CN107278195B - 无人机及天线组件 - Google Patents

Abstract

一种无人机(100,602)，包括，机身(110)，惯性测量单元，用于获取所述无人机(100,602)的姿态信息，动力系统，安装在所述机身(110)，用于提供飞行动力，存储器(303)，用于存储预置的天线组件配置信息，天线组件(400)，用于与地面端控制器(601)通信，以及一个或多个处理器(301)，用于根据所述预置的天线组件配置信息，调整所述天线组件(400)的辐射方向图。

Description

无人机及天线组件

技术领域

本发明涉及一种天线组件，且特别涉及一种辐射方向图自适应的天线组件。

背景技术

无人机你载天线多为定向天线，其辐射方向图不会做相应的调节。而无人机在飞行时自身的位置在不断变化，导致其辐射方向图的最大辐射方向不能始终朝向地面控制端，从而影响无人机与地面控制端之前的通信及数据传输，如：图像传输、控制距离等。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种无人机及天线组件，能够自适应的根据自身的状态调整所述天线组件的辐射方向图，以使所述天线组件的最大辐射方向始终朝向地面端控制器，保证了图像传输的速度和质量，增加了对无人机的控制距离。

本发明一方面提供了一种无人机，所述无人机包括，机身，惯性测量单元，用于获取所述无人机的姿态信息，动力系统，安装在所述机身，用于提供飞行动力，存储器，用于存储预置的天线组件配置信息，天线组件，用于与地面端控制器通信，以及一个或多个处理器，用于根据所述预置的天线组件配置信息，调整所述天线组件的辐射方向图。

本发明另一方面提供了一种无人机控制方法，所述无人机包括天线组件，所述方法包括，计算所述无人机相对于地面端控制器的位置；以及根据所述位置和预置的天线组件配置信息，调整所述天线组件的辐射方向图。

本发明的第三方面提供了一种无人机控制方法，所述无人机包括天线组件，所述方法包括，检测天线组件的信号强度；以及根据所述信号强度及预置的天线组件配置信息，调整所述天线组件的辐射方向图。

在一些实施例中，所述天线组件包括第一开关、第二开关、第一天线单元、第二天线单元、第三天线单元及第四天线单元。

在一些实施例中，所述一个或多个处理器还用于，计算所述无人机相对于所述地面端控制器的倾斜角，以及根据所述倾斜角和所述预置的天线组件配置信息，调整所述天线组件的辐射方向图。

在一些实施例中，所述一个或多个处理器还用于，获取所述无人机相对于所述地面端控制器的垂直高度，获取所述无人机相对于所述地面端控制器的水平距离，根据所述垂直高度及所述水平距离计算所述倾斜角，以及根据所述倾斜角和所述预置的天线组件配置信息，调整所述天线组件的辐射方向图。

在一些实施例中，所述一个或多个处理器还用于，根据所述倾斜角在所述预置的天线组件配置信息中查找期望辐射方向图及其对应的开关配置信息，以及根据所述开关配置信息配置所述天线组件以产生所述期望辐射方向图。

在一些实施例中，所述一个或多个处理器还用于，在预定的时间区间内检测所述至少五个开关状态的信号强度，从所述至少五个开关状态的信号强度中提取最大信号强度，计算所述最大信号强度与当前开关状态的信号强度之差，通过临界切换值分析所述最大信号强度与所述当前开关状态的信号强度之差，以及控制所述天线组件切换至所述最大信号强度对应的开关状态。

在一些实施例中，所述第一开关为单刀双掷开关，所述第二开关为单刀三掷开关。

在一些实施例中，所述第一天线单元、所述第二天线单元、所述第三天线单元及所述第四天线单元两两相差60度放置。

在一些实施例中，所述第一天线单元、所述第二天线单元、所述第三天线单元及所述第四天线单元中的至少一个包括偶极子、单极子、倒F型天线、环形天线中的至少一个。

附图说明

图1为本发明实施例提供的无人机的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的无人机底部的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的无人机的模块示意图；

图4为本发明实施例提供的用于无人机的天线组件的示意图；

图5为本发明实施例提供的无人机天线组件的期望辐射方向图；

图6为本发明实施例提供的无人机与地面对控制器相对位置示意图；

图7为本发明提供的无人机自适应调整天线组件辐射方向图实施例一的流程图；

图8为本发明提供的无人机自适应调整天线组件辐射方向图实施例二的流程图；

图9为本发明实施例提供的不同开关状态下无人机天线组件的辐射方向图一；

图10为本发明实施例提供的不同开关状态下无人机天线组件的辐射方向图二。

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，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，这仅仅是描述本发明的实施例中对相同属性的对象在描述时所采用的区分方式。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，以便包含一系列单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它单元。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

参阅图1，图1为本发明实施例提供的无人机结构示意图。无人机100可以包括机身110，所述机身110包括中央部分111以及一个或多个外部部分112。在图1所示的实施例中，所述机身110包括四个外部部分112(如机臂113)。所述四个外部部分112分别从所述中央部分111延伸出来。在其他实施例中，所述机身110可以包含任意数量的外部部分112(如6个、8个等)。在任何上述实施例中，每个所述外部部分112可以承载一个推进系统120，所述推进系统120可以驱动所述无人机100运动(如爬升、降落、水平移动等)。例如：所述机臂113可以承载对应的电机121，所述电机121可以驱动对应的螺旋桨122转动。所述无人机100可以控制任意一组电机121及其对应的螺旋桨122，而不受其余的电机121及其对应的螺旋桨影响。

所述机身110可以携带一个负载130，例如：成像装置131。在一些实施例中，所述成像装置131可以包括一个摄像头，例如：可以拍摄所述无人机周围的图像、视频等。所述摄像头光敏于各种波长的光线，包括但不限于可见光、紫外线、红外线或其中的任意组合。在一些实施例中，所述负载130可以包括其他种类的传感器。在一些实施例中，所述负载130通过云台150与所述机身110连接在一起，使得所述负载130可以相对于所述机身110运动。例如：当所述负载130携带成像装置131时，所述成像装置131可以相对于机身110运动以拍摄所述无人机100周围的图像、视频等。如图所示，当无人机100位于地面时，起落架114可以支撑无人机100以保护所述负载130。

在一些实施例中，所述无人机100可以包括控制系统140，所述控制系统140包括置于所述无人机100的组件以及与所述无人机100分离的组件。例如，所述控制系统140可以包括一个置于所述无人机100上的第一控制器141，以及一个远离所述无人机100并通过通信链路160(如无线链路)与所述第一控制器141连接的第二控制器142。所述第一控制器141可以包括一个或多个处理器、存储器、以及机载计算机可读介质143a，所述机载计算机可读介质143a可以存储用于控制无人机100行为的程序指令，所述行为包括但不限于所述推进系统120及所述成像装置131的操作，控制所述无人机进行自动降落等。所述第二控制器142可以包括一个或多个处理器、存储器、机外计算机可读介质143b，以及一个或多个输入输出装置148，例如：显示装置144及控制装置145。所述无人机100的操作者可以通过所述控制装置145远程控制所述无人机100，并通过所述显示装置144和/或其他装置接收来自所述无人机100的反馈信息。在其他实施例中，所述无人机100可以自主运作，此时所述第二控制器142可以被省去，或者所述第二控制器142可以仅被用来使无人机操作者重写用于无人机飞行的函数。例如，通过机载软件开发工具包来控制所述无人机100。所述机载计算机可读介质143a可以被移出于所述无人机100。所述机外计算接可读介质143b可以被移出于所述第二控制器142。

在一些实施例中，所述无人机100可以包括两个前视摄像头171和172，所述前视摄像头171和172光敏于各种波长的光线(如可见光、红外光、紫外线)用于拍摄所述无人机周围的图像或视频。在一些实施例中，所述无人机100包括置于底部的一个或多个传感器。

图2是本发明实施例提供的无人机底部的结构示意图。所述无人机100可以包括两个置于所述机身110底部的下视摄像头173和174。此外，所述无人机100还包括两个置于所述机身110底部的超声传感器177和178。所述超声传感器177和178可以检测和/或监测所述无人机100底部的物体及地面，并通过发送及接受超声波来测量离该物体或地面的距离。

在其他实施例中，所述无人机100可以包括惯性测量单元(英文：inertialmeasurement unit，缩写：IMU)、红外传感器、微波传感器、温度传感器、近距离传感器(英文：proximity sensor)、三维激光测距仪、三维TOF等。所述三维激光测距仪及所述三维TOF可以检测无人机具下方物体或体面的距离。

在一些实施例中，所述惯性测量单元可以用于测量多数无人机的高度和姿态信息，所述姿态信息包括但不限于俯仰角、横滚角及偏航角。所述惯性测量单元可以包括但不限于，一个或多个加速度计、陀螺仪、磁力仪或其中的任意组合。所述加速度计可以用于测量所述无人机的加速度，以计算所述无人机的速度。

在一些实施例中，所述无人机还包括气压计，所述气压计可以用于检测所述无人机的高度。

在一些实施例中，所述无人机还包括GPS模块(未示出)。所述GPS模块用于获取所述无人机的位置信息，如坐标、经纬度等。所述GPS模块还用于获取所述无人机与地面端控制器的水平距离，所述地面端控制器包括但不限于遥控器、地面端图像传输装置等。

在一些实施例中，所述无人机还包括动力系统，所述动力系统包括至少一个电机及至少一个电子调速器，所述动力系统用于为所述无人机提供飞行动力。

图3为本发明实施例提供的的无人机的模块示意图。参阅图3，无人机100可以包括一个或多个处理器301、传感器模块302、存储模块303以及输入输出模块304。

所述控制模块301可以包括一个或多个处理器，所述处理器包括但不限于微处理器(英文：microcontroller)，精简指令集计算机(英文：reduced instruction setcomputer，简称：RISC)，专用集成电路(英文：application specific integratedcircuits，简称：ASIC)，专用指令集处理器(英文：application-specific instruction-set processor，简称：ASIP)，中央处理单元(英文：central processing unit，简称：CPU)，物理处理器英文(英文：physics processing unit，简称：PPU)，数字信号处理器(英文：digital signal processor，简称DSP)，现场可编程门阵列(英文：field programmablegate array，简称：FPGA)等。

所述传感器模块302可以包括一个或多个传感器，所述传感器包括但不限于温度传感器、TOF(英文：time of flight)传感器、惯性测量单元、加速度计、图像传感器(如摄像头)、超声传感器、微波传感器、近距离传感器、三维激光测距仪、红外传感器、气压计等。

在一些实施例中，所述惯性测量单元可以用于测量所述无人机的高度。所述惯性测量单元可以包括但不限于，一个或多个加速度计、陀螺仪、磁力仪或其中的任意组合。所述加速度计可以用于测量所述无人机的加速度，以计算所述无人机的速度。

所述存储模块303可以包括但不限于只读存储器(ROM)、随机存储器(RAM)、可编程制度存储器(PROM)、电子抹除式可编程只读存储器(EEPROM)等。所述存储模块303可以包括费暂时性计算机可读介质，其可以存储用于执行本文其他各处所描述的一个或多个步骤的代码、逻辑或指令。所述控制模块301，其可以根据本文所描述的非暂时性计算机可读介质的代码、逻辑或指令而单独地或共同地执行一个或多个步骤。

在一些实施例中，所述存储模块303用于存储预置的天线组件配置信息。所述一个或多个处理器可以根据所述预置的天线组件配置信息调整所述无人机的辐射方向图。

所述通信模块304可以包括但不限于天线组件等。所述天线组件用于与地面端控制器通信。在一些实施例中，所述一个或多个处理器可以根据所述预置的天线组件配置信息调整所述天线组件的辐射方向图。

在一些实施例中，所述无人机还包括输入输出模块(未示出)，所述输入输出模块用于向外部设备输出信息或指令，如接收所述输入输出装置148(见图1)发送的指令，或将所述成像装置131(见图1)拍摄的图像发送给所述输入输出装置148。

图4为本发明实施例提供的用于无人机的天线组件的示意图。如图所示，天线组件400包括四个天线单元：天线单元401、天线单元402、天线单元403、天线单元404，及两个开关，开关405及开关406。

在一些实施例中，所述天线组件可以安装在所述无人机的脚架内，或机身内。

在一些实施例中，所述天线单元401、所述天线单元402、所述天线单元403、所述天线单元404之间分别相差60度放置。所述开关405为单刀双掷开关，所述开关406为单刀三掷开关。所述开关405的公共端RFin1接地，所述开关406的公共端RFin2接输入信号。所述输入信号包括但不限于，地面端控制器向天线组件400发送的控制信号，天线组件400向地面端控制器发送的包含状态信息的信号，天线组件400向地面端控制器发送的图像信号等。

在一些实施例中，所述天线单元401、所述天线单元402、所述天线单元403及所述天线单元404中的至少一个包括但不限于偶极子、单极子、倒F型天线(英文：inverted-Fantenna)、环形天线(loop antenna)等。

在一些实施例中，所述无人机可以根据预置的天线组件配置信息，通过配置所述开关405和/或所述开关406，连通四个天线单元中的至少两个天线单元，以改变所述天线组件400的辐射方向图。所述预置的天线组件配置信息可以包括表1和表2。参考表1，表1为开关配置真值表和对应的开关状态。开关405有两个端口RF1及RF2，Ctrl表示控制开关405状态的信号。类似地，开关406有三个端口RF1、RF2及RF3，Ctrl2表示控制开关406状态的信号。在一些实施例中，所述无人机的一个或多个处理器可以发出Ctrl或Ctrl2，以控制所述开关405及所述开关406的状态。

在一些实施例中，表1可以被存储在所述无人机的存储器中。

在一些实施例中，所述无人机可以根据相对于所述地面端控制器(如：遥控器、地面端图像传输装置等)的位置，如倾斜角等，控制所述开关405及所述开关406的状态，以获取期望辐射方向图。

参考表2，α表示所述无人机相对于所述地面端控制器的倾斜角，不同的倾斜角对应不同的辐射方向图及开关状态，如当倾斜角α大于57度小于90度时，对应辐射方向图1，对应开关状态1。

在一些实施例中，表2可以被存储在所述无人机的存储器中。

值得注意的是，上述开关的结构仅为了便于理解本发明，不应被视为是本发明唯一的实现方案。对本领域的普通技术人员来说，在理解本发明的基础上，可以对上述开关组件的结构进行修改或变换，但所述修改或变换仍在本发明的保护范围之内。例如，所述天线组件可以包括三个或三个以上的开关，五个或五个以上的天线单元，所述五个或五个以上的天线单元之间的角度可以相同或不同。

参考图5及图6，图5为本发明实施例提供的所述无人机天线组件期望辐射方向图的示意图，图6为本发明实施例提供的所述无人机与所述地面端控制器的相对位置示意图。如图所示，所述无人机可以相对于所述地面端控制器601运动，α表示所述无人机602相对于所述地面端控制器601的倾斜角。H表示所述无人机602相对于所述地面端控制器601的垂直距离，L表示所述无人机602相对于所述地面端控制器601的水平距离。本发明可以通过获取所述无人机602相对于所述地面端控制器601的位置，控制所述开关405及所述开关406，获取期望辐射方向图，以使所述天线组件的辐射方向始终朝向所述地面端控制器601，从而提升所述无人机的图像传输质量及控制距离。参阅图5及表2，图5A为所述倾斜角α大于57度小于或等于90度时对应的期望辐射方向图。图5B为所述倾斜角α大于32度小于或等于57度时对应的期望辐射方向图。图5C为所述倾斜角α大于-32度小于或等于32度时对应的期望辐射放线图。图5D为所述倾斜角α大于-57度小于或等于-32度时对应的期望辐射方向图。图5E为所述倾斜角α大于或等于-90度小于或等于-57度时对应的期望辐射方向图。

在一些实施例中，所述无人机可以通过机载的一个或多个传感器(如：超声传感器、TOF传感器、气压计等)，检测出所述垂直距离H，通过GPS模块检测出所述水平距离，以计算出所述倾斜角α。所述无人机可以根据所述倾斜角α，控制所述开关405及所述开关406以获取期望辐射方向图。例如，所述无人机的一个或多个处理器可以向所述开关405及所述开关406发送控制信号(如Ctrl、Ctrl2等)，控制所述开关405及所述开关406的状态，以获取期望辐射方向图。

在一些实施例中，所述无人机计算出所述倾斜角α为40度，则所述无人机的一个或多个处理器可以根据所述倾斜角α首先通过查询表2，得到期望辐射方向图及对应的开关状态。所述一个或多个处理器可以根据获取的开关状态，查询表1，以获取对应的开关配置信息。然后所述一个或多个处理器可以根据获取的开关配置信息，向所述开关405和/或所述开关406发送控制信号，以控制所述天线组件产生期望辐射方向图。例如，所述倾斜角α为40度，所述一个或多个处理器通过查询表2得到期望辐射方向图为图5B，对应的开关状态为状态2。所述一个或多个处理器根据状态2查询表1，得到开关的配置信息。所述配置信息为所述开关405接RF1端，所述开关406接RF3端。之后，所述一个或多个处理器可以向所述开关405发送控制信号Ctrl(值为0)，以使所述开关405接RF1端。同样地，所述一个或多个处理器可以向所述开关发送控制信号Ctrl2(值为10)，以使所述开关406接RF3端。开关配置完成之后，所述天线组件即可获取期望辐射方向图(图5B)，以使所述天线组件的辐射方向对准所述地面端控制器。

在一些实施例中，所述无人机可以实时地检测所述倾斜角α，当所述倾斜角α改变时，所述无人机可以获取新的期望辐射方向图及对应的开关配置信息，通过控制所述开关405及所述开关406，获取所述新的期望辐射方向图，以使所述无人机天线组件的辐射方向始终朝向所述地面端控制器，从而提升所述无人机的图像传输质量及控制距离。

在其他实施例中，所述无人机可以不定时地检测所述倾斜角α。例如，所述无人机可以根据飞行速度来控制检测所述倾斜角α的周期。如果所述无人机的飞行速度很快，则可以增大所述倾斜角α的检测周期。如果所述无人机的飞行速度很慢或者为0，则可以减小所述倾斜角α的检测周期。

值得注意的是，图5中的期望辐射方向图仅为了便于理解本发明，在所述开关组件的结构发生改变的情况下，所述无人机可以包括任意数量的期望辐射方向图，如，六个或六个以上的期望辐射方向图。

表1开关配置真值表和对应的开关状态

表2不同的倾斜角对应的开关状态

倾斜角	辐射方向图	开关状态
			57＜α≤90	图5A	状态1
32＜α≤57	图5B	状态2
			-32＜α≤32	图5C	状态3
-57＜α≤-32	图5D	状态4
			-90≤α≤-57	图5E	状态5

图7为本发明提供的无人机自适应调整天线组件辐射方向图实施例一的流程图。

步骤701，获取所述无人机相对地面端控制器的位置。

在一些实施例中，所述无人机相对所述地面端控制器的位置可以为图6实施例中的倾斜角α，所述无人机的处理器可以通过机载的传感器(如：超声传感器、TOF传感器器、气压计、GPS模块等)，检测出所述无人机相对所述地面端控制器的垂直距离H及水平距离L，依据公式1计算出所述倾斜角α。所述地面端控制器可以包括但不限于，遥控器、地面端图像传输装置等。

α＝arctan(H/L) (公式1)

步骤702，根据位置获取开关配置信息。

在一些实施例中，所述处理器可以根据所述无人机相对地面控制端的位置(如所述倾斜角α)，查询存储在所述无人机中预置的天线组件配置信息(如表1及表2)，以获取期望辐射方向图及对应的开关配置信息(如所述开关405及所述开关406的配置信息)。所述开关配置信息可以用于配置所述开关405及所述开关406的导通方式。

步骤703，根据所述开关配置信息配置开关。

在一些实施例中，所述处理器可以根据步骤702中的开关配置信息，向所述开关405及所述开关406发送控制控制信号(Ctrl、Ctrl2等)，以获取期望辐射方向图。

值得注意的是，上述流程图只是为了便于理解本发明，不应被视为是本发明唯一的实现方案。对本领域的普通技术人员来说，在理解本发明的基础上，可以对上述流程图中的步骤进行增加、删除及变换，但对所述流程图的修改仍在本发明的保护范围之内。例如，所述无人机可以周期性地检测所述垂直距离H及所述水平距离L，以计算所述倾斜角α。

图8为本发明提供的无人机自适应调整天线组件辐射方向图实施例二的流程图。

步骤801，随机选取一个开关状态作为初始状态。

在一些实施例中，所述无人机可以依据表1中的开关配置信息，随机选取一个开关状态(如状态2)作为初始状态。

步骤802，在预置的时间区间内读取所有开关状态下天线组件的信号强度值。

在一些实施例中，所述无人机的一个或多个处理器可以在一个预定的时间区间Δt内，读取所有开关状态下天线的信号强度值，如RSSI(英文：received signal strengthindicator)值。在一些实施例中，所述信号强度值为瞬时信号强度值，如瞬时RSSI值。在一些实施例中，所述预定的时间区间Δt可以大于或等于100m，小于或等于1s。

如表3所示，所述无人机的一个或多个处理器在预定的时间区间(如2秒)内选取三个时刻，对每一个开关状态读取了三次瞬时信号强度值。

步骤803，计算每一种开关状态的信号强度值得平均值。

在一些实施例中，所述一个或多个处理器可以根据步骤802中读取的信号强度值计算出每一种开关状态的信号强度值的平均值。例如，参照表3，每一种开关状态对应一个信号强度值的平均值，状态1对应的信号强度值为1.567。

步骤804，计算最大信号强度平均值与当前开关信号强度平均值的差ΔP1。

仍然参照表3，当前开关状态为状态2，对应的信号强度平均值为0.7。所有开关状态中的最大信号强度平均值为2.833。则可以计算出ΔP1为2.133。

步骤805，将最大信号强度平均值与当前开关信号强度平均值的差ΔP1与临界切换值ΔP进行比较。如果ΔP1小于ΔP，则保持当前的开关状态，并继续在预置的时间区间内读取所有开关状态下天线组件的信号强度值。

步骤806，切换到最大信号强度平均值对应的开关状态。

在一些实施例中，如果ΔP1大于或等于ΔP，在所述处理器可以控制所述开关405及所述开关406，切换到最大信号强度平均值对应的开关状态。如ΔP为0.3dB，ΔP1大于0.3dB，则所述处理器向所述开关405和/或所述开关406发送控制信号，以将开关状态切换到状态3。

表3所有开关状态在预定的时间区间内的信号强度值及平均值

开关状态	0.4秒	0.8秒	1.2秒	平均值
					状态1	1.2	1.6	1.9	1.567
状态2	0.7	0.6	0.8	0.7
					状态3	2.5	3.1	2.9	2.833
状态4	0.2	0.5	0.9	0.533
					状态5	1.7	1.6	1.9	1.733

值得注意的是，上述流程图只是为了便于理解本发明，不应被视为是本发明唯一的实现方案。对本领域的普通技术人员来说，在理解本发明的基础上，可以对上述流程图中的步骤进行增加、删除及变换，但所述对流程图的修改仍在本发明的保护范围之内。例如，所述临界切换值ΔP可以实时调整，所述预定的时间区间Δt也可实时调整，例如，当所述无人机快速飞行时，可以加快检测速度，即减小Δt，当所述无人机慢速飞行时，可以减小检测速度，即增加Δt。

图9为本发明实施例提供的不同开关状态下无人机天线组件的辐射方向图一。如图所示，不同的开关状态的最大增益对应不同的角度，如状态3的最大增益对应的角度为90度。本发明的天线组件可以在无人机处于不同位置时，调整所述天线组件的辐射方向图，以使所述天线组件的最大辐射方向始终朝向地面端控制器，即在各个方向都能实现与所述地面端控制器通信的最大增益(增益优化5dB以上)，保证了图像传输的速度和质量，增加了对所述无人机的控制距离。

图10位本发明实施例提供的不同开关状态下无人机天线组件的辐射方向图二。如图所示，不同的开关状态的最大增益对应不同的角度，如状态3的最大增益对应的角度为90度。本发明的天线组件可以在无人机处于不同位置时，调整所述天线组件的辐射方向图，以使所述天线组件的最大辐射方向始终朝向地面端控制器，即在各个方向都能实现与所述地面端控制器通信的最大增益(增益优化5dB以上)，保证了图像传输的速度和质量，增加了对所述无人机的控制距离。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

本专利文件披露的内容包含受版权保护的材料。该版权为版权所有人所有。版权所有人不反对任何人复制专利与商标局的官方记录和档案中所存在的该专利文件或者该专利披露。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本披露的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本披露进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本披露各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种无人机，其特征在于，包括：

机身；

惯性测量单元，用于获取所述无人机的姿态信息；

动力系统，安装在所述机身，用于提供飞行动力；

存储器，用于存储预置的天线组件配置信息；

天线组件，用于与地面端控制器通信；以及

一个或多个处理器，用于根据所述预置的天线组件配置信息，调整所述天线组件的辐射方向图；

所述一个或多个处理器还用于：

计算所述无人机相对于所述地面端控制器的倾斜角；以及

根据所述倾斜角和所述预置的天线组件配置信息，调整所述天线组件的辐射方向图；

其中，所述预置的天线组件配置信息包括：与多个倾斜角范围一一对应的多个辐射方向图，以及与多个所述辐射方向图一一对应的多个开关配置信息；

所述一个或多个处理器还用于：

获取所述无人机相对于所述地面端控制器的垂直高度；

获取所述无人机相对于所述地面端控制器的水平距离；以及

根据所述垂直高度及所述水平距离计算所述倾斜角；

所述一个或多个处理器还用于：

根据所述倾斜角在所述预置的天线组件配置信息中查找期望辐射方向图及其对应的开关配置信息；以及

根据所述开关配置信息配置所述天线组件以产生所述期望辐射方向图。

2.如权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述一个或多个处理器用于：

检测所述天线组件的信号强度；以及

进一步的，还根据所述信号强度，调整所述天线组件的辐射方向图。

3.如权利要求2所述的无人机，其特征在于，所述天线组件包括至少五个开关状态，所述一个或多个处理器还用于：

在预定的时间区间内检测所述至少五个开关状态的信号强度；

从所述至少五个开关状态的信号强度中提取最大信号强度；

计算所述最大信号强度与当前开关状态的信号强度之差；

通过临界切换值分析所述最大信号强度与所述当前开关状态的信号强度之差；以及

控制所述天线组件切换至所述最大信号强度对应的开关状态。

4.如权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述天线组件包括第一开关、第二开关、第一天线单元、第二天线单元、第三天线单元及第四天线单元，所述第一开关为单刀双掷开关，所述第二开关为单刀三掷开关，所述第一天线单元、所述第二天线单元、所述第三天线单元及所述第四天线单元两两相差60度放置。

5.如权利要求4所述的无人机，其特征在于，所述第一天线单元、所述第二天线单元、所述第三天线单元及所述第四天线单元中的至少一个包括偶极子、单极子、倒F型天线、环形天线中的至少一个。

6.一种无人机的控制方法，所述无人机包括天线组件，其特征在于，所述方法包括：

计算所述无人机相对于地面端控制器的位置；以及

根据所述位置和预置的天线组件配置信息，调整所述天线组件的辐射方向图；

所述位置为所述无人机相对于所述地面端控制器的倾斜角；

所述预置的天线组件配置信息包括：与多个倾斜角范围一一对应的多个辐射方向图，以及与多个所述辐射方向图一一对应的多个开关配置信息；

所述方法还包括：

获取所述无人机相对于所述地面端控制器的垂直高度；

获取所述无人机相对于所述地面端控制器的水平距离；以及

根据所述垂直高度及所述水平距离计算所述倾斜角；

其中，所述根据所述倾斜角和所述预置的天线组件配置信息，调整所述天线组件的辐射方向图包括：

根据所述倾斜角在所述预置的天线组件配置信息中查找期望辐射方向图及其对应的开关配置信息；以及

根据所述开关配置信息配置所述天线组件以产生所述期望辐射方向图。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

检测所述天线组件的信号强度；以及

进一步的，还根据所述信号强度，调整所述天线组件的辐射方向图。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述天线组件包括至少五个开关状态，所述方法还包括：

在预定的时间区间内检测所述至少五个开关状态的信号强度；

从所述至少五个开关状态的信号强度中提取最大信号强度；

计算所述最大信号强度与当前开关状态的信号强度之差；

通过临界切换值分析所述最大信号强度与所述当前开关状态的信号强度之差；以及

控制所述天线组件切换至所述最大信号强度对应的开关状态。