CN109100684A - 一种无人机的寻找方法 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种无人机的寻找方法，所述方法包括：获取第一信号接收器与无人机之间的第一距离；获取第二信号接收器与无人机之间的第二距离；获取所述第一信号接收器与所述第二信号接收器之间的第三距离；根据所述第一距离、第二距离、以及第三距离计算出无人机的具体位置。本发明通过采用两个信号接收器，放置在不同的位置与无人机呈三角信号定位来确定无人机的具体位置；解决了无人机在工作过程中，出现故障如炸机、坠机等情况时，因为信号弱等原因不便寻找、且浪费时间、无人机容易丢失等问题。本发明能够避免无人机丢失造成经济损失、节约寻找无人机的时间。

Description

一种无人机的寻找方法

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，更具体的说，涉及一种无人机的寻找方法。

背景技术

无人机在室外工作的过程中，通常是由地面的控制端控制无人机进行飞行，飞行过程中，无人机会一般通过GPS定位系统，给控制端发送位置信息，以确定所述无人机当前位置。但在环境复杂的工作区，无人机的GPS信号可能会受到建筑物或者山体的影响，使得GPS信号弱且不稳定，不能向控制端发送无人机的实时位置信息，如果此时，无人机迅速降落或者出现故障坠机、摔机的话，机主无法接收无人机的位置信息，难以找到无人机，机主需要花费大量的时间寻找无人机，还有可能找不到无人机而造成损失。

发明内容

本发明的目的是为了解决了无人机在工作过程中，无人机迅速降落或者出现故障如炸机、坠机等情况时，因为GPS信号弱等原因不便寻找、浪费时间、无人机容易丢失等问题，提供一种无人机的寻找方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种无人机的寻找方法，所述方法包括：

获取第一信号接收器与无人机之间的第一距离；

获取第二信号接收器与无人机之间的第二距离；

获取所述第一信号接收器与所述第二信号接收器之间的第三距离；

根据所述第一距离、第二距离、以及第三距离计算出无人机的具体位置。

优选的，所述获取第一信号接收器与无人机之间的第一距离包括步骤：

获取所述第一信号接收器接收到无人机信号的第一时间；

根据所述第一时间计算所述第一信号接收器与所述无人机的第一距离。

优选的，所述方法还包括：

获取所述无人机相对于所述第一信号接收器的第一方向信息。

优选的，所述获取第二信号接收器与无人机之间的第二距离包括：

获取所述第二信号接收器接收到无人机信号的第二时间；

根据所述第二时间计算所述第二信号接收器与所述无人机的第二距离。

优选的，所述方法还包括：

获取所述无人机相对于所述第二信号接收器的第二方向信息。

优选的，所述获取所述第一信号接收器与所述第二信号接收器之间的第三距离包括：

获取所述第一信号接收器的第一位置信息；

获取所述第二信号接收器的第二位置信息；

根据所述第一位置信息、以及所述第二位置信息计算出所述第一信号接收器与所述第二信号接收器之间的第三距离。

优选的，所述根据所述第一距离、第二距离、以及第三距离计算出无人机的具体位置包括：

以所述第一信号接收器、第二信号接收器、以及所述无人机确定为三角形的三个顶点；

对应的将所述第一距离、第二距离、以及第三距离为三角形的三条边；

根据三角形的几何关系计算出无人机位置范围。

优选的，所述根据三角形的几何关系计算出无人机位置范围包括：

根据所述第一方向信息、第二方向信息、第一距离、第二距离、以及第三距离来确定所述三角形的位置及确定无人机所在的方向；

根据三角形的几何关系计算出无人机所在的具体位置。

优选的，所述方法还包括：

获取所述第一信号接收器与地心之间的第四距离；

获取所述第二信号接收器与地心之间的第五距离；

获取所述无人机与地心之间的第六距离。

优选的，所述根据所述第一距离、第二距离、以及第三距离计算出无人机的具体位置包括：

根据所述第一距离、第二距离、第三距离、第四距离、第五距离以及第六距离计算出无人机的位置信息。

本发明带来的有益效果：本发明通过采用两个信号接收器，放置在不同的位置与无人机呈三角信号定位来确定无人机的具体位置；解决了无人机在工作过程中，出现故障如炸机、坠机等情况时，因为信号弱等原因不便寻找、且浪费时间、无人机容易丢失等问题。本发明能够避免无人机丢失造成经济损失、节约寻找无人机的时间。

附图说明

图1为本发明第一实施例中的流程图；

图2为本发明第一实施例中确定无人机位置的示意图；

图3为本发明第二实施例中的流程图；

图4为本发明第二实施例中确定无人机位置的示意图。

其中：21、地球；22、第六距离；23、第四距离；24、第一信号接收器；25、第一距离；26、第三距离；27、无人机；28、第二距离；29、第二信号接收器；30、第五距离；31、地心。

具体实施方式

下面描述本发明的优选实施方式，本领域普通技术人员将能够根据下文所述用本领域的相关技术加以实现，并能更加明白本发明的创新之处和带来的益处。

无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。无人机系统种类繁多、用途广特点鲜明，致使其在尺寸、质量、航程、航时、飞行高度、飞行速度，任务等多方面都有较大差异。例如，按飞行平台构型分类，无人机可分为固定翼无人机、旋翼无人机、无人飞艇、伞翼无人机、扑翼无人机等。按用途分类，无人机可分为军用无人机和民用无人机。按尺度分类，无人机可分为微型无人机、轻型无人机、小型无人机以及大型无人机。按活动半径分类，无人机可分为超近程无人机、近程无人机、短程无人机、中程无人机和远程无人机。按任务高度分类，无人机可以分为超低空无人机、低空无人机、中空无人机、高空无人机和超高空无人机。与载人飞机相比，它具有体积小、造价低、使用方便、对作战环境要求低、战场生存能力较强等优点。本发明实施例中涉及的无人机可以为前述中的其中一种或任意一种无人机，这里不作限定。

提供了一种无人机的寻找方法，所述方法适用于在GPS信号弱的地方，无人机27紧急降落或出现故障坠落后，控制端不能接收来自无人机27的GPS信号，确定不了无人机27的位置无法或者不容易找到无人机27的情况，在无人机27坠落后，用户可以在原地放置一信号接收器即为第一信号接收器24，同时用户手持另一信号接收器进行移动，即为第二信号接收器29。所述第一信号接收器24、第二信号接收器29时刻保持接收来自无人机27的信号信息，所述信号信息可以是无线电信息，即为无人机27的求助信号，无人机27在发送所述信号时带有发送的时间。当所述两个信号接收器同时接收信号，形成三角形信号接收模式，从而可以计算出无人机27的具体位置。

本发明第一实施例中，如图1-2所示，所述方法包括：

111、获取第一信号接收器24与无人机27之间的第一距离25；具体的，当无人机27消失后，用户为了能够找到无人机27，在原地固定所述第一信号接收器24，然后让所述第一信号接收器24始终保持接收的状态，只要所述第一信号接收器24接收到所述无人机27的信号，就可以知道所述信号从无人机27传送到第一信号接收器24的时间，因为所述无人机27发送所述信号时带有发送时间点，待所述第一信号接收器24接收所述信号时记录到达的时间节点，就可以计算出所述信号传输的时间，即为第一时间，所述第一信号接收器24把所述第一时间发送给终端，终端对所述第一时间进行记录。所述终端根据所述第一时间与所述信号的传送速度计算得出，所述第一信号接收器24到所述无人机27的距离，即为第一距离25，因为所述信号传输的速度相当于光传播的速度，而光的速度是已知的。

进一步的，获取所述无人机27相对于所述第一信号接收器24的第一方向信息；具体的，可以在所述第一信号接收器24上安装方向检测模块，用于检测接收到的无人机27信号的方向，比如定向天线等。

112、获取第二信号接收器29与无人机27之间的第二距离28；

首先，获取所述第二信号接收器29接收到无人机27信号的第二时间；具体的，当所述第一信号接收器24安装完毕，用户移动所述第二信号接收器29，且时刻保持接收无人机27信号的状态，当所述第二信号接收器29接收到无人机27回传带时间的信号时，记录所述信号从无人机27的位置传到所述第二信号接收器29时所花的时间记为第二时间，然后所述第二信号接收器29把所述第二时间传送到终端，所述终端记录所述第二时间。

其次，根据所述第二时间计算所述第二信号接收器29与所述无人机27的第二距离28；具体的，所述终端根据所述第二时间利用路程公式可以计算出所述第二距离28，因为，信号传输的速度相当于光速是已知的，所述第二时间也已经知道，所以算出所述第二距离28不难。

最后，获取所述无人机27相对于所述第二信号接收器29的第二方向信息；具体的，可以在所述第二信号接收器29上安装方向检测模块，用于检测接收到的无人机27信号的方向，比如定向天线等。

113、获取所述第一信号接收器24与所述第二信号接收器29之间的第三距离26；

首先，获取所述第一信号接收器24的第一位置信息；具体的，通过设置在所述第一信号接收器24上的GPS通讯模块，可对所述第一信号接收器24进行定位，并把所述第一信号接收器24的位置信息发送给终端。

其次，获取所述第二信号接收器29的第二位置信息；具体的，通过设置在所述第二信号接收器29上的GPS通讯模块，可对所述第二信号接收器29进行定位，并把所述第二信号接收器29的位置信息发送给终端。

最后，根据所述第一位置信息、以及所述第二位置信息计算出所述第一信号接收器24与所述第二信号接收器29之间的第三距离26。具体的，终端获取所述第一信号接收器24、以及第二信号接收器29的位置信息通过函数关系可以计算出所述第三距离26。

114、根据所述第一距离25、第二距离28、以及第三距离26计算出无人机27的位置范围；具体的，以所述第一信号接收器24、第二信号接收器29、以及所述无人机27确定为三角形的三个顶点；所述第一信号接收器24、第二信号接收器29、以及无人机27之间的信号传输形成了三角信号，而所述第一信号接收器24的位置信息、第二信号接收器29的位置信息都可以获得，根据三角信号定位法不难算出所述无人机27的位置。

对应的将所述第一距离25、第二距离28、以及第三距离26为三角形的三条边，根据三角形的几何关系以及三角形在三维空间以第三距离为轴旋转，得出无人机27位置范围在圆a上。

根据所述第一方向信息、第二方向信息来确定所述三角形的位置及确定无人机27所在的方向；具体的，以所述第一距离25、第二距离28、以及第三距离26作为三角形的三条边，再根据所述第一方向信息、以及第二方向信息确定所述三角形的三点的分布方向。最终根据三角形的几何关系计算出无人机27所在的具体位置。

在本发明又一实施例中，可将所述第二信号接收器29移动到不同的位置，获取不同点的第一距离25、第二距离28、第三距离26、第一方向信息、以及第二方向信息；具体的，以所述第一距离25、第二距离28、以及第三距离26作为三角形的三条边，再根据所述第一方向信息、以及第二方向信息确定所述三角形的三点的分布方向。根据三角形的几何关系计算出无人机27所在的具体位置。获取各点所求得的无人机27的位置信息做平均，在误差允许的范围内，最终确定所述无人机27的具体位置信息，所述误差范围在1-30米。

在本发明第二实施例中，提供了一种无人机的寻找方法，如图3-4所示：

所述方法包括步骤：

211、获取第一信号接收器24与无人机27之间的第一距离25；具体的，当无人机27消失后，用户为了能够找到无人机27，在原地固定所述第一信号接收器24，然后让所述第一信号接收器24始终保持接收的状态，只要所述第一信号接收器24接收到所述无人机27的信号，就可以知道所述信号从无人机27传送到第一信号接收器24的时间，因为所述无人机27发送所述信号时带有发送时间点，待所述第一信号接收器24接收所述信号时记录到达的时间节点，就可以计算出所述信号传输的时间，即为第一时间，所述第一信号接收器24把所述第一时间发送给终端，终端对所述第一时间进行记录。所述终端根据所述第一时间与所述信号的传送速度计算得出，所述第一信号接收器24到所述无人机27的距离，即为第一距离25，因为所述信号传输的速度相当于光传播的速度，而光的速度是已知的。

212、获取第二信号接收器29与无人机27之间的第二距离28；

首先，获取所述第二信号接收器29接收到无人机27信号的第二时间；具体的，当所述第一信号接收器24安装完毕，用户移动所述第二信号接收器29，且时刻保持接收无人机27信号的状态，当所述第二信号接收器29接收到无人机27回传带时间的信号时，记录所述信号从无人机27的位置传到所述第二信号接收器29时所花的时间记为第二时间，然后所述第二信号接收器29把所述第二时间传送到终端，所述终端记录所述第二时间。

其次，根据所述第二时间计算所述第二信号接收器29与所述无人机27的第二距离28；具体的，所述终端根据所述第二时间利用路程公式可以计算出所述第二距离28，因为，信号传输的速度相当于光速是已知的，所述第二时间也已经知道，所以算出所述第二距离28不难。

213、获取所述第一信号接收器24与所述第二信号接收器29之间的第三距离26；

首先，获取所述第一信号接收器24的第一位置信息；具体的，通过设置在所述第一信号接收器24上的GPS通讯模块，可对所述第一信号接收器24进行定位，并把所述第一信号接收器24的位置信息发送给终端。

其次，获取所述第二信号接收器29的第二位置信息；具体的，通过设置在所述第二信号接收器29上的GPS通讯模块，可对所述第二信号接收器29进行定位，并把所述第二信号接收器29的位置信息发送给终端。

最后，根据所述第一位置信息、以及所述第二位置信息计算出所述第一信号接收器24与所述第二信号接收器29之间的第三距离26。具体的，终端获取所述第一信号接收器24、以及第二信号接收器29的位置信息通过函数关系可以计算出所述第三距离26。

214、根据所述第一距离25、第二距离28、以及第三距离26计算出无人机27的位置范围；具体的，以所述第一信号接收器24、第二信号接收器29、以及所述无人机27确定为三角形的三个顶点；所述第一信号接收器24、第二信号接收器29、以及无人机27之间的信号传输形成了三角信号，而所述第一信号接收器24的位置信息、第二信号接收器29的位置信息都可以获得，根据三角信号定位法不难算出所述无人机27的位置范围。

对应的将所述第一距离25、第二距离28、以及第三距离26为三角形的三条边，根据三角形的几何关系以及三角形在三维以第三距离为轴旋转得到无人机27位置范围在圆a上。

215、所述方法包括步骤：获取所述第一信号接收器24与地心31之间的第四距离23；具体的，所述第一信号接收器24到地面的距离相对于第一信号接收器24到地心31的距离可以忽略不计，所以所述第一信号接收器24到地心31的距离等于地球21的半径，而地球21的半径是已知的，所以所述第四距离23为地球21半径。

216、获取所述第二信号接收器29与地心31之间的第五距离30；具体的，所述第二信号接收器29到地面的距离相对于第二信号接收器29到地心31的距离可以忽略不计，所以所述第二信号接收器29到地心31的距离等于地球21的半径，而地球21的半径是已知的，进而知道所述第二信号接收器29到地心31的第五距离30为地球21半径。

217、获取所述无人机27与地心31之间的第六距离22；具体的，所述无人机27降落或者坠落在地球21上，那么所述无人机27与地心31的距离相当于地球21的半径，所述无人机27到地心31的距离也为已知，所以无人机27到地心31的第六距离22为地球21半径。

218、根据所述第一距离25、第二距离28、第四距离23、第五距离30、以及第六距离22计算出无人机27的位置信息。

具体的，将第一距离25、第四距离23、以及第六距离22作为二维平面的三边来确定另一个三角形，所述三角形在三维平面以第四距离23为轴旋转就可以得到所述无人机27的位置在图中所述圆b上，此时，所述圆a与所述圆b有两个交点，还是不能确定所述无人机27的具体位置。最后再将第二距离28、第五距离30、以及第六距离22作为二维平面的三边来却定又一三角形，三角形在三维平面以第五距离30为轴旋转就可以得到所述无人机27的位置在图中的圆c上，此时，所述圆a、圆b、以及圆c相交在唯一一点上，进而确定所述无人机27的具体位置。

在本发明又一实施例中，将所述第二信号接收器29移动到不同的位置，获取多个点的第一距离25、第二距离28、第三距离26、第四距离23、第五距离30、以及第六距离22，然后重复图3中的步骤，根据各点求得的无人机27具体体位置进行求求平均，降低无人机27位置的误差，最终在误差允许的范围内确定所述无人机27的具体位置，所述误差范围为1-30米。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种无人机的寻找方法，其特征在于，所述方法包括：

获取第一信号接收器与无人机之间的第一距离；

获取第二信号接收器与无人机之间的第二距离；

获取所述第一信号接收器与所述第二信号接收器之间的第三距离；

根据所述第一距离、第二距离、以及第三距离计算出无人机的具体位置。

2.根据权利要求1所述的一种无人机的寻找方法，其特征在于，所述获取第一信号接收器与无人机之间的第一距离包括步骤：

获取所述第一信号接收器接收到无人机信号的第一时间；

根据所述第一时间计算所述第一信号接收器与所述无人机的第一距离。

3.根据权利要求2所述的一种无人机的寻找方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述无人机相对于所述第一信号接收器的第一方向信息。

4.根据权利要求3所述的一种无人机的寻找方法，其特征在于，所述获取第二信号接收器与无人机之间的第二距离包括：

获取所述第二信号接收器接收到无人机信号的第二时间；

根据所述第二时间计算所述第二信号接收器与所述无人机的第二距离。

5.根据权利要求4所述的一种无人机的寻找方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述无人机相对于所述第二信号接收器的第二方向信息。

6.根据权利要求1所述的一种无人机的寻找方法，其特征在于，所述获取所述第一信号接收器与所述第二信号接收器之间的第三距离包括：

获取所述第一信号接收器的第一位置信息；

获取所述第二信号接收器的第二位置信息；

根据所述第一位置信息、以及所述第二位置信息计算出所述第一信号接收器与所述第二信号接收器之间的第三距离。

7.根据权利要求5所述的一种无人机的寻找方法，其特征在于，所述根据所述第一距离、第二距离、以及第三距离计算出无人机的具体位置包括：

以所述第一信号接收器、第二信号接收器、以及所述无人机确定为三角形的三个顶点；

对应的将所述第一距离、第二距离、以及第三距离为三角形的三条边；

根据三角形的几何关系计算出无人机位置范围。

8.根据权利要求7所述的一种无人机的寻找方法，其特征在于，所述根据三角形的几何关系计算出无人机位置范围包括：

根据所述第一方向信息、第二方向信息、第一距离、第二距离、以及第三距离来确定所述三角形的位置及确定无人机所在的方向；

根据三角形的几何关系计算出无人机所在的具体位置。

9.根据权利要求1-8任一所述的一种无人机的寻找方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述第一信号接收器与地心之间的第四距离；

获取所述第二信号接收器与地心之间的第五距离；

获取所述无人机与地心之间的第六距离。

10.根据权利要求9所述的一种无人机的寻找方法，其特征在于，所述根据所述第一距离、第二距离、以及第三距离计算出无人机的具体位置包括：

根据所述第一距离、第二距离、第三距离、第四距离、第五距离以及第六距离计算出无人机的位置信息。