CN107786253B - 一种天线控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种天线控制方法及装置，应用于无人机，该方法包括：根据获取的无人机遥控器的第一位置的信息及自身当前的第二位置的信息，确定所述第一位置与第二位置的连线；根据所述连线与当前航向之间的夹角，及保存的每个夹角与待启动的天线的对应关系，确定待启动的目标天线；当当前工作的天线非目标天线时，启动所述目标天线。由于在本发明实施例中，根据无人机遥控器的第一位置及无人机当前的第二位置连线与无人机航向构成的不同夹角，确定待启动的目标天线，解决了现有技术中无人机单天线覆盖范围小，无人机受角度、方向等影响易造成信号中断的问题。

Description

一种天线控制方法及装置

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种天线控制方法及装置。

背景技术

无人机近些年来发展迅速，受到了各国的青睐，被广泛的应用在战场侦查、敌情侦查等军事领域，在民用领域更是在航拍摄影、环境监测、抢险救援等方面大展身手。但是无人机的工作主要是依靠无人机上所携带的图像采集设备、遥感设备、红外设备实现的，这些设备采集到的信息需要通过天线传输到无人机遥控端，因此无线传输的质量的好坏，是保证采集到的信息传输质量的重要因素。

现有无人机通过单一的天线传输信号，但是单一天线的信号只能覆盖一定的角度，当无人机进行航拍摄影、战场侦查等工作时，受角度、方向等影响，很容易造成无人机传输的信号中断，导致无人机采集的信息丢失。

发明内容

本发明实施例提供一种天线控制方法及装置，用以解决现有技术无人机单天线覆盖范围小，无人机受航行角度、方向等影响易造成信号中断的问题。

本发明实施例提供了一种天线控制方法，应用于多天线无人机，该方法包括：

根据获取的无人机遥控器的第一位置的信息及自身当前的第二位置的信息，确定所述第一位置与第二位置的连线；

根据所述连线与当前航向之间的夹角，及保存的每个夹角与待启动的天线的对应关系，确定待启动的目标天线；

当当前工作的天线非目标天线时，启动所述目标天线。

进一步地，确定所述连线与当前航向之间的夹角的过程包括：

以所述第二位置为极点，所述航向为极轴构建坐标系；

确定所述连线与所述极轴的夹角。

进一步地，所述方法还包括：

关闭当前工作的天线。

进一步地，所述方法还包括：

当无法获取到所述连线与当前航向之间的夹角时，判断当前工作的天线是否为设定天线；

如果否，启动所述设定天线，所述设定天线为安装位置靠近机尾的天线；其中所述无法获取到所述连线与当前航向之间的夹角包括以下至少一种：

无法获取无人机遥控器的第一位置的信息、无法获取自身当前的第二位置的信息和无法获取当前航向。

进一步地，所述确定所述第一位置与第二位置的连线之后，确定待启动的目标天线之前所述方法还包括：

判断所述第一位置与所述第二位置之间的距离是否大于设定阈值；

如果否，无人机继续使用当前工作的天线，如果是，进行后续确定待启动的目标天线的步骤。

进一步地，所述当当前工作的天线非目标天线时，启动所述目标天线包括：

根据所述当前工作天线与目标天线，确定当前工作天线与目标天线对应的临界值；

判断所述夹角与所述临界值的差的绝对值是否大于设定阈值，

如果是，启动目标天线，否则，继续使用当前天线。

进一步地，确定所述每个夹角与待启动的天线的对应关系包括：

根据无人机包含的天线的数量，及进行检测的角度范围，将该角度范围划分为所述数量个夹角范围，其中每个天线对应一个夹角范围；其中所述角度范围为所述无人机以自身的当前位置为极点，航向为极轴构建坐标系中，无人机遥控器的当前位置和无人机当前位置连线与所述机轴夹角对应的范围。

本发明实施例提供了一种天线控制装置，应用于多天线无人机，该装置包括：

获取模块，用于根据获取的无人机遥控器的第一位置的信息及自身当前的第二位置的信息，确定所述第一位置与第二位置的连线；

确定模块，用于根据所述连线与当前航向之间的夹角，及保存的每个夹角与待启动的天线的对应关系，确定待启动的目标天线；

启动模块，用于当当前工作的天线非目标天线时，启动所述目标天线。

进一步地，所述确定模块，具体用于以所述第二位置为极点，所述航向为极轴构建坐标系；确定所述连线与所述极轴的夹角；

所述启动模块，还用于当无法获取到所述连线与当前航向之间的夹角时，判断当前工作的天线是否为设定天线；如果否，启动所述设定天线。

进一步地，所述装置还包括：

判断模块，用于判断所述第一位置与所述第二位置之间的距离是否大于设定阈值；如果否，无人机继续使用当前工作的天线，如果是，则触发确定模块。

本发明方法包括一种天线控制方法，该方法包括：根据获取的无人机遥控器的第一位置的信息及自身当前的第二位置的信息，确定所述第一位置与第二位置的连线；根据所述连线与当前航向之间的夹角，及保存的每个夹角与待启动的天线的对应关系，确定待启动的目标天线；当当前工作的天线非目标天线时，启动所述目标天线。由于在本发明实施例中，根据无人机遥控器的第一位置及无人机当前的第二位置连线与无人机航向构成的不同夹角，确定待启动的目标天线，解决了现有技术中无人机单天线覆盖范围小，无人机受航行角度、方向等影响易造成信号中断的问题。

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天线控制方法流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种确定无人机目标天线过程示意图；

图3为本发明另一实施例提供的一种天线控制方法流程示意图；

图4为本发明实施例提供的一种天线控制装置结构示意图。

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份实施例，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。

实施例1：

参见图1所示，本发明实施例提供的一种天线控制方法流程示意图，具体的实现方法包括：

S101：根据获取的无人机遥控器的第一位置的信息及自身当前的第二位置的信息，确定所述第一位置与第二位置的连线。

本发明实施例提供的天线控制方法，应用于无人机，该无人机为多天线无人机，该无人机上的两个或两个以上天线的工作范围覆盖了无人机的360°的范围。在本实施例中获取的无人机遥控器的第一位置的信息及自身当前的第二位置的信息，可以是该第一位置和第二位置的经纬度信息等。

具体的，在本发明实施例中该无人机遥控器可以安装全球定位系统(GlobalPositioning System，GPS)，通过GPS获取其第一位置的信息，并将该第一位置的信息发送给无人机。另外，在无人机上也可以安装GPS，通过GPS获取自身当前的第二位置的信息。当无人机获取到第一位置的信息和第二位置的信息后，可以在自身保存的地图中对第一位置和第二位置进行标注，并确定第一位置和第二位置的连线。

S102：根据所述连线与当前航向之间的夹角，及保存的每个夹角与待启动的天线的对应关系，确定待启动的目标天线。

当获取到第一位置和第二位置的信息后，可以确定第一位置和第二位置的连线，并且通过位于无人机上航向罗盘可以获取无人机当前航向，因此可以确定相应的夹角。无人机中保存着每个夹角与待启动的天线的对应关系，无人机根据上述第一位置和第二位置的连线，确定该连线与航向之间的夹角后，即可根据保存的该对应关系，确定该夹角对应的待启动的目标天线。

S103：当前工作的天线非目标天线时，启动所述目标天线。

当当前工作的天线非目标天线时，启动目标天线。例如：当待启动的目标天线为B天线，当前工作的天线为A天线时，启动B天线。

在本发明实施例中，无人机上的飞控通过开关控制每根天线的开启与关闭。具体的，无人机上的飞控与每个天线之间通过开关连接，当需要启动某一天线时，飞控控制与该天线连接的开关闭合，从而使飞控与该天线建立连接。例如：当待启动的目标天线为B天线时，飞控控制与天线B连接的开关闭合，并将需要发送给地面终端的信息由天线B发送出去。

在本发明实施例中可以是无人机按照固定的时间间隔，周期性的获取无人机遥控器的第一位置的信息及自身当前的第二位置的信息，根据无人机遥控器的第一位置与无人机第二位置的连线与当前航向构成的夹角，及无人机保存的每个夹角与待启动的天线的对应关系，确定待启动的目标天线，并当当前工作的天线非目标天线时，启动目标天线。该固定的时间间隔可以是0.5秒、1秒、2秒等等，该时间间隔选择的比较小，可以及时规避因为天线覆盖不到，而出现的信号传输故障，当该间隔选择的比较大时，可以规避实时获取该位置的信息而影响信号传输效率的问题。

当然，也可以在接收到遥控器发送的控制指令后，获取该第一位置和第二位置的信息，其中该控制指令为无人机遥控器接收到的信号传输质量不好时发送的。

由于在本发明实施例中，根据无人机遥控器的第一位置及无人机当前的第二位置连线与无人机航向构成的不同夹角，确定无人需要启动的天线，解决了现有技术中无人机单天线覆盖范围小，无人机受角度、方向等影响易造成信号中断的问题。

实施例2：

在本发明实施例中为了提高确定待启动的目标天线的准确性，确定所述连线与当前航向之间的夹角的过程包括：

以所述第二位置为极点，所述航向为极轴构建坐标系；

确定所述连线与所述极轴的夹角。

具体的，以无人机自身第二位置为极点，无人机当前航向为极轴构建坐标系，确定无人机自身第二位置与无人机遥控器第一位置的连线与极轴的夹角。

在无人机中保存有包含有第一位置和第二位置的地图，无人机可以在地图上确定第一位置与第二位置的连线，及通过航向罗盘获取当前航向，在地图上确定第一位置与第二位置的连线与当前航向构成的夹角，该夹角可以是第一位置与第二位置的连线到当前航向的夹角，也可以是当前航向到第一位置与第二位置的连线的夹角，还可以是选取的第一位置与第二位置的连线与当前航向构成的夹角中不大于180°的夹角等等，只要能够保证该夹角采用统一的确定方式即可。

该无人机的多个天线可以是均匀分布也可以是不均匀的分布在无人机的四周，因此每个天线覆盖的夹角范围可以相同，也可以不同。具体的，确定所述每个夹角与待启动的天线的对应关系包括：

根据无人机包含的天线的数量，及进行检测的角度范围，将该角度范围划分为所述数量个夹角范围，其中每个天线对应一个夹角范围；其中所述角度范围为所述无人机以自身的当前位置为极点，航向为极轴构建坐标系中，无人机遥控器的当前位置和无人机当前位置连线与所述机轴夹角对应的范围。

较佳地，为了提高信号的传输效率，均衡每个天线的负载，每个天线覆盖的夹角范围相同，并且所有天线能够覆盖无人机360度的角度范围。

参照图2所示，为本发明实施例提供的一种确定无人机目标天线的过程示意图，图2提供的无人机为拥有4根均匀分布天线的无人机，天线A对应的角度范围θ为大于等于0°小于90°，天线B对应的角度范围θ为大于等于90°小于180°、天线C对应的角度范围θ为大于等于180°小于270°、天线D对应的角度范围θ为大于等于270°小于360°。具体的实现过程如下所示：

if(θ≥0&&θ<90)switch to A

else if(θ≥90&&θ<180)switch to B

else if(θ≥180&&θ<270)switch to C

else if(θ≥270&&θ<360)switch to D

endif

当当前第一位置与第二位置的连线与当前航向构成的夹角为65度时，该角度在0°至90°范围内，对应的天线为A天线，因此可以确定待启动的目标天线为B天线。

为了提高无人机天线的利用率，并且节约无人机上宝贵的电能，当启动无人机对应夹角的目标天线后，还需关闭当前工作的天线。例如：无人机当前工作的天线为A天线，目标天线为B天线，启动B天线后，关闭A天线。

在本发明实施例中为了避免乒乓效应，即避免无人机的两个天线之间频繁的切换，所述当当前工作的天线非目标天线时，启动所述目标天线包括：

根据所述当前工作天线与目标天线，确定当前工作天线与目标天线对应的临界值；

判断所述夹角与所述临界值的差的绝对值是否大于设定阈值，

如果是，启动目标天线，否则，继续使用当前天线。

具体的，可以针对相邻的两个天线设定一个临界值，因此当当前工作的天线和待启动的目标天线不同时，只有当确定的夹角与对应临界值差的绝对值大于设定阈值时，才能启动目标天线，该阈值可以是3°、5°等，只要能避免乒乓效应即可。

继续以上述图2所示进行说明，针对天线A与天线B设置的临界值为90°、针对天线B与天线C设置的临界值为180°、针对天线C与天线D设置的临界值为270°、针对天线D与天线A设置的临界值为360°或0°。由于天线A和天线D之间进行切换时，角度跳跃幅度较大，为了进一步地增加可靠性，在本发明实施例中可以先判断该夹角所在的范围，再确定相应的临界值。具体的，针对于A天线与D天线之间的切换，当确定的夹角为大角度时，即角度大于270°时，选用的临界值为360°，当确定的夹角为小角度时，即角度小于90°时，选用的临界值为0°。例如：当确定的夹角为93°，设定的阈值为5°当前工作的天线为A天线，确定的目标天线为B天线，针对A天线与B天线设置的临界值为90°，此时90°与93°差的绝对值小于5°，因此继续使用天线A，不进行天线切换；当确定的夹角为6°，设定的阈值为5°，当前工作的天线为D天线，确定的目标天线为A天线，针对D天线与A天线设置的临界值为360°或0°，因为该夹角为6°为小角度，因此选用的临界值为0°，6°与0°差的绝对值大于5°，因此切换到A天线。

实施例3：

在本发明实施例中为了进一步保证信号传输的稳定性与可靠性，在上述实施例1的基础上，在本发明实施例中所述方法还包括：

当无法获取到所述连线与当前航向之间的夹角时，判断当前工作的天线是否为设定天线；

如果否，启动所述设定天线。

其中，无法获取到所述连线与当前航向之间的夹角包括以下至少一种：

无法获取无人机遥控器的第一位置的信息、无法获取自身当前的第二位置的信息和无法获取当前航向。

在本发明实施例中当无人机无法获取无人机遥控器的第一位置的信息、无法获取自身当前的第二位置的信息和无法获取当前航向信息中的一种或者多种时，无人机都无法确定第一位置与第二位置的连线与当前航线的夹角。当无人机无法获取到该夹角时，说明当前无人机的信号传输出现问题，为了保证后续的信号传输，在本发明实施例中无人机判断当前工作的天线是否是设定的天线，如果是则继续使用当前的天线，如果不是启动设定的天线。为了保证传输的可靠性，该设定的天线为安装位置靠近机尾的天线，当有多根安装位置靠近机尾的天线时选择其中一根作为设定天线。

实施例4：

在无人机遥控器与无人机距离较近的时候，无人机上任一天线都可以保证无人机与无人机遥控器之间信号的正常传输，为了降低控制的复杂度，减轻无人机的负担，所述确定所述第一位置与第二位置的连线之后，确定待启动的目标天线之前还包括：

判断所述第一位置与所述第二位置之间的距离是否大于设定阈值；

如果否，无人机继续使用当前工作的天线。

具体的，在获取无人机遥控器的第一位置的信息及自身当前的第二位置的信息之后，判断无人机遥控器的位置与无人机的位置之间的距离是否大于设定阈值，该阈值可以为10米、20米、50米、100米等，只要该阈值范围内无人机任一天线工作能够保证无人机与无人机遥控器之间正常的信号传输即可。例如：无人机与无人机遥控器之间的距离为10米，设定的阈值为20米，在20米范围内无人机任一天线工作能够保证无人机与无人机遥控器之间正常的信号传输。10米小于20米，无人机继续使用当前天线。

该实施例中天线控制流程，如图3所示，该流程包括：

S301：根据获取的无人机遥控器的第一位置的信息及自身当前的第二位置的信息，确定所述第一位置与第二位置的连线。

S302：判断所述第一位置与所述第二位置之间的距离是否大于设定阈值，如果否，执行S303，如果是，执行S304。

S303：无人机继续使用当前工作的天线。

S304：根据所述连线与当前航向之间的夹角，及保存的每个夹角与待启动的天线的对应关系，确定待启动的目标天线。

S305：当当前工作的天线非目标天线时，启动所述目标天线。

实施例5：

参见图4所示，为本发明实施例提供的一种天线控制装置结构示意图，应用于多天线无人机，该装置包括：

获取模块41，用于根据获取的无人机遥控器的第一位置的信息及自身当前的第二位置的信息，确定所述第一位置与第二位置的连线；

确定模块43，用于根据所述连线与当前航向之间的夹角，及保存的每个夹角与待启动的天线的对应关系，确定待启动的目标天线；

启动模块44，用于当当前工作的天线非目标天线时，启动所述目标天线。

所述确定模块43，具体用于以所述第二位置为极点，所述航向为极轴构建坐标系；确定所述连线与所述极轴的夹角。

所述装置还包括：

关闭模块45，用于关闭当前工作的天线。

所述启动模块44，还用于当无法获取到所述连线与当前航向之间的夹角时，判断当前工作的天线是否为设定天线；如果否，启动所述设定天线。

所述装置还包括：

判断模块42，用于判断所述第一位置与所述第二位置之间的距离是否大于设定阈值；如果否，无人机继续使用当前工作的天线，如果是，则触发确定模块。

所述启动模块44，具体用于根据所述当前工作天线与目标天线，确定当前工作天线与目标天线对应的临界值；判断所述夹角与所述临界值的差的绝对值是否大于设定阈值，如果是，启动目标天线，否则，继续使用当前天线。

所述装置还包括：

划分模块46，用于根据无人机包含的天线的数量，及进行检测的角度范围，将该角度范围划分为所述数量个夹角范围，其中每个天线对应一个夹角范围；其中所述角度范围为所述无人机以自身的当前位置为极点，航向为极轴构建坐标系中，无人机遥控器的当前位置和无人机当前位置连线与所述机轴夹角对应的范围。

本发明方法包括一种天线控制方法及装置，该方法包括：根据获取的无人机遥控器的第一位置的信息及自身当前的第二位置的信息，确定所述第一位置与第二位置的连线；根据所述连线与当前航向之间的夹角，及保存的每个夹角与待启动的天线的对应关系，确定待启动的目标天线；当当前工作的天线非目标天线时，启动所述目标天线。由于在本发明实施例中，根据无人机遥控器的第一位置及无人机当前的第二位置连线与无人机航向构成的不同夹角，确定待启动的目标天线，解决了现有技术中无人机单天线覆盖范围小，无人机受角度、方向等影响易造成信号中断的问题。

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，则可对这些实施例作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 (8)

1.一种天线控制方法，其特征在于，应用于多天线无人机，该方法包括：

根据获取的无人机遥控器的第一位置的信息及自身当前的第二位置的信息，确定所述第一位置与第二位置的连线；

根据所述连线与当前航向之间的夹角，及保存的每个夹角与待启动的天线的对应关系，确定待启动的目标天线；

当当前工作的天线非目标天线时，启动所述目标天线；

其中，所述方法还包括：

当无法获取到所述连线与当前航向之间的夹角时，判断当前工作的天线是否为设定天线；如果否，启动所述设定天线，所述设定天线为安装位置靠近机尾的天线；其中所述无法获取到所述连线与当前航向之间的夹角包括以下至少一种：

无法获取无人机遥控器的第一位置的信息、无法获取自身当前的第二位置的信息和无法获取当前航向；

其中，所述当当前工作的天线非目标天线时，启动所述目标天线包括：

根据所述当前工作天线与目标天线，确定当前工作天线与目标天线对应的临界值；

判断所述夹角与所述临界值的差的绝对值是否大于设定阈值，

如果是，启动目标天线，否则，继续使用当前天线。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述连线与当前航向之间的夹角的过程包括：

以所述第二位置为极点，所述航向为极轴构建坐标系；

确定所述连线与所述极轴的夹角。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

关闭当前工作的天线。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述第一位置与第二位置的连线之后，确定待启动的目标天线之前所述方法还包括：

判断所述第一位置与所述第二位置之间的距离是否大于设定阈值；

如果否，无人机继续使用当前工作的天线，如果是，进行后续确定待启动的目标天线的步骤。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述每个夹角与待启动的天线的对应关系包括：

根据无人机包含的天线的数量，及进行检测的角度范围，将该角度范围划分为所述数量个夹角范围，其中每个天线对应一个夹角范围；其中所述角度范围为所述无人机以自身的当前位置为极点，航向为极轴构建坐标系中，无人机遥控器的当前位置和无人机当前位置连线与所述极轴夹角对应的范围。

6.一种天线控制装置，其特征在于，应用于多天线无人机，该装置包括：

获取模块，用于根据获取的无人机遥控器的第一位置的信息及自身当前的第二位置的信息，确定所述第一位置与第二位置的连线；

确定模块，用于根据所述连线与当前航向之间的夹角，及保存的每个夹角与待启动的天线的对应关系，确定待启动的目标天线；

启动模块，用于当当前工作的天线非目标天线时，启动所述目标天线；

所述启动模块，还用于当无法获取到所述连线与当前航向之间的夹角时，判断当前工作的天线是否为设定天线；如果否，启动所述设定天线；所述设定天线为安装位置靠近机尾的天线；其中所述无法获取到所述连线与当前航向之间的夹角包括以下至少一种：

无法获取无人机遥控器的第一位置的信息、无法获取自身当前的第二位置的信息和无法获取当前航向；

其中，所述当当前工作的天线非目标天线时，启动所述目标天线包括：

根据所述当前工作天线与目标天线，确定当前工作天线与目标天线对应的临界值；

判断所述夹角与所述临界值的差的绝对值是否大于设定阈值，

如果是，启动目标天线，否则，继续使用当前天线。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定模块，具体用于以所述第二位置为极点，所述航向为极轴构建坐标系；确定所述连线与所述极轴的夹角。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

判断模块，用于判断所述第一位置与所述第二位置之间的距离是否大于设定阈值；如果否，无人机继续使用当前工作的天线，如果是，则触发确定模块。

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