CN108810945A - 一种载人无人机及其信号冗余备份覆盖系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种载人无人机及其信号冗余备份覆盖系统和方法，涉及载人无人机技术领域，主要目的在于能够避免载人无人机与地面控制站之间的通信发生中断，提升载人无人机飞行的安全性。所述方法包括：当载人无人机与地面控制站之间的直接通信链路发生中断时，向设置在载人无人机飞行空间范围内的备份通信地面站发送通信请求，备份通信地面站与地面控制站保持双向通信连接；当接收到发送通信请求对应的响应信息时，与备份通信地面站建立双向通信连接；在建立通信连接后，通过备份通信地面站建立与地面控制站之间的备份通信链路，并通过备份通信链路与地面控制站通信，直到直接通信链路恢复。本发明适用于载人无人机与地面控制站的通信。

Description

一种载人无人机及其信号冗余备份覆盖系统和方法

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，特别是涉及一种载人无人机与地面控制站的通信方法、载人无人机及系统。

背景技术

随着信息技术的不断发展，人们对无人机的需求越来越高，因此，载人无人机随之出现，载人无人机可以用于城市中近距离空中交通，以及旅游领域中。载人无人机的飞行过程以及路线控制通常是由地面控制站来实现的，无需乘客参与，即载人无人机在飞行过程中，需要与地面控制站保持通信联络，将载人无人机的自身实时位置，运行状态数据等发送给地面控制站，以及接收地面控制站发送的控制指令等。

目前，载人无人机仅通过与地面控制站之间的直接通信链路通信。然而，在实际应用中，载人无人机与地面控制站之间的直接通信链路可能会发送中断，若通过上述方式与地面控制站通信，会造成载人无人机与地面控制站之间的通信发生中断，载人无人机本身可能会失去控制，无法正常飞行，造成载人无人机本身和人身损失，导致载人无人机飞行的安全性较低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种载人无人机及其信号冗余备份覆盖系统和方法，主要目的在于能够避免载人无人机与地面控制站之间的通信发生中断，避免载人无人机失去控制、以及避免载人无人机本身和人身损失，从而能够提升载人无人机飞行的安全性。

依据本发明第一方面，提供了一种载人无人机与地面控制站的信号冗余备份通信方法，包括：

当所述载人无人机与地面控制站之间的直接通信链路发生中断时，向设置在所述载人无人机飞行空间范围内的备份通信地面站发送通信请求，所述备份通信地面站与所述地面控制站保持双向通信连接；

当接收到所述发送通信请求对应的响应信息时，与所述备份通信地面站建立双向通信连接；

在建立通信连接后，通过所述备份通信地面站建立与所述地面控制站之间的备份通信链路，并通过所述备份通信链路与所述地面控制站通信，直到所述直接通信链路恢复。

依据本发明第二方面，提供了一种载人无人机，包括：

发送单元，用于当所述载人无人机与地面控制站之间的直接通信链路发生中断时，向设置在所述载人无人机飞行空间范围内的备份通信地面站发送通信请求，所述备份通信地面站与所述地面控制站保持双向通信连接；

建立单元，用于当接收到所述发送单元发送通信请求对应的响应信息时，与所述备份通信地面站建立双向通信连接；

通信单元，用于在所述建立单元建立与所述备份通信地面站的通信连接后，通过所述备份通信地面站建立与所述地面控制站之间的备份通信链路，并通过所述备份通信链路与所述地面控制站通信，直到所述直接通信链路恢复。

依据本发明第三方面，提供了一种载人无人机与地面控制站的信号冗余备份覆盖通信系统，包括：载人无人机、向设置在所述载人无人机飞行空间范围内的备份通信地面站和地面控制站，

所述载人无人机，用于当所述载人无人机与所述地面控制站之间的直接通信链路发生中断时，向所述备份通信地面站发送通信请求，所述备份通信地面站与所述地面控制站保持双向通信连接；当接收到所述发送通信请求对应的响应信息时，与所述备份通信地面站建立双向通信连接；在建立通信连接后，通过所述备份通信地面站建立与所述地面控制站之间的备份通信链路，并通过所述备份通信链路与所述地面控制站通信，直到所述直接通信链路恢复。

依据本发明第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：

当所述载人无人机与地面控制站之间的直接通信链路发生中断时，向设置在所述载人无人机飞行空间范围内的备份通信地面站发送通信请求，所述备份通信地面站与所述地面控制站保持双向通信连接；

当接收到所述发送通信请求对应的响应信息时，与所述备份通信地面站建立双向通信连接；

在建立通信连接后，通过所述备份通信地面站建立与所述地面控制站之间的备份通信链路，并通过所述备份通信链路与所述地面控制站通信，直到所述直接通信链路恢复。

依据本发明第五方面，提供了一种载人无人机，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：

当所述载人无人机与地面控制站之间的直接通信链路发生中断时，向设置在所述载人无人机飞行空间范围内的备份通信地面站发送通信请求，所述备份通信地面站与所述地面控制站保持双向通信连接；

当接收到所述发送通信请求对应的响应信息时，与所述备份通信地面站建立双向通信连接；

在建立通信连接后，通过所述备份通信地面站建立与所述地面控制站之间的备份通信链路，并通过所述备份通信链路与所述地面控制站通信，直到所述直接通信链路恢复。

本发明提供一种载人无人机及其信号冗余备份覆盖系统和方法，与目前载人无人机仅通过与地面控制站之间的直接通信链路通信相比，本发明在所述载人无人机与地面控制站之间的直接通信链路发生中断时，能够向设置在所述载人无人机飞行空间范围内的备份通信地面站发送通信请求，所述备份通信地面站与所述地面控制站保持双向通信连接；当接收到所述发送通信请求对应的响应信息时，能够与所述备份通信地面站建立双向通信连接。与此同时，在建立通信连接后，能够通过所述备份通信地面站建立与所述地面控制站之间的备份通信链路，并能够通过所述备份通信链路与所述地面控制站通信，直到所述直接通信链路恢复，从而能够实现在直接通信链路发生中断时，通过备份通信链路与所述地面控制站通信，能够避免载人无人机与地面控制站之间的通信发生中断，避免载人无人机失去控制、以及避免载人无人机本身和人身损失，进而能够提升载人无人机飞行的安全性。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明实施例提供的一种载人无人机与地面控制站的信号冗余备份通信方法流程图；

图2示出了本发明实施例提供的另一种载人无人机与地面控制站的信号冗余备份通信方法流程图；

图3示出了本发明实施例提供的一种载人无人机的结构示意图；

图4示出了本发明实施例提供的另一种载人无人机的结构示意图；

图5示出了本发明实施例提供的一种载人无人机的实体结构示意图；

图6示出了本发明实施例提供的一种载人无人机与地面控制站的信号冗余备份覆盖通信系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如背景技术，目前，载人无人机仅通过与地面控制站之间的直接通信链路通信。然而，在实际应用中，载人无人机与地面控制站之间的直接通信链路可能会发送中断，若通过上述方式与地面控制站通信，会造成载人无人机与地面控制站之间的通信发生中断，载人无人机本身可能会失去控制，无法正常飞行，造成载人无人机本身和人身损失，导致载人无人机飞行的安全性较低。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种载人无人机与地面控制站的信号冗余备份通信方法，可以应用于载人无人机，如图1所示，包括：

101、当载人无人机与地面控制站之间的直接通信链路发生中断时，向设置在所述载人无人机飞行空间范围内的备份通信地面站发送通信请求。

其中，所述备份通信地面站与所述地面控制站保持双向通信连接。具体地，所述备份通信地面站可以利用有线通信链路或者无线通信链路与所述地面控制站保持双向通信连接。所述备份通信地面站可以为预先设置在所述载人无人机飞行空间范围内的，可以覆盖载人无人机的全部飞行空间范围。在本发明实施例中，可以通过所述载人无人机的飞控系统，确定所述载人无人机与地面控制站之间的直接通信链路是否发生中断。此外，还可以通过所述地面控制站确定所述载人无人机与地面控制站之间的直接通信链路是否发生中断。在确定直接通信链路发生中断后，可以立即启用所述备份通信地面站，中转所述载人无人机与所述地面控制站通过所述备份通信地面站之间的通信。

需要说明的是，由于设置在所述载人无人机飞行空间范围内的备份通信地面站可能有多个，为了提升载人无人机与地面控制站之间通信效率，可以根据所述各个备份通信地面站广播的广播信息的信号强度，从所述各个备份通信地面站中选择信号强度最强的备份通信地面站，以中转所述载人无人机与所述地面控制站之间的通信。

102、当接收到所述发送通信请求对应的响应信息时，与所述备份通信地面站建立双向通信连接。

需要说明的是，为了提升通信连接建立的速度，以及避免大量布线，可以利用无线通信链路与所述备份通信地面站建立双向通信连接。在利用无线通信链路建立双向通信连接后，通过所述备份通信地面站建立的备份通信链路可以为备份无线通信链路。

103、在建立通信连接后，通过所述备份通信地面站建立与所述地面控制站之间的备份通信链路，并通过所述备份通信链路与所述地面控制站通信，直到所述直接通信链路恢复。

对于本发明实施例，由于预先设置的所述备份通信地面站与所述地面控制站是双向通信连接的，所述载人无人机与所述备份通信地面站又建立了双向通信连接，因此，所述载人无人机与所述地面控制站之间通过所述备份通信地面站的中转也建立了双向通信连接，从而建立了备份通信链路。

例如，在建立备份通信链路后，所述地面控制站可以通过所述备份通信链路向所述载人无人机发送控制指令，所述载人无人机可以通过所述备份通信链路向所述地面控制站发送自身实时位置和运行状态数据等，从而能够避免所述载人无人机在所述直接通信链路发生中断后，与所述地面控制站发生通信中断，能够提升载人无人机飞行的安全性。

本发明实施例提供的一种载人无人机与地面控制站的信号冗余备份通信方法，与目前载人无人机仅通过与地面控制站之间的直接通信链路通信相比，本发明实施例在所述载人无人机与地面控制站之间的直接通信链路发生中断时，能够向设置在所述载人无人机飞行空间范围内的备份通信地面站发送通信请求，所述备份通信地面站与所述地面控制站保持双向通信连接；当接收到所述发送通信请求对应的响应信息时，能够与所述备份通信地面站建立双向通信连接。与此同时，在建立通信连接后，能够通过所述备份通信地面站建立与所述地面控制站之间的备份通信链路，并能够通过所述备份通信链路与所述地面控制站通信，直到所述直接通信链路恢复，从而能够实现在直接通信链路发生中断时，通过备份通信链路与所述地面控制站通信，能够避免载人无人机与地面控制站之间的通信发生中断，避免载人无人机失去控制、以及避免载人无人机本身和人身损失，进而能够提升载人无人机飞行的安全性。

进一步的，为了更好的说明上述载人无人机与地面控制站的通信的过程，作为对上述实施例的细化和扩展，本发明实施例提供了另一种载人无人机与地面控制站的信号冗余备份通信方法，如图2所示，但不限于此，具体如下所示：

201、接收设置在所述载人无人机飞行空间范围内各个备份通信地面站广播的广播信息。

其中，所述广播信息含有自身对应的备份通信地面站标识。所述备份通信地面站标识可以为备份通信地面站的名称，或者身份标识号码(identification，id)，本发明实施例不作限定。所述载人无人机可以通过自身设置的一个或者多个广播器分别接收所述各个备份通信地面站广播的广播信息。

202、检测所述广播信息的信号强度，并根据信号强度大于或者等于预设阈值的备份通信地面站所对应的备份通信地面站标识，生成可选备份通信地面站列表。

其中，所述预设阈值可以根据实际需求进行设定，也可以根据系统模式进行设定，本发明实施例在此不作限定，所述预设阈值可以为100dm，200dm等。例如，所述预设阈值为100dm，所述载人无人机检测广播信息的信号强度大于或者等于100dm的备份通信地面站有：备份通信地面站1、备份通信地面站2、备份通信地面站3、备份通信地面站4，则可以根据备份通信地面站1、备份通信地面站2、备份通信地面站3、备份通信地面站4分别对应的标识，生成的可选备份通信列表。在本发明实施例中，通过根据信号强度大于或者等于预设阈值的备份通信地面站所对应的备份通信地面站标识，生成可选备份通信地面站列表，能够保证与所述备份通信地面站的通信稳定性，进而能够保证与所述地面控制站的通信稳定性。

203、当所述载人无人机与地面控制站之间的直接通信链路发生中断时，从所述可选备份通信地面站列表中选择备份通信地面站标识，并向选择标识所对应的备份通信地面站发送通信请求。

需要说明的是，为了提升载人无人机与地面控制站之间通信效率，所述可选备份通信地面站列表中还可以记录各个可选备份通信地面站广播的广播信息的信号强度，以便能够根据选择信号强度最强的备份通信地面站建立地面控制站和载人无人机之间的一条备份无线通信链路。例如，所述可选备份通信地面站列表中有备份通信地面站1、备份通信地面站2、备份通信地面站3、备份通信地面站4，其中，备份通信地面站3所广播的广播信息信号强度最强，可以根据所述可选备份通信地面站列表向所述备份通信地面站3发送通信请求，以通过所述备份通信地面站3建立地面控制站和载人无人机之间的一条备份无线通信链路。

对于本发明实施例，为了确定所述载人无人机与地面控制站之间的直接通信链路是否发生中断，所述方法还可以包括：检测未接收到所述地面控制站通过所述直接通信链路发送的控制指令的时间间隔是否大于预设时间间隔；或者在通过所述直接通信链路向所述地面控制站发送数据时，检测是否接收到对应的发送失败响应；若是，则确定所述载人无人机与地面控制站之间的直接通信链路发生中断。所述预设时间间隔可以根据实际需求进行设定，也可以根据系统模式进行设定，本发明实施例在此不作限定，如所述预设时间间隔可以为1分钟、5分钟、10分钟，20分钟等。

例如，所述预设时间间隔为10分钟，若所述载人无人机10分钟未收到所述地面控制站通过所述直接通信链路发送的控制指令，则确定所述载人无人机与地面控制站之间的直接通信链路发生中断。或者所述载人无人机通过所述直接通信链路向所述地面控制站发送当前的运行状态数据后，未收到所述运行状态数据所对应的发送成功信息，或者接收到对应的发送失败响应，则确定所述载人无人机与地面控制站之间的直接通信链路发生中断。

204、当接收到所述发送通信请求对应的响应信息时，与所述备份通信地面站建立双向通信连接。

205、在建立通信连接后，通过所述备份通信地面站建立与所述地面控制站之间的备份通信链路，并通过所述备份通信链路与所述地面控制站通信，直到所述直接通信链路恢复。

需要说明的是，所述步骤205具体可以包括：在建立通信连接后，向所述备份通信地面站发送标识信息转发请求，所述转发请求携带有所述载人无人机的标识信息；当所述备份通信地面站将所述标识信息转发给所述地面控制站时，通过所述备份通信地面站的中转与所述地面控制站通信，直到所述直接通信链路恢复。

例如，若所述载人无人机未通过所述直接通信链路向所述地面控制站发送当前的运行状态数据，则所述地面控制站在接收到所述标识信息后，所述载人无人机可以通过与所述备份通信地面站之间的双向通信连接将所述运行状态数据发送给所述备份通信地面站，然后所述备份通信地面站可以通过与所述地面控制站之间的双向通信连接将所述运行状态数据转发给所述地面控制站；当所述地面控制站需要向所述载人无人机发送控制指令时，也可以通过所述备份通信地面站将所述控制指令转发给所述载人无人机，从而能够实现所述载人无人机与所述地面控制站之间的通信，能够避免载人无人机与地面控制站之间的通信发生中断，避免载人无人机失去控制、以及避免载人无人机本身和人身损失，进而能够提升载人无人机飞行的安全性。

需要说明的是，为了提升所述载人无人机与所述地面控制站的通信效率，在所述直接通信链路恢复后，可以通过断开所述载人无人机与所述备份通信地面站的双向通信连接，中断所述备份通信链路，使得所述载人无人机仅通过所述直接通信链路与所述地面控制站通信。

对于本发明实施例，为了实现恢复通过所述直接通信链路与所述地面控制站通信，提升所述载人无人机与所述地面控制站的通信效率，所述通过所述备份通信链路与所述地面控制站通信之后，所述方法还包括：向所述地面控制站发送所述直接通信链路的恢复请求；若成功恢复所述直接通信链路，则通过保持与所述地面控制站直接通信收发，验证所述直接通信链路恢复的稳定性；当所述直接通信链路恢复的稳定性符合预设稳定条件时，恢复通过所述直接通信链路与所述地面控制站通信。所述预设稳定条件可以为连续预定数量的直接通信稳定性验证包所对应的接收速度均大于或者等于预设阈值。

需要说明的是，所述通过保持与所述地面控制站直接通信收发，验证直接通信恢复的稳定性的步骤，具体包括：保持向所述地面控制站发送直接通信稳定性验证包；若连续预定数量的直接通信稳定性验证包所对应的接收速度均大于或者等于预设阈值，则确定成功恢复与所述地面控制站之间的稳定直接通信。所述预定数量和所述预设阈值均可以为根据用户需求进行设置，也可以为根据实际需求进行设定，本发明实施例在此不限定。例如，所述预定数量可以为10个，20个等，所述预设阈值可以为100Kb/s、200Kb/s等。具体地，若所述预定数量为10个，所述预设阈值为100Kb/s，在连续10个通信稳定性验证包所对应的接收速度均大于或者等于100Kb/s时，则确定成功恢复与所述地面控制站之间的稳定直接通信，否则，未恢复与所述地面控制站之间的稳定直接通信。

本发明实施例提供的另一种载人无人机与地面控制站的信号冗余备份通信方法，与目前载人无人机仅通过与地面控制站之间的直接通信链路通信相比，本发明实施例在所述载人无人机与地面控制站之间的直接通信链路发生中断时，能够向设置在所述载人无人机飞行空间范围内的备份通信地面站发送通信请求，所述备份通信地面站与所述地面控制站保持双向通信连接；当接收到所述发送通信请求对应的响应信息时，能够与所述备份通信地面站建立双向通信连接。与此同时，在建立通信连接后，能够通过所述备份通信地面站建立与所述地面控制站之间的备份通信链路，并能够通过所述备份通信链路与所述地面控制站通信，直到所述直接通信链路恢复，从而能够实现在直接通信链路发生中断时，通过备份通信链路与所述地面控制站通信，能够避免载人无人机与地面控制站之间的通信发生中断，避免载人无人机失去控制、以及避免载人无人机本身和人身损失，进而能够提升载人无人机飞行的安全性。

进一步地，作为图1的具体实现，本发明实施例提供了一种载人无人机，如图3所示，所述载人无人机包括：发送单元31、建立单元32和通信单元33。

所述发送单元31，可以用于当所述载人无人机与地面控制站之间的直接通信链路发生中断时，向设置在所述载人无人机飞行空间范围内的备份通信地面站发送通信请求，所述备份通信地面站与所述地面控制站保持双向通信连接。所述发送单元31是本载人无人机中当所述载人无人机与地面控制站之间的直接通信链路发生中断时，向设置在所述载人无人机飞行空间范围内的备份通信地面站发送通信请求的主要功能模块，也是核心模块。

所述建立单元32，可以用于当接收到所述发送单元31发送通信请求对应的响应信息时，与所述备份通信地面站建立双向通信连接。所述建立单元32是本载人无人机中当接收到所述发送通信请求对应的响应信息时，与所述备份通信地面站建立双向通信连接的主要功能模块。

所述通信单元33，可以用于在所述建立单元32建立与所述备份通信地面站的通信连接后，通过所述备份通信地面站建立与所述地面控制站之间的备份通信链路，并通过所述备份通信链路与所述地面控制站通信，直到所述直接通信链路恢复。所述通信单元33是本载人无人机中在建立与所述备份通信地面站的通信连接后，通过所述备份通信地面站建立与所述地面控制站之间的备份通信链路，并通过所述备份通信链路与所述地面控制站通信，直到所述直接通信链路恢复的主要功能模块。

对于本发明实施例，为了实现向所述备份通信地面站发送通信请求，所述载人无人机还可以包括：接收单元34、第一检测单元35和生成单元36，如图4所示。

所述接收单元34，可以用于接收设置在所述载人无人机飞行空间范围内各个备份通信地面站广播的广播信息，所述广播信息含有自身对应的备份通信地面站标识；所述接收单元34是本载人无人机中接收设置在所述载人无人机飞行空间范围内各个备份通信地面站广播的广播信息的主要功能模块。

所述第一检测单元35，可以用于检测所述接收单元34接收的所述广播信息的信号强度。所述第一检测单元35是本载人无人机中检测所述接收单元接收的所述广播信息的信号强度的主要功能模块。

所述生成单元36，可以用于根据所述第一检测单元35检测的信号强度大于或者等于预设阈值的备份通信地面站所对应的备份通信地面站标识，生成可选备份通信地面站列表。所述生成单元36是本载人无人机中根据检测的信号强度大于或者等于预设阈值的备份通信地面站所对应的备份通信地面站标识，生成可选备份通信地面站列表的主要功能模块。

在具体应用场景中，所述发送单元31，具体可以用于从所述可选备份通信地面站列表中选择备份通信地面站标识，并向选择标识所对应的备份通信地面站发送通信请求。

所述通信单元33，具体可以用于向所述备份通信地面站发送标识信息转发请求，所述转发请求携带有所述载人无人机的标识信息；当所述备份通信地面站将所述标识信息转发给所述地面控制站时，通过所述备份通信地面站的中转与所述地面控制站通信，直到所述直接通信链路恢复。

对于本发明实施例，为了验证所述载人无人机与地面控制站之间的直接通信链路是否发生中断，所述载人无人机还包括：第二检测单元37和确定单元38。

所述第二检测单元37，可以用于检测未接收到所述地面控制站通过所述直接通信链路发送的控制指令的时间间隔是否大于预设时间间隔；或者在通过所述直接通信链路向所述地面控制站发送数据时，检测是否接收到对应的发送失败响应。

所述确定单元38，可以用于若检测未接收到所述地面控制站通过所述直接通信链路发送的控制指令的时间间隔大于预设时间间隔；或者在通过所述直接通信链路向所述地面控制站发送数据时，检测未接收到对应的发送失败响应，则确定所述载人无人机与地面控制站之间的直接通信链路发生中断。

此外，为了恢复通过所述直接通信链路与所述地面控制站通信，所述载人无人机还包括：验证单元39。

所述发送单元31，还可以用于向所述地面控制站发送所述直接通信链路的恢复请求。所述发送单元31还是本载人无人机中向所述地面控制站发送所述直接通信链路的恢复请求。

所述验证单元39，可以用于若成功恢复所述直接通信链路，则通过保持与所述地面控制站直接通信收发，验证所述直接通信链路恢复的稳定性。所述验证单元39是本载人无人机中若成功恢复所述直接通信链路，则通过保持与所述地面控制站直接通信收发，验证所述直接通信链路恢复的稳定性的主要功能模块。

所述通信单元33，还可以用于当所述验证单元39验证所述直接通信链路恢复的稳定性符合预设稳定条件时，恢复通过所述直接通信链路与所述地面控制站通信。所述通信单元33还是本载人无人机中当验证所述直接通信链路恢复的稳定性符合预设稳定条件时，恢复通过所述直接通信链路与所述地面控制站通信的主要功能模块。

需要说明的是，本发明实施例提供的一种载人无人机所涉及各功能模块的其他相应描述，可以参考图1所示方法的对应描述，在此不再赘述。

基于上述如图1所示方法，相应的，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：当所述载人无人机与地面控制站之间的直接通信链路发生中断时，向设置在所述载人无人机飞行空间范围内的备份通信地面站发送通信请求，所述备份通信地面站与所述地面控制站保持双向通信连接；当接收到所述发送通信请求对应的响应信息时，与所述备份通信地面站建立双向通信连接；在建立通信连接后，通过所述备份通信地面站建立与所述地面控制站之间的备份通信链路，并通过所述备份通信链路与所述地面控制站通信，直到所述直接通信链路恢复。

基于上述如图1所示方法和如图3所示载人无人机的实施例，本发明实施例还提供了一种无人机的实体结构图，如图5所示，该载人无人机包括：处理器41、存储器42、及存储在存储器42上并可在处理器上运行的计算机程序，其中存储器42和处理器41均设置在总线43上所述处理器41执行所述程序时实现以下步骤：当所述载人无人机与地面控制站之间的直接通信链路发生中断时，向设置在所述载人无人机飞行空间范围内的备份通信地面站发送通信请求，所述备份通信地面站与所述地面控制站保持双向通信连接；当接收到所述发送通信请求对应的响应信息时，与所述备份通信地面站建立双向通信连接；在建立通信连接后，通过所述备份通信地面站建立与所述地面控制站之间的备份通信链路，并通过所述备份通信链路与所述地面控制站通信，直到所述直接通信链路恢复。该载人无人机还包括：总线43，被配置为耦接处理器41及存储器42。

进一步地，本发明实施例还提供一种载人无人机与地面控制站的信号冗余备份覆盖通信系统，包括：载人无人机51、向设置在所述载人无人机飞行空间范围内的备份通信地面站52和地面控制站53，如图6所示。

所述载人无人机51，可以用于当所述载人无人机51与所述地面控制站53之间的直接通信链路发生中断时，向所述备份通信地面站52发送通信请求，所述备份通信地面站52与所述地面控制站53保持双向通信连接；当接收到所述发送通信请求对应的响应信息时，与所述备份通信地面站52建立双向通信连接；在建立通信连接后，通过所述备份通信地面站52建立与所述地面控制站53之间的备份通信链路，并通过所述备份通信链路52与所述地面控制站53通信，直到所述直接通信链路恢复。

通过本发明的技术方案，在所述载人无人机与地面控制站之间的直接通信链路发生中断时，能够向设置在所述载人无人机飞行空间范围内的备份通信地面站发送通信请求，所述备份通信地面站与所述地面控制站保持双向通信连接；当接收到所述发送通信请求对应的响应信息时，能够与所述备份通信地面站建立双向通信连接。与此同时，在建立通信连接后，能够通过所述备份通信地面站建立与所述地面控制站之间的备份通信链路，并能够通过所述备份通信链路与所述地面控制站通信，直到所述直接通信链路恢复，从而能够实现在直接通信链路发生中断时，通过备份通信链路与所述地面控制站通信，能够避免载人无人机与地面控制站之间的通信发生中断，避免载人无人机失去控制、以及避免载人无人机本身和人身损失，进而能够提升载人无人机飞行的安全性。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

可以理解的是，上述方法及装置中的相关特征可以相互参考。另外，上述实施例中的“第一”、“第二”等是用于区分各实施例，而并不代表各实施例的优劣。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的载人无人机中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (15)

1.一种载人无人机与地面控制站的信号冗余备份通信方法，其特征在于，应用于载人无人机，包括：

当所述载人无人机与地面控制站之间的直接通信链路发生中断时，向设置在所述载人无人机飞行空间范围内的备份通信地面站发送通信请求，所述备份通信地面站与所述地面控制站保持双向通信连接；

当接收到所述发送通信请求对应的响应信息时，与所述备份通信地面站建立双向通信连接；

在建立通信连接后，通过所述备份通信地面站建立与所述地面控制站之间的备份通信链路，并通过所述备份通信链路与所述地面控制站通信，直到所述直接通信链路恢复。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向设置在所述载人无人机飞行空间范围内的备份通信地面站发送通信请求之前，所述方法还包括：

接收设置在所述载人无人机飞行空间范围内各个备份通信地面站广播的广播信息，所述广播信息含有自身对应的备份通信地面站标识；

检测所述广播信息的信号强度，并根据信号强度大于或者等于预设阈值的备份通信地面站所对应的备份通信地面站标识，生成可选备份通信地面站列表。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述向设置在所述载人无人机飞行空间范围内的备份通信地面站发送通信请求，具体包括：

从所述可选备份通信地面站列表中选择备份通信地面站标识，并向选择标识所对应的备份通信地面站发送通信请求。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述备份通信地面站建立与所述地面控制站之间的备份通信链路，并通过所述备份通信链路与所述地面控制站通信，直到所述直接通信链路恢复，具体包括：

向所述备份通信地面站发送标识信息转发请求，所述转发请求携带有所述载人无人机的标识信息；

当所述备份通信地面站将所述标识信息转发给所述地面控制站时，通过所述备份通信地面站的中转与所述地面控制站通信，直到所述直接通信链路恢复。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述载人无人机与地面控制站之间的直接通信链路发生中断时，向设置在所述载人无人机飞行空间范围内的备份通信地面站发送通信请求之前，所述方法还包括：

检测未接收到所述地面控制站通过所述直接通信链路发送的控制指令的时间间隔是否大于预设时间间隔；或者在通过所述直接通信链路向所述地面控制站发送数据时，检测是否接收到对应的发送失败响应；

若是，则确定所述载人无人机与地面控制站之间的直接通信链路发生中断。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述备份通信链路与所述地面控制站通信，直到所述直接通信链路恢复之后，所述方法还包括：

向所述地面控制站发送所述直接通信链路的恢复请求；

若成功恢复所述直接通信链路，则通过保持与所述地面控制站直接通信收发，验证所述直接通信链路恢复的稳定性；

当所述直接通信链路恢复的稳定性符合预设稳定条件时，恢复通过所述直接通信链路与所述地面控制站通信。

7.一种载人无人机，其特征在于，包括：

发送单元，用于当所述载人无人机与地面控制站之间的直接通信链路发生中断时，向设置在所述载人无人机飞行空间范围内的备份通信地面站发送通信请求，所述备份通信地面站与所述地面控制站保持双向通信连接；

建立单元，用于当接收到所述发送单元发送通信请求对应的响应信息时，与所述备份通信地面站建立双向通信连接；

通信单元，用于在所述建立单元建立与所述备份通信地面站的通信连接后，通过所述备份通信地面站建立与所述地面控制站之间的备份通信链路，并通过所述备份通信链路与所述地面控制站通信，直到所述直接通信链路恢复。

8.根据权利要求7所述的载人无人机，其特征在于，所述载人无人机还包括：

接收单元，用于接收设置在所述载人无人机飞行空间范围内各个备份通信地面站广播的广播信息，所述广播信息含有自身对应的备份通信地面站标识；

第一检测单元，用于检测所述接收单元接收的所述广播信息的信号强度；

生成单元，用于根据所述第一检测单元检测的信号强度大于或者等于预设阈值的备份通信地面站所对应的备份通信地面站标识，生成可选备份通信地面站列表。

9.根据权利要求8所述的载人无人机，其特征在于，

所述发送单元，具体用于从所述可选备份通信地面站列表中选择备份通信地面站标识，并向选择标识所对应的备份通信地面站发送通信请求。

10.根据权利要求7所述的载人无人机，其特征在于，

所述通信单元，具体用于向所述备份通信地面站发送标识信息转发请求，所述转发请求携带有所述载人无人机的标识信息；当所述备份通信地面站将所述标识信息转发给所述地面控制站时，通过所述备份通信地面站的中转与所述地面控制站通信，直到所述直接通信链路恢复。

11.根据权利要求8所述的载人无人机，其特征在于，所述载人无人机还包括：

第二检测单元，用于检测未接收到所述地面控制站通过所述直接通信链路发送的控制指令的时间间隔是否大于预设时间间隔；或者在通过所述直接通信链路向所述地面控制站发送数据时，检测是否接收到对应的发送失败响应；

确定单元，用于若检测未接收到所述地面控制站通过所述直接通信链路发送的控制指令的时间间隔大于预设时间间隔；或者在通过所述直接通信链路向所述地面控制站发送数据时，检测未接收到对应的发送失败响应，则确定所述载人无人机与地面控制站之间的直接通信链路发生中断。

12.根据权利要求8所述的载人无人机，其特征在于，所述载人无人机还包括：验证单元，

所述发送单元，还用于向所述地面控制站发送所述直接通信链路的恢复请求；

所述验证单元，用于若成功恢复所述直接通信链路，则通过保持与所述地面控制站直接通信收发，验证所述直接通信链路恢复的稳定性；

所述通信单元，还用于当所述验证单元验证所述直接通信链路恢复的稳定性符合预设稳定条件时，恢复通过所述直接通信链路与所述地面控制站通信。

13.一种载人无人机与地面控制站的信号冗余备份覆盖通信系统，其特征在于，包括权利要求7-12任一项所述的载人无人机、设置在所述载人无人机飞行空间范围内的备份通信地面站和地面控制站。

14.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现以下步骤：

当所述载人无人机与地面控制站之间的直接通信链路发生中断时，向设置在所述载人无人机飞行空间范围内的备份通信地面站发送通信请求，所述备份通信地面站与所述地面控制站保持双向通信连接；

当接收到所述发送通信请求对应的响应信息时，与所述备份通信地面站建立双向通信连接；

在建立通信连接后，通过所述备份通信地面站建立与所述地面控制站之间的备份通信链路，并通过所述备份通信链路与所述地面控制站通信，直到所述直接通信链路恢复。

15.一种载人无人机，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：

当所述载人无人机与地面控制站之间的直接通信链路发生中断时，向设置在所述载人无人机飞行空间范围内的备份通信地面站发送通信请求，所述备份通信地面站与所述地面控制站保持双向通信连接；

当接收到所述发送通信请求对应的响应信息时，与所述备份通信地面站建立双向通信连接；

在建立通信连接后，通过所述备份通信地面站建立与所述地面控制站之间的备份通信链路，并通过所述备份通信链路与所述地面控制站通信，直到所述直接通信链路恢复。