二电流信号之间的滞后角和电流相位差；第二计算模块530根据第一天线和第二天线之间的距离、滞后角和电流相位差计算第一天线和第二天线之间的连线与无人机和遥控器之间的连线所构成的夹角并用调整模块540调整无人机的飞行方向，使无人机能够找回，以解决无人机的指南针受到干扰并且长时间未恢复正常时的情况下，无人机无法找回的技术问题。

在另一个实施例中，所述第二计算模块530根据第一天线和第二天线之间的距离、滞后角和电流相位差计算得出所述第一天线和第二天线之间的连线与无人机和遥控器之间的连线所构成的夹角的公式为：

其中，θ为第一天线和第二天线之间的连线与无人机和遥控器之间的连线所构成的夹角，ψ为电流相位差，α为滞后角，β为电磁波在媒质中传播的相位常数，d为第一天线与第二天线之间的距离。

需要说明的是，本申请实施例提出的调整无人机的飞行方向的装置500与本申请方法实施例提出的调整无人机的飞行方向的方法基于相同的发明构思，方法实施例与装置实施例中的相应技术内容可相互适用，此处不再详述。

在又一个实施例中，如图7所示，所述调整模块540包括第一判断单元541和转向单元542。

在本实施例中，第一判断单元541，用于判断夹角是否为90度或者270度；转向单元542，用于当所述第一判断单元541判断出所述夹角不为90度，也不为270度时，根据所述夹角计算旋转角，使所述无人机的飞行方向在所述夹角所在平面内旋转所述旋转角。其中，旋转角为无人机机头的旋转角。

需要说明的是，本申请实施例提出的调整无人机的飞行方向的装置500与本申请方法实施例提出的调整无人机的飞行方向的方法基于相同的发明构思，方法实施例与装置实施例中的相应技术内容可相互适用，此处不再详述。

在再一个实施例中，如图8所示，所述调整模块540还包括：获取单元543、第二判断单元544、控制单元545和调整单元546。

在本实施例中，获取单元543，用于当第一判断单元541判断出夹角等于90度或270度时，通过位于无人机机尾的第三天线接收遥控器发射的电磁波信号；第二判断单元544，用于判断第三天线接收到的电磁波信号的相位是否滞后于第一天线和第二天线接收到的电磁波信号的相位；控制单元545，用于当第二判断单元544判断出第三天线接收到的电磁波信号的相位滞后于所述第一天线或所述第二天线接收到的电磁波信号的相位时，保持无人机的飞行方向不变；调整单元546，用于当所述第二判断单元544判断出所述第三天线接收到的电磁波信号的相位超前于所述第一天线或所述第二天线接收到的电磁波信号的相位时，获取无人机的当前飞行方向，将无人机的飞行方向调整为与当前飞行方向相反的方向。

需要说明的是，本申请实施例提出的调整无人机的飞行方向的装置500与本申请方法实施例提出的调整无人机的飞行方向的方法基于相同的发明构思，方法实施例与装置实施例中的相应技术内容可相互适用，此处不再详述。

在另一个实施例中，如图9所示，所述装置还包括：控制模块550、判断模块560和发送模块570。

在本实施例中，控制模块550用于根据无人机的飞行方向控制无人机飞往遥控器；判断模块560用于在无人机飞往遥控器的过程中，每隔预设时间判断第三天线接收到的电磁波信号的相位是否滞后于第一天线和第二天线接收到的电磁波信号的相位；发送模块570，用于当所述判断模块560判断出所述第三天线接收到的电磁波信号的相位超前于所述第一天线或所述第二天线接收到的电磁波信号的相位时，向遥控器发出无人机到达附近的消息。

需要说明的是，本申请实施例提出的调整无人机的飞行方向的装置500与本申请方法实施例提出的调整无人机的飞行方向的方法基于相同的发明构思，方法实施例与装置实施例中的相应技术内容可相互适用，此处不再详述。

如图10所示，在又一实施例中，所述第一计算模块520包括：接收机单元522，接收机单元522用于处理第一天线和第二天线的电磁波信号得到所述滞后角与电流相位差的和值，接收机单元522的数量可以为至少一个，具体地，可以给第一天线、第二天线和第三天线分别配置一个接收机单元522，也可以只用一个接收机单元522处理。所述接收机单元522包括：第一带通滤波器5221、第一低噪声放大器5222、第一乘法器5223、第一中频放大器5224、第一低通滤波器5225、第二带通滤波器5221'、第二低噪声放大器5222'、第二乘法器5223'、第二中频放大器5224'、第二低通滤波器5225'、模数转换单元5226、数据采集单元5227和信号矢量数据处理单元5228。

在本实施例中，第一带通滤波器5221、第一低噪声放大器5222、第一乘法器5223、第一中频放大器5224、第一低通滤波器5225处理的是第一天线发送的电磁波信号；第二带通滤波器5221'、第二低噪声放大器5222'、第二乘法器5223'、第二中频放大器5224'、第二低通滤波器5225'处理的是第二天线发送的电磁波信号。

在本实施例中，第一带通滤波器5221，用于对第一天线发送的电磁波信号进行滤波处理，过滤干扰信号得到第一天线对应的允许频段的信号；第一低噪声放大器5222，用于放大所述允许频段的信号为放大信号；第一乘法器5223，用于接收所述放大信号与交流电信号，输出复合信号；第一中频放大器5224，放大所述复合信号得到中频放大信号；第一低通滤波器5225，剔除所述中频放大信号的高频信号得到所需模拟信号。

在本实施例中，第二带通滤波器5221'，用于对第二天线发送的电磁波信号进行滤波处理，过滤干扰信号得到第二天线对应的允许频段的信号；第二低噪声放大器5222'，用于放大所述允许频段的信号为放大信号；第二乘法器5223'，用于接收所述放大信号与交流电信号，输出复合信号；第二中频放大器5224'，放大所述复合信号得到中频放大信号；第二低通滤波器5225'，剔除所述中频放大信号的高频信号得到所需模拟信号。

在本实施例中，模数转换单元5226，用于分别将第一天线对应的所需模拟信号和第二天线对应的所需模拟信号转换成数字信号并输出合成数字信号；数据采集单元5227，用于采集所述合成数字信号；信号矢量数据处理单元5228，用于处理采集的合成数字信号，得到所述滞后角与电流相位差的和值。

需要说明的是，本申请实施例提出的调整无人机的飞行方向的装置500与本申请方法实施例提出的调整无人机的飞行方向的方法基于相同的发明构思，方法实施例与装置实施例中的相应技术内容可相互适用，此处不再详述。

实施例3

本申请实施例还提供一种无人机600，如图12、13所示，无人机600包括机身610、机头620、第一天线630、第二天线640、接收机580和处理器660。

机头620位于机身610一侧。第一天线630和第二天线640位于机头620。接收机580位于机身610内部，接收机580用于当第一天线630和第二天线640接收到遥控器发射的电磁波信号时，将第一天线630接收到的电磁波信号转换为第一电流信号，将第二天线640接收到的电磁波信号转换为第二电流信号。接收机580还用于计算第一电流信号和第二电流信号之间的滞后角和电流相位差。

处理器660位于机身610内部，处理器660用于根据第一天线630和第二天线640之间的距离、滞后角以及电流相位差，计算第一天线和第二天线之间的连线与无人机和遥控器之间的连线所构成的夹角。处理器660还用于根据所述夹角，调整无人机600的飞行方向。

需要说明的是，本申请实施例提出的无人机600与本申请方法实施例提出的调整无人机的飞行方向的方法基于相同的发明构思，方法实施例与无人机实施例中的相应技术内容可相互适用，此处不再详述。

本申请实施例提供的无人机600，当位于无人机600的机头620的第一天线630和第二天线640接收到遥控器发射的电磁波信号时，接收机580将第一天线630接收到的电磁波信号转换为第一电流信号，也将第二天线640接收到电磁波信号转换为第二电流信号；接收机580计算第一电流信号和第二电流信号之间的滞后角和电流相位差；处理器660根据第一天线630和第二天线640之间的距离、滞后角和电流相位差计算第一天线和第二天线之间的连线与无人机和遥控器之间的连线所构成的夹角并调整无人机的飞行方向，使无人机能够找回，以解决无人机的指南针受到干扰并且长时间未恢复正常时的情况下，无人机无法找回的技术问题。

在另一实施例中，如图14所示，无人机600还包括机尾680和第三天线670，机尾680位于机身610远离机头620一侧，第三天线670位于所述机尾680。在本申请实施例中，具体地，设定无人机600为四旋翼无人机，设定云台摄像头端为无人机600的机头610，电池端为无人机600的机尾680，也设定无人机的飞行方向为无人机600的机头方向。其中，第一天线630、第二天线640和第三天线670均为垂直极化天线。

接收机580还用于当所述夹角等于90度或270度时，通过位于无人机600的机尾680的第三天线670接收遥控器发射的电磁波信号；处理器660还用于判断第三天线670接收到的电磁波信号的相位是否滞后于第一天线630或第二天线640接收到的电磁波信号的相位；若是，保持无人机600的飞行方向不变；若否，则获取无人机600的当前飞行方向，将无人机600的飞行方向调整为与当前飞行方向相反的方向。

在本实施例中，如第三天线670接收到的电磁波信号的相位不滞后于第一天线630接收到的电磁波信号的相位，或第三天线670接收到的电磁波信号的相位不滞后于第二天线640接收到的电磁波信号的相位，则说明无人机600的机尾680对准遥控器的电磁波来波方向，将所述无人机600的飞行方向调整为与当前飞行方向相反的方向，无人机600即可飞向遥控器。

在又一实施例中，如图11所示，无人机600中的接收机580可以包括依次连接的带通滤波器581、低噪声放大器582、乘法器583、中频放大器584、低通滤波器585、模数转换单元586、数据采集单元587和信号矢量数据处理单元588。

第一天线和第二天线的电磁波信号进入接收机580的信号流分别从带通滤波器581到低噪声放大器582、乘法器583、中频放大器584、低通滤波器585、模数转换单元586、数据采集单元587最后到信号矢量数据处理单元588得到所述滞后角与电流相位差的和值。

同理，第一天线和第三天线的电磁波信号也可以进入接收机580处理；第二天线和第三天线的电磁波信号也可以进入接收机580处理。

在一些实施例中，如图15所示，无人机600可以包括一个或多个处理器660以及存储器690，处理器660和存储器690可以通过总线或者其他方式连接，图15中以通过总线连接为例。图15中以一个处理器660为例。

存储器690作为一种非易失性非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的用于执行调整无人机的飞行方向的方法对应的程序指令/模块(例如，图6所示的信号转换模块510、第一计算模块520、第二计算模块530、调整模块540和图7所示的第一判断单元541、转向单元542和图8所示的第一判断单元541、转向单元542、获取单元543、控制单元545、调整单元546和图9所示的信号转换模块510、第一计算模块520、第二计算模块530、调整模块540、控制模块550、判断模块560、发送模块570)。处理器660和接收机580通过运行存储在存储器690中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而控制无人机600的各种功能实现以及数据处理，即实现上述方法实施例调整无人机的飞行方向的方法。

存储器690可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储无人机600的电磁波信号、第一电流信、第二电流信号、第三电路信号、第一天线和第二天线之间的连线与无人机和遥控器之间的连线所构成的夹角θ，电流相位差ψ，滞后角α，电磁波在媒质中传播的相位常数β，第一天线630和第二天线640之间的距离d等。此外，存储器690可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器690可选包括相对于处理器660远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至无人机600。上述网络的实例包括但不限于移动通信网。

上述产品可执行本申请实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请实施例所提供的方法。以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种调整无人机的飞行方向的方法，其特征在于，所述方法包括：

当位于所述无人机的机头的第一天线和第二天线接收到遥控器发射的电磁波信号时，将所述第一天线接收到的电磁波信号转换为第一电流信号，将所述第二天线接收到的电磁波信号转换为第二电流信号；

计算所述第一电流信号和所述第二电流信号之间的滞后角和电流相位差；

根据所述第一天线和所述第二天线之间的距离、所述滞后角以及所述电流相位差，计算所述第一天线和所述第二天线之间的连线与所述无人机和所述遥控器之间的连线所构成的夹角；

根据所述夹角，调整所述无人机的飞行方向。

2.如权利要求1所述的调整无人机的飞行方向的方法，其特征在于，所述根据所述第一天线和所述第二天线之间的距离、所述滞后角以及所述电流相位差，计算所述第一天线和所述第二天线之间的连线与所述无人机和所述遥控器之间的连线所构成的夹角的公式为：

$\mathrm{\θ}=arccos\left(\frac{\mathrm{\ψ}+\mathrm{\α}}{\mathrm{\β}d}\right)$

其中，θ为所述第一天线和所述第二天线之间的连线与所述无人机和所述遥控器之间的连线所构成的夹角，ψ为所述电流相位差，α为所述滞后角，β为电磁波在媒质中传播的相位常数，d为所述第一天线和所述第二天线之间的距离。

3.如权利要求1或2所述的调整无人机的飞行方向的方法，其特征在于，所述根据所述夹角，调整所述无人机的飞行方向包括：

判断所述夹角是否为90度或者270度；

当所述夹角不为90度，也不为270度时，根据所述夹角计算旋转角，使所述无人机的飞行方向在所述夹角所在平面内旋转所述旋转角。

4.如权利要求3所述的调整无人机的飞行方向的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述夹角等于90度或270度时，通过位于所述无人机的机尾的第三天线接收所述遥控器发射的电磁波信号；

判断所述第三天线接收到的电磁波信号的相位是否滞后于所述第一天线或所述第二天线接收到的电磁波信号的相位；

若是，保持所述无人机的飞行方向不变；

若否，则获取所述无人机的当前飞行方向，将所述无人机的飞行方向调整为与所述当前飞行方向相反的方向。

5.如权利要求4所述的调整无人机的飞行方向的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述无人机的飞行方向控制所述无人机飞往所述遥控器；

在所述无人机飞往所述遥控器的过程中，每隔预设时间判断所述第三天线接收到的电磁波信号的相位是否滞后于所述第一天线或所述第二天线接收到的电磁波信号的相位；

若否，则向所述遥控器发出所述无人机到达附近的消息。

6.一种调整无人机的飞行方向的装置，其特征在于，所述装置包括：

信号转换模块，用于当位于所述无人机的机头的第一天线和第二天线接收到遥控器发射的电磁波信号时，将所述第一天线接收到的电磁波信号转换为第一电流信号，将所述第二天线接收到的电磁波信号转换为第二电流信号；

第一计算模块，用于计算所述第一电流信号和所述第二电流信号之间的滞后角和电流相位差；

第二计算模块，用于根据所述第一天线和第二天线之间的距离、所述滞后角以及所述电流相位差，计算所述第一天线和所述第二天线之间的连线与所述无人机和所述遥控器之间的连线所构成的夹角；

调整模块，用于根据所述夹角，调整所述无人机的飞行方向。

7.如权利要求6所述的调整无人机的飞行方向的装置，其特征在于，所述第二计算模块根据所述第一天线和所述第二天线之间的距离、所述滞后角以及所述电流相位差，计算所述第一天线和所述第二天线之间的连线与所述无人机和所述遥控器之间的连线所构成的夹角的公式为：

$\mathrm{\θ}=arccos\left(\frac{\mathrm{\ψ}+\mathrm{\α}}{\mathrm{\β}d}\right)$

其中，θ为所述第一天线和所述第二天线之间的连线与所述无人机和所述遥控器之间的连线所构成的夹角，ψ为所述电流相位差，α为所述滞后角，β为电磁波在媒质中传播的相位常数，d为所述第一天线和所述第二天线之间的距离。

8.如权利要求6或7所述的调整无人机的飞行方向的装置，其特征在于，所述调整模块包括：

第一判断单元，用于判断所述夹角是否为90度或者270度；

转向单元，用于当所述第一判断单元判断出所述夹角不为90度，也不为270度时，根据所述夹角计算旋转角，使所述无人机的飞行方向在所述夹角所在平面内旋转所述旋转角。

9.如权利要求8所述的调整无人机的飞行方向的装置，其特征在于，所述调整模块还包括：

获取单元，用于当所述第一判断单元判断出所述夹角等于90度或270度时，通过位于所述无人机的机尾的第三天线接收所述遥控器发射的电磁波信号；

第二判断单元，用于判断所述第三天线接收到的电磁波信号的相位是否滞后于所述第一天线或所述第二天线接收到的电磁波信号的相位；

控制单元，用于当所述第二判断单元判断出所述第三天线接收到的电磁波信号的相位滞后于所述第一天线或所述第二天线接收到的电磁波信号的相位时，保持所述无人机的飞行方向不变；

调整单元，用于当所述第二判断单元判断出所述第三天线接收到的电磁波信号的相位超前于所述第一天线或所述第二天线接收到的电磁波信号的相位时，获取所述无人机的当前飞行方向，将所述无人机的飞行方向调整为与所述当前飞行方向相反的方向。

10.如权利要求9所述的调整无人机的飞行方向的装置，其特征在于，所述装置还包括：

控制模块，用于根据所述无人机的飞行方向控制所述无人机飞往所述遥控器；

判断模块，用于在所述无人机飞往所述遥控器的过程中，每隔预设时间判断所述第三天线接收到的电磁波信号的相位是否滞后于所述第一天线或所述第二天线接收到的电磁波信号的相位；

发送模块，用于当所述判断模块判断出所述第三天线接收到的电磁波信号的相位超前于所述第一天线或所述第二天线接收到的电磁波信号的相位时，向所述遥控器发出所述无人机到达附近的消息。

11.一种无人机，其特征在于，包括：

机身；

机头，所述机头位于所述机身一侧；

第一天线和第二天线，所述第一天线和所述第二天线位于所述机头；

接收机，所述接收机位于机身内部，所述接收机用于当所述第一天线和所述第二天线接收到遥控器发射的电磁波信号时，将所述第一天线接收到的电磁波信号转换为第一电流信号，将所述第二天线接收到的电磁波信号转换为第二电流信号；

所述接收机还用于计算所述第一电流信号和所述第二电流信号之间的滞后角和电流相位差；

处理器，所述处理器位于机身内部，所述处理器用于根据所述第一天线和所述第二天线之间的距离、所述滞后角以及所述电流相位差，计算所述第一天线和所述第二天线之间的连线与所述无人机和所述遥控器之间的连线所构成的夹角；

所述处理器还用于根据所述夹角，调整所述无人机的飞行方向。