CN107509244B - 一种无人机编队飞行的通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机编队飞行的通信方法，包括以下步骤：遥控器通过长机与僚机建立通讯连接；建立遥控器、长机与僚机之间的下行同步，以及建立僚机、长机与遥控器之间的上行同步；实现上下行同步后，控制遥控器通过长机向僚机发送第一指令信息。本发明实现系统(该系统包括遥控器、长机和僚机)上下行同步后，对僚机进行控制，提高了系统之间通信的稳定性；遥控器通过长机控制僚机前，对系统进行上、下行同步，有效解决了不同僚机在收发信号时存在相互干扰的问题，保证了系统的稳定运行。

Description

一种无人机编队飞行的通信方法

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机编队飞行的通信方法。

背景技术

无人机用途广泛，成本低，效费比好，并且其无人员伤亡风险，再加上生存能力强，机动性好，使用方便，在现代战争中有极其重要的作用，在民用领域也有非常广阔的前景。无人机的飞速发展和广泛应用是在海湾战争后，以美国为首的西方国家充分认识到无人机在战争中的作用，竞相把高新技术应用到无人机的研制与发展上，例如采用先进的信号处理与通信技术提高了无人机的图像传递速度和数字化传输速度。

为了适应未来的挑战，除了提高单机的功能和效用外，还需要考虑如何以现有的技术为基础，发展更加有效的无人机编队飞行的通信技术，而目前的无人机间通信存在信号相互干扰的问题，控制过程中系统稳定性较差，极大影响了无人机编队飞行技术的发展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：本发明提供一种无人机编队飞行的通信方法，提高了系统的稳定性。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种无人机编队飞行的通信方法，包括以下步骤：

S1：遥控器通过长机与僚机建立通讯连接；

S2：建立遥控器、长机与僚机之间的下行同步，以及建立僚机、长机与遥控器之间的上行同步；

S3：实现上下行同步后，控制遥控器通过长机向僚机发送第一指令信息。

本发明的有益效果为：

本发明实现系统(该系统包括遥控器、长机和僚机)上下行同步后，对僚机进行控制，提高了系统之间通信的稳定性；遥控器通过长机控制僚机前，对系统进行上、下行同步，有效解决了不同僚机在收发信号时存在相互干扰的问题，保证了系统的稳定运行。

附图说明

图1为根据本发明实施例一种无人机编队飞行的通信方法的主要步骤示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参照图1，本发明提供了一种无人机编队飞行的通信方法，包括以下步骤：

S1：遥控器通过长机与僚机建立通讯连接；

S2：建立遥控器、长机与僚机之间的下行同步，以及建立僚机、长机与遥控器之间的上行同步；

S3：实现上下行同步后，控制遥控器通过长机向僚机发送第一指令信息。

从上述描述可知，本发明实现系统(该系统包括遥控器、长机和僚机)上下行同步后，对僚机进行控制，提高了系统之间通信的稳定性；遥控器通过长机控制僚机前，对系统进行上、下行同步，有效解决了不同僚机在收发信号时存在相互干扰的问题，保证了系统的稳定运行。

进一步的，所述S2具体为：

遥控器向长机发送调制信号，所述调制信号包括同步序列；

所述长机将调制信号中的同步序列与预存在长机中的第一序列进行移位相关运算，根据运算结果实现所述遥控器与所述长机之间的下行同步；

所述僚机接收长机发送的调制信号，并将所述调制信号中的同步序列与预存在僚机中的第二序列进行移位相关运算，根据运算结果实现长机与僚机之间的下行同步；

所述长机接收僚机发送的调制信号，并将所述调制信号中的同步序列与所述第一序列进行移位相关运算，根据运算结果实现以僚机与长机之间的上行同步；

所述遥控器接收长机发送的调制信号，并将所述调制信号中的同步序列与预存在遥控器中的第三序列进行移位相关运算，根据运算结果实现长机与遥控器之间的上行同步。

从上述描述可知，本发明通过采用顺序同步的方式可以保证系统的频带复用，从而保证了系统稳定连接；同时本发明可以采用单载波调制方式，生成调制信号，对系统进行同步，能够提高系统的稳定性和传输距离。

进一步的，所述S3具体为：

控制遥控器发送第二指令信息至所述长机，所述第二指令信息包括僚机的编号及对应的第一指令；

所述长机发送所述第一指令至所述编号对应的僚机；

所述僚机执行所述第一指令对应的命令后，向所述长机发送反馈信息。

从上述描述可知，通过上述方法，保证了长机能够得到执行命令的僚机执行情况信息，有效保证了系统中各个僚机的稳定运行。

进一步的，所述的一种无人机编队飞行的通信方法，还包括：

每隔预设第一时间段，所述长机将其接收到多个僚机发送的反馈信息进行数据打包，得到数据包；所述反馈信息包括指令执行情况及对应僚机的编号；

发送所述数据包至所述遥控器。

从上述描述可知，通过上述方法，能够每隔所述第一时间段，统一将反馈信息发送至遥控器，以便用户能够及时得知及僚机执行指令情况，实现了信道的分时复用和频分复用，提高了通信效率。

进一步的，所述的一种无人机编队飞行的通信方法，还包括：

当所述遥控器与长机断开连接后，所述长机根据断开连接前所接收到的指令信息控制僚机进行相应的命令操作；

实时检测长机与遥控器之间的连接状态，若超出预设第二时间所述长机与遥控器仍处于断开状态，则所述长机控制所述有僚机执行返回起始点命令；

当长机接收到所有的僚机的反馈信息后，判断所有的僚机是否已经执行返回起始点命令，若是，则所述长机执行自动返回起始点命令。

从上述描述可知，通过上述方法，能够保证系统的稳定运行，同时当长机与遥控器断开连接的时间超过预设时间阈值(第二时间)，则控制所有僚机自动返回起始点后，所述长机自动返回起始点，保证了无人机的安全运行。

进一步的，所述的一种无人机编队飞行的通信方法，还包括：

当遥控器发送降落指令信息至所述长机，所述降落指令信息包括第一编号及降落指令，所述长机控制所述第一编号对应的第一僚机执行降落指令；

当所述长机接收所述第一僚机的反馈信息后，根据第一僚机的反馈信息，判断所述第一僚机是否成功执行降落指令，若是，则将所述第一僚机的反馈信息发送至所述遥控器，并断开所述长机与所述第一僚机的通讯连接；并保持遥控器和长机连接直到断电。

从上述描述可知，通过上述方法，能够有效地控制僚机降落，并将该僚机降落情况的反馈信号发送至遥控器，让用户及时知晓。

进一步的，“断开所述长机与所述第一僚机的通讯连接”之后还包括：

保持所述遥控器与所述长机之间的通讯连接。

从上述描述可知，通过上述方法，能够保证系统通讯正常稳定运行。

进一步的，所述的一种无人机编队飞行的通信方法，还包括：

若长机与某一僚机断开连接时间超过预设第二时间，则该僚机自动执行自动返回起始点命令；

所述长机生成该僚机的自动返回反馈信息，并发送所述自动返回反馈信息至所述遥控器。

从上述描述可知，当长机与某一僚机断开通讯连接后，所述僚机能够自动执行自动返回至起始点的命令，提高了僚机飞行的安全性与系统的稳定性。

进一步的，所述S1之前还包括：

对遥控器、长机和僚机组成的无人机编队系统进行上电操作。

从上述描述可知，在系统上电后，对遥控器、长机和僚机进行通讯连接，实现了系统的智能控制。

进一步的，所述的一种无人机编队飞行的通信方法，还包括：

控制遥控器向长机发送第三指令，所述长机执行所述第三指令对应的命令后，将执行情况反馈至所述遥控器。

从上述描述可知，能够有效地对长机进行控制，并及时得到长机执行命令的情况，有效保证了系统稳定运行。

请参照图1，本发明的实施例一为：

本发明提供了一种无人机编队飞行的通信方法，包括以下步骤：

S1：遥控器通过长机与僚机建立通讯连接；

所述S1之前还包括：

对遥控器、长机和僚机组成的无人机编队系统进行上电操作。

S2：建立遥控器、长机与僚机之间的下行同步，以及建立僚机、长机与遥控器之间的上行同步；

所述S2具体为：

遥控器向长机发送调制信号，所述调制信号包括同步序列；

所述长机将调制信号中的同步序列与预存在长机中的第一序列进行移位相关运算，根据运算结果实现所述遥控器与所述长机之间的下行同步；

所述僚机接收长机发送的调制信号，并将所述调制信号中的同步序列与预存在僚机中的第二序列进行移位相关运算，根据运算结果实现长机与僚机之间的下行同步；

所述长机接收僚机发送的调制信号，并将所述调制信号中的同步序列与所述第一序列进行移位相关运算，根据运算结果实现以僚机与长机之间的上行同步；

所述遥控器接收长机发送的调制信号，并将所述调制信号中的同步序列与预存在遥控器中的第三序列进行移位相关运算，根据运算结果实现长机与遥控器之间的上行同步。

S3：实现上下行同步后，控制遥控器通过长机向僚机发送第一指令信息。

所述S3具体为：

控制遥控器发送第二指令信息至所述长机，所述第二指令信息包括僚机的编号及对应的第一指令；

所述长机发送所述第一指令至所述编号对应的僚机；

所述僚机执行所述第一指令对应的命令后，向所述长机发送反馈信息。

所述S3之后还包括：

每隔预设第一时间段，所述长机将其接收到多个僚机发送的反馈信息进行数据打包，得到数据包；所述反馈信息包括指令执行情况及对应僚机的编号；发送所述数据包至所述遥控器。

从上述描述可知，本发明采用顺序同步的方式可以保证系统的频带复用，从而保证了系统稳定连接，有效解决了不同僚机在收发信号时存在相互干扰的问题；同时每隔所述第一时间段，所述长机统一将反馈信息发送至遥控器，以便用户能够及时得知及僚机执行指令情况，提高了数据传输效率。

本发明的实施例二为：

实施例二与实施例一的区别在于，所述的一种无人机编队飞行的通信方法，还包括：

当所述遥控器与长机断开连接后，所述长机根据断开连接前所接收到的指令信息控制僚机进行相应的命令操作；

实时检测长机与遥控器之间的连接状态，若超出预设第二时间所述长机与遥控器仍处于断开状态，则所述长机控制所述有僚机执行返回起始点命令；

当长机接收到所有的僚机的反馈信息后，判断所有的僚机是否已经执行返回起始点命令，若是，则所述长机执行自动返回起始点命令；

若长机与某一僚机断开连接时间超过预设第二时间，则该僚机自动执行自动返回起始点命令；

所述长机生成该僚机的自动返回反馈信息，并发送所述自动返回反馈信息至所述遥控器。

本发明的实施例三为：

实施例三与实施例一的区别在于，所述的一种无人机编队飞行的通信方法，还包括：

当遥控器发送降落指令信息至所述长机，所述降落指令信息包括第一编号及降落指令，所述长机控制所述第一编号对应的第一僚机执行降落指令；

当所述长机接收所述第一僚机的反馈信息后，根据第一僚机的反馈信息，判断所述第一僚机是否成功执行降落指令，若是，则将所述第一僚机的反馈信息发送至所述遥控器，并断开所述长机与所述第一僚机的通讯连接；保持所述遥控器与所述长机之间的通讯连接；

控制遥控器向长机发送第三指令，所述长机执行所述第三指令对应的命令后，将执行情况反馈至所述遥控器。

综上所述，本发明实现系统(该系统包括遥控器、长机和僚机)上下行同步后，对僚机进行控制，提高了系统之间通信的稳定性；遥控器通过长机控制僚机前，对系统进行上、下行同步，有效解决了不同僚机在收发信号时存在相互干扰的问题，保证了系统的稳定运行；本发明采用顺序同步的方式保证系统的频带复用，从而保证了系统稳定连接；所述长机每隔所述第一时间段，统一将反馈信息发送至遥控器，以便用户能够及时得知及僚机执行指令情况，同时也避免了长机接一收到反馈信息就发送给遥控器，而造成长机通信系统资源占用率高的问题；同时本发明断开通讯连接后，相应的长机及僚机能够自动执行返回起始点命令，保证了系统的安全性。

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同变换，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。

Claims (9)

1.一种无人机编队飞行的通信方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：遥控器通过长机与僚机建立通讯连接；

S2：建立遥控器、长机与僚机之间的下行同步，以及建立僚机、长机与遥控器之间的上行同步；

S3：实现上下行同步后，控制遥控器通过长机向僚机发送第一指令信息；

所述S2具体为：

遥控器向长机发送调制信号，所述调制信号包括同步序列；

所述长机将调制信号中的同步序列与预存在长机中的第一序列进行移位相关运算，根据运算结果实现所述遥控器与所述长机之间的下行同步；

所述僚机接收长机发送的调制信号，并将所述调制信号中的同步序列与预存在僚机中的第二序列进行移位相关运算，根据运算结果实现长机与僚机之间的下行同步；

所述长机接收僚机发送的调制信号，并将所述调制信号中的同步序列与所述第一序列进行移位相关运算，根据运算结果实现以僚机与长机之间的上行同步；

所述遥控器接收长机发送的调制信号，并将所述调制信号中的同步序列与预存在遥控器中的第三序列进行移位相关运算，根据运算结果实现长机与遥控器之间的上行同步。

2.根据权利要求1所述的一种无人机编队飞行的通信方法，其特征在于，所述S3具体为：

控制遥控器发送第二指令信息至所述长机，所述第二指令信息包括僚机的编号及对应的第一指令；

所述长机发送所述第一指令至所述编号对应的僚机；

所述僚机执行所述第一指令对应的命令后，向所述长机发送反馈信息。

3.根据权利要求2所述的一种无人机编队飞行的通信方法，其特征在于，还包括：

每隔预设第一时间段，所述长机将其接收到多个僚机发送的反馈信息进行数据打包，得到数据包；所述反馈信息包括指令执行情况及对应僚机的编号；

发送所述数据包至所述遥控器。

4.根据权利要求1所述的一种无人机编队飞行的通信方法，其特征在于，还包括：

当所述遥控器与长机断开连接后，所述长机根据断开连接前所接收到的指令信息控制僚机进行相应的命令操作；

实时检测长机与遥控器之间的连接状态，若超出预设第二时间所述长机与遥控器仍处于断开状态，则所述长机控制所有僚机执行返回起始点命令；

当长机接收到所有的僚机的反馈信息后，判断所有的僚机是否已经执行返回起始点命令，若是，则所述长机执行自动返回起始点命令。

5.根据权利要求1所述的一种无人机编队飞行的通信方法，其特征在于，还包括：

当遥控器发送降落指令信息至所述长机，所述降落指令信息包括第一编号及降落指令，所述长机控制所述第一编号对应的第一僚机执行降落指令；

当所述长机接收所述第一僚机的反馈信息后，根据第一僚机的反馈信息，判断所述第一僚机是否成功执行降落指令，若是，则将所述第一僚机的反馈信息发送至所述遥控器，并断开所述长机与所述第一僚机的通讯连接。

6.根据权利要求5所述的一种无人机编队飞行的通信方法，其特征在于，“断开所述长机与所述第一僚机的通讯连接”之后还包括：

保持所述遥控器与所述长机之间的通讯连接。

7.根据权利要求1所述的一种无人机编队飞行的通信方法，其特征在于，还包括：

若长机与某一僚机断开连接时间超过预设第二时间，则该僚机自动执行自动返回起始点命令；

所述长机生成该僚机的自动返回反馈信息，并发送所述自动返回反馈信息至所述遥控器。

8.根据权利要求1所述的一种无人机编队飞行的通信方法，其特征在于，所述S1之前还包括：

对遥控器、长机和僚机组成的无人机编队系统进行上电操作。

9.根据权利要求1所述的一种无人机编队飞行的通信方法，其特征在于，还包括：

控制遥控器向长机发送第三指令，所述长机执行所述第三指令对应的命令后，将执行情况反馈至所述遥控器。

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