CN110007687B - 一种无人机搜寻系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无人机搜寻系统，通过在无人机上安装该搜寻系统，使搜寻系统自行与其他无人机的搜寻系统进行组网并进行通讯，根据无人机上携带的搜寻系统的不同工作模式进行不同信息的通讯，满足主动搜寻和被动搜寻的目的，帮助搜寻人员迅速定位丢失无人机的位置并找回。由于搜寻系统的搜寻范围覆盖广且不易受障碍物遮挡，因而可大幅增加丢失无人机被找回的概率，且价格低廉，易于广泛使用。

Description

一种无人机搜寻系统
技术领域
本发明涉及无人机自动控制领域，特别是涉及一种无人机搜寻系统。
背景技术
民用无人机在航拍、测绘、物资投放、地质勘探、气象观测等领域具有诸多应用。由于内部(无人机系统可靠性)和外部因素(天气、环境)影响，无人机丢失事故常有发生。由于无人机丢失事故发生时的地点通常是未知的，单纯靠人力寻找丢失的无人机非常困难且发现概率低。现有的丢失无人机找回装置通常是安装在无人机上的声、光设备，地面搜寻人员在进入到距离丢失无人机一定范围内时，通过听到的特定声音或光亮间接发现丢失的无人机。中、大型无人机通常会安装卫星通讯设备，当发生丢失事故后，地面搜寻人员可以通过卫通发送的无人机定位信息找到丢失的无人机。
但是，现有民用丢失无人机找回方法依赖无人机上安装的声、光装置，由于无人机载重和供电能力限制，所搭载声、光装置的信号传输距离非常有限(通常为十几米)，且易受到树木、灌木丛等障碍物的遮挡，在大面积搜索时对搜寻人员发现丢失无人机帮助有限。虽然中、大型无人机在丢失事故发生后可通过卫通设备向地面站发送无人机定位信息，帮助地面人员找到丢失的无人机，但卫通设备重量、体积较大且价格昂贵，不适于在普通民用无人机上大范围安装。
发明内容
本发明提供一种无人机搜寻系统，用以解决现有技术中民用无人机丢失后不易找回，大型无人机的搜寻装置不适用在民用无人机上安装的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种无人机搜寻系统，安装于无人机，包括：定位模块，用于确定当前无人机的定位信息；自组网无线通讯模块，用于与预设范围内其他无人机上携带的搜寻系统进行组网并通讯；单片机，用于确定所述搜寻系统当前的工作模式，并根据其他无人机的搜寻系统的工作模式，控制所述自组网无线通讯模块与所述其他无人机的搜寻系统之间的通讯。
进一步，所述搜寻系统的工作模式包括被动搜寻模式和主动搜寻模式。
进一步，所述单片机在根据其他无人机的搜寻系统的工作模式，控制所述自组网无线通讯模块与所述其他无人机的搜寻系统之间的通讯之前，还用于执行以下步骤：通过所述自组网通讯模块获取其他无人机的搜寻系统当前的工作模式。
进一步，所述单片机在根据其他无人机的搜寻系统的工作模式，控制所述自组网无线通讯模块与所述其他无人机的搜寻系统之间的通讯时，具体执行以下步骤：检测其他无人机的搜寻系统的工作模式与自身当前的工作模式是否相同；在其他无人机的搜寻系统的工作模式与自身当前的工作模式不相同的情况下，根据其他无人机的搜寻系统的工作模式，控制所述自组网无线通讯模块与所述其他无人机的搜寻系统的通讯。
进一步，在其他无人机的搜寻系统的工作模式与自身当前的工作模式不相同的情况下，所述单片机具体用于：在自身当前的工作模式为被动搜寻模式的情况下，所述单片机获取所述定位模块确定的当前无人机的定位信息，并通过所述自组网无线通讯模块将所述当前无人机的定位信息按照预设周期发送至其他无人机的搜寻系统；在自身当前的工作模式为主动搜寻模式的情况下，所述单片机获取所述自组网无线通讯模块接收到的其他无人机的定位信息，并通过飞控接口将所述其他无人机的定位信息发送至无人机飞控，由所述无人机飞控将所述其他无人机的定位信息发送至无人机地面站。
进一步，还包括：开关电路模块，用于根据用户的设置调整输出电压；电源模块，用于为所述定位模块、所述单片机、所述开关电路模块和所述自组网无线通讯模块供电。
进一步，所述开关电路模块的输出电压为0V或5V。
进一步，所述单片机在确定所述搜寻系统当前的工作模式时，具体执行以下步骤：在所述开关电路模块的输出电压为0V的情况下，确定所述搜寻系统当前工作模式为被动搜寻模式；在所述开关电路模块的输出电压为5V的情况下，确定所述搜寻系统当前工作模式为主动搜寻模式。
本发明通过在无人机上安装搜寻系统，可根据搜寻系统自行与其他无人机的搜寻系统进行组网并进行通讯，根据无人机上携带的搜寻系统的不同工作模式进行不同信息的通讯，满足主动搜寻和被动搜寻的目的，帮助搜寻人员迅速定位丢失无人机的位置并找回。由于搜寻系统的搜寻范围覆盖广且不易受障碍物遮挡，因而可大幅增加丢失无人机被找回的概率，且价格低廉，易于广泛使用。
附图说明
图1是本发明实施例中无人机搜寻系统的结构示意图；
图2是本发明实施例中另一种无人机搜寻系统的结构示意图。
具体实施方式
为了解决现有技术民用无人机丢失后不易找回，大型无人机的搜寻装置不适用在民用无人机上安装的问题，本发明提供了一种无人机搜寻系统，以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。
本发明的实施例具体提出了一种无人机搜寻系统，主要安装于民用无人机上，用于进行无人机丢失后的搜寻找回工作，其结构示意图如图1所示，主要包括：定位模块10，用于确定当前无人机的定位信息；自组网无线通讯模块20，用于与预设范围内其他无人机上携带的搜寻系统进行组网并通讯；单片机30，与定位模块10和自组网无线通讯模块20分别连接，用于确定搜寻系统当前的工作模式，并根据其他无人机的搜寻系统的工作模式，控制自组网无线通讯模块与其他无人机的搜寻系统之间的通讯。
具体地，定位模块10可以为GPS(全球定位系统，Global Positioning System)模块或北斗定位模块，在初始化后进行搜星和定位，确定当前无人机所在的定位信息。自组网无线通讯模块20可以为采用zigbee(低功耗局域网协议)或DSRC(短程通讯协议，DedicatedShort Range Communications)的自组网通讯模块，在初始化后周期性地搜索在预设范围内的其他无人机上携带的自组网无线通讯模块，若搜索到其他自组网无线通讯模块，则记录其网络ID并与该自组网无线通讯模块之间建立通信连接完成组网。应当了解的是，预设范围为自组网无线通讯模块20的最大探测范围，根据实际使用情况和硬件情况的不同，为几公里至十几公里不等，本实施例在此不进行限制。
单片机30在初始化后，首先确定自身当前的工作模式，以根据自身当前的工作模式进行后续搜寻处理的步骤。其中，搜寻系统的工作模式包括被动搜寻模式和主动搜寻模式，通常情况下默认为被动搜寻模式，即当前无人机在丢失的情况下，可以被其他携带有搜寻系统的无人机发现和找回的模式，主动搜寻模式通常在该无人机用作搜寻其他丢失无人机时开启，以接收丢失无人机的定位信息。
进一步地，单片机30通过开关电路模块40来确定搜寻系统当前的工作模式，此时搜寻系统的结构示意图如图2所示，电源模块50包括锂电池和直流电压转换模块，与定位模块10、自组网无线通讯模块20、单片机模块30和开关电路模块40连接，为上述模块进行供电；开关电路模块40与单片机30连接，供电后根据用户的设置进行电压输出，其输出电压可以为高电压(5V)和低电压(0V)。当开关电路模块40的输出为5v时，单片机30认为输入的数据为“1”，此时确定当前搜寻系统的工作模式为主动搜寻模式；若开关电路模块40的输出为0V时，单片机30认为读入的数据为“0”，此时确定当前搜寻系统的工作模式为被动搜寻模式。
在进行无人机的搜寻或被搜寻处理时，若存在其他无人机驶入自身自组网无线通讯模块20的最大探测范围，自组网无线通讯模块20会与该无人机的自组网无线通讯模块进行组网通信，此时自身的单片机30首先通过自组网无线通讯模块20获取其他无人机的搜寻系统当前的工作模式，并检测其他无人机的搜寻系统的工作模式与自身当前的工作模式是否相同，若相同，则保持两个无人机之间的组网连接状态但不进行通讯，防止在自身无人机丢失而对方无人机没有搜寻任务时，不断向其发送定位信息影响其正常运行；若二者工作模式不相同，则说明当前两个无人机的状态为自身无人机丢失、对方无人机来搜寻，或者对方无人机丢失、自身无人机进行搜寻的状态，此时单片机30根据其他无人机的搜寻系统的工作模式，控制自组网无线通讯模块20与其他无人机的搜寻系统的通讯，来完成搜寻或被搜寻的工作。
具体地，在自身当前的工作模式为被动搜寻模式的情况下，对应的其他无人机则为主动搜寻模式，这时，处于被动搜寻模式的无人机的单片机30首先获取定位模块10确定的当前无人机的定位信息，然后通过自组网无线通讯模块20将当前无人机的定位信息按照预设周期发送至处于主动搜寻模式的无人机的自组网无线通讯模块，使其获取自身位置，并通知无人机地面站至该位置以巡回丢失的无人机，其中预设周期可以根据实际情况设定，如每5分钟发送一次，或每1分钟发送一次等，本实施例不做具体限制；在自身当前的工作模式为主动搜寻模式的情况下，对应的其他无人机则为被动搜寻模式，这时，处于被动搜寻模式的无人机会按照预设周期不断地向处于主动搜寻模式的无人机发送它的定位信息，处于主动搜寻模式的无人机的单片机30通过自组网无线通讯模块20接收到被动搜寻模式的无人机的定位信息时，通过飞控接口60将被动搜寻模式的无人机的定位信息发送至无人机飞控，然后由无人机飞控将被动搜寻模式的无人机的定位信息发送至无人机地面站，地面站工作人员收到被动搜寻模式的无人机的定位信息后，根据该定位信息实现丢失无人机的定位和找回工作。
本实施例所提供的无人机搜寻系统集成了自组网的短程无线通信模块与多模式定位模块，当无人机失控丢失后，地面人员在另一架无人机上搭载同样的搜寻系统即可实施搜寻，当搜寻无人机进入距离丢失无人机数公里范围(即预设范围)内时，丢失无人机上的搜寻系统会自动与搜寻无人机上的搜寻系统建立通讯并发送自身定位信息，搜寻无人机上的搜寻系统将接收到的定位信息通过无人机控制链路发送到无人机地面站，帮助搜寻人员迅速定位丢失无人机的位置并找回。由于搜寻装置的无线搜索信号范围覆盖广(数公里至十几公里)且不易受障碍物遮挡，因而可大幅增加丢失无人机被找回的概率，且价格低廉，易于广泛使用。
尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。

Claims (4)

1.一种无人机搜寻系统，安装于无人机，其特征在于，包括：
定位模块，用于确定当前无人机的定位信息；
自组网无线通讯模块，用于与预设范围内其他无人机上携带的搜寻系统进行组网并通讯；
单片机，用于确定所述搜寻系统当前的工作模式，并根据其他无人机的搜寻系统的工作模式，控制所述自组网无线通讯模块与所述其他无人机的搜寻系统之间的通讯；
所述搜寻系统的工作模式包括被动搜寻模式和主动搜寻模式；
所述单片机在根据其他无人机的搜寻系统的工作模式，控制所述自组网无线通讯模块与所述其他无人机的搜寻系统之间的通讯之前，还用于执行以下步骤：
通过所述自组网无线通讯模块获取其他无人机的搜寻系统当前的工作模式；
所述单片机在根据其他无人机的搜寻系统的工作模式，控制所述自组网无线通讯模块与所述其他无人机的搜寻系统之间的通讯时，具体执行以下步骤：
检测其他无人机的搜寻系统的工作模式与自身当前的工作模式是否相同；
在其他无人机的搜寻系统的工作模式与自身当前的工作模式不相同的情况下，根据其他无人机的搜寻系统的工作模式，控制所述自组网无线通讯模块与所述其他无人机的搜寻系统的通讯；
在其他无人机的搜寻系统的工作模式与自身当前的工作模式不相同的情况下，所述单片机具体用于：
在自身当前的工作模式为被动搜寻模式的情况下，所述单片机获取所述定位模块确定的当前无人机的定位信息，并通过所述自组网无线通讯模块将所述当前无人机的定位信息按照预设周期发送至其他无人机的搜寻系统；
在自身当前的工作模式为主动搜寻模式的情况下，所述单片机获取所述自组网无线通讯模块接收到的其他无人机的定位信息，并通过飞控接口将所述其他无人机的定位信息发送至无人机飞控，由所述无人机飞控将所述其他无人机的定位信息发送至无人机地面站。
2.如权利要求1所述的无人机搜寻系统，其特征在于，还包括：
开关电路模块，用于根据用户的设置调整输出电压；
电源模块，用于为所述定位模块、所述单片机、所述开关电路模块和所述自组网无线通讯模块供电。
3.如权利要求2所述的无人机搜寻系统，其特征在于，所述开关电路模块的输出电压为0V或5V。
4.如权利要求3所述的无人机搜寻系统，其特征在于，所述单片机在确定所述搜寻系统当前的工作模式时，具体执行以下步骤：
在所述开关电路模块的输出电压为0V的情况下，确定所述搜寻系统当前工作模式为被动搜寻模式；
在所述开关电路模块的输出电压为5V的情况下，确定所述搜寻系统当前工作模式为主动搜寻模式。
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