CN112909547A - 无人机定向天线的调整系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了无人机定向天线的调整系统和方法。该调整系统包括：平台、扫描天线、第一旋转电机、第一俯仰电机、收发天线、第二旋转电机、第二俯仰电机、控制模块；平台固定于无人机下方，平台下方固定有扫描天线、第一旋转电机、第一俯仰电机、收发天线、第二旋转电机、第二俯仰电机；控制模块用于接收控制指令，根据控制指令确定天线调整模式，当确定天线调整模式为天线扫描模式时，控制第一旋转电机和第一俯仰电机调整扫描天线的方向，并根据扫描天线采集的至少一个方向的通信信号的信号强度控制第二旋转电机和第二俯仰电机调整收发天线的方向。通过本发明能够使无人机的收发天线方向根据通信信号的信号强度实时调整，提高无线传输质量。

Description

无人机定向天线的调整系统和方法

技术领域

本发明涉及无人机领域，尤其涉及一种无人机定向天线的调整系统和方法。

背景技术

随着无人机技术的发展，无人机已大规模运用于物流、安保、娱乐等行业中。考虑到未来无人机送餐，送快递，实时视频直播的发展趋势，出于安全可靠性以及无人机与地面实时传输数据的要求，无人机需要搜索并连接最邻近的基站以获得最佳的链路质量。

用作通信信号传输的天线主要有两种：定向天线和全向天线。全向天线覆盖范围广，但是指向性不强，会造成干扰；定向天线覆盖范围较窄，指向性强，干扰较低。

如果仅用单一的定向天线，可以根据已知的基站分布信息进行指向性调整，但是这种方法无法适应网络结构的变化，若出现基站分布数据错误，全球定位系统(GlobalPositioning System，GPS)定位信号丢失等情况，则无法将定向天线指向最佳方向。

发明内容

本发明实施例提供了一种无人机定向天线的调整系统和方法，能够根据通信信号的信号强度实时调整收发天线方向，提升无线传输质量，而且不需要调整无人机的姿态，具有灵活性和精确性。

第一方面，本发明提供一种无人机定向天线的调整系统，该系统包括：平台、扫描天线、第一旋转电机、第一俯仰电机、收发天线、第二旋转电机、第二俯仰电机、控制模块；平台固定于无人机下方，其中，平台下方固定有相互连接的扫描天线、第一旋转电机和第一俯仰电机，以及相互连接的收发天线、第二旋转电机和第二俯仰电机；控制模块用于接收控制指令，根据控制指令确定天线调整模式，当确定天线调整模式为天线扫描模式时，控制第一旋转电机和第一俯仰电机调整扫描天线的方向，并根据扫描天线采集的至少一个方向的通信信号的信号强度控制第二旋转电机和第二俯仰电机调整收发天线的方向。

在第一方面的一些可实现方式中，控制模块具体用于：根据至少一个方向的通信信号的信号强度确定信号强度最大的方向；控制第二旋转电机和第二俯仰电机调整收发天线指向信号强度最大的方向。

在第一方面的一些可实现方式中，控制模块具体用于：根据信号强度最大的方向确定第一方向调整参数，其中，第一方向调整参数包括第一旋转电机的第一角度和第一俯仰电机的第一角度；根据第一旋转电机的第一角度和第一俯仰电机的第一角度控制第二旋转电机和第二俯仰电机，调整收发天线指向信号强度最大的方向。

在第一方面的一些可实现方式中，控制模块还用于：获取无人机的飞行速度和飞行高度；根据无人机的飞行速度和飞行高度调整扫描天线的扫描速度。

在第一方面的一些可实现方式中，控制模块还用于：当确定天线调整模式为基站地图模式时，控制第一旋转电机和第一俯仰电机调整扫描天线的方向；根据扫描天线采集的至少一个方向的通信信号的信号强度确定信号强度最大的方向；根据信号强度最大的方向确定第二方向调整参数，其中，第二方向调整参数包括第一旋转电机的第二角度和第一俯仰电机的第二角度。

在第一方面的一些可实现方式中，控制模块还用于：当确定天线调整模式为基站地图模式时，获取第一范围内至少一个基站的位置和高度，以及无人机的位置和高度；根据至少一个基站的位置和高度、无人机的位置和高度确定无人机与至少一个基站的距离；根据与无人机距离最小的基站之间的距离、无人机与距离最小的基站的方向确定第三方向调整参数，其中，第三方向调整参数包括第二旋转电机的第一角度和第二俯仰电机的第一角度；根据第二旋转电机的第一角度和第二俯仰电机的第一角度控制第二旋转电机和第二俯仰电机，调整收发天线指向与无人机距离最小的基站。

在第一方面的一些可实现方式中，控制模块还用于：确定第二方向调整参数与第三方向调整参数的差值；当差值大于预设阈值时，天线调整模式由基站地图模式切换至天线扫描模式。

第二方面，本发明提供一种无人机定向天线的调整方法，应用于上述技术方案中的无人机定向天线的调整系统，该方法包括：接收控制指令；根据控制指令确定天线调整模式；当确定天线调整模式为天线扫描模式时，调整扫描天线的方向；采集至少一个方向的通信信号；根据至少一个方向的通信信号的信号强度调整收发天线的方向。

在第二方面的一些可实现方式中，根据至少一个方向的通信信号的信号强度调整收发天线的方向，包括：根据至少一个方向的通信信号的信号强度确定信号强度最大的方向；调整收发天线指向信号强度最大的方向。

在第二方面的一些可实现方式中，调整收发天线指向信号强度最大的方向，包括：根据信号强度最大的方向确定第一方向调整参数，其中，第一方向调整参数包括第一旋转电机的第一角度和第一俯仰电机的第一角度；根据第一旋转电机的第一角度和第一俯仰电机的第一角度调整收发天线指向信号强度最大的方向。

在第二方面的一些可实现方式中，调整方法还包括：获取无人机的飞行速度和飞行高度；根据无人机的飞行速度和飞行高度调整扫描天线的扫描速度。

在第二方面的一些可实现方式中，当确定天线调整模式为基站地图模式时，调整方法包括：调整扫描天线的方向；采集至少一个方向的通信信号；根据至少一个方向的通信信号的信号强度确定信号强度最大的方向；根据信号强度最大的方向确定第二方向调整参数，其中，第二方向调整参数包括第一旋转电机的第二角度和第一俯仰电机的第二角度。

在第二方面的一些可实现方式中，当确定天线调整模式为基站地图模式时，调整方法还包括：获取第一范围内至少一个基站的位置和高度，以及无人机的位置和高度；根据至少一个基站的位置和高度、无人机的位置和高度确定无人机与至少一个基站的距离；根据与无人机距离最小的基站之间的距离、无人机与距离最小的基站的方向确定第三方向调整参数，其中，第三方向调整参数包括第二旋转电机的第一角度和第二俯仰电机的第一角度；根据第二旋转电机的第一角度和第二俯仰电机的第一角度调整收发天线指向与无人机距离最小的基站。

在第二方面的一些可实现方式中，调整方法还包括：确定第二方向调整参数与第三方向调整参数的差值；当差值大于预设阈值时，天线调整模式由基站地图模式切换至天线扫描模式。

本发明涉及无人机领域，尤其涉及无人机定向天线的调整系统和方法，通过扫描天线采集多个方向的通信信号，根据通信信号的信号强度实时调整收发天线方向，能够提高无线传输质量，而且不需要调整无人机的姿态，具有灵活性，精确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，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是本发明实施例提供的一种无人机定向天线的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种无人机定向天线的调整系统的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种无人机定向天线的调整方法的流程示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种无人机定向天线的调整方法的流程示意图；

图5是本发明实施例提供的一种无人机定向天线的调整装置的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的一种无人机定向天线的调整设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，并不被配置为限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

图1是本发明实施例提供的一种无人机定向天线的结构示意图，如图1所示，目前的无人机定向天线固定在无人机上，如图1中的定向天线1，只有依靠无人机调整姿态才可以改变天线指向，无法实时更改天线指向，灵活性差。

为了解决无人机通过已知基站位置来找寻最强的信号方向不够灵活，而且使用单一的定向天线，无法适应网络结构的变化的问题，本发明实施例提供了一种无人机定向天线的调整系统和方法。通过扫描天线和收发天线共同配合，利用通信信号的信号强度实时调整收发天线的方向，将收发天线指向信号强度最强的方向，获取良好的通信效果。其中，扫描天线和收发天线是定向天线，由驱动装置驱动，进而可以调整天线的方向。

下面对本发明实施例所提供的无人机定向天线的调整系统进行介绍。

图2是本发明实施例提供的一种无人机定向天线的调整系统的结构示意图。如图2所示，该无人机定向天线的调整系统100可以包括：平台110、扫描天线120、第一旋转电机130、第一俯仰电机140、收发天线150、第二旋转电机160、第二俯仰电机170、控制模块180。

平台110固定于无人机下方，其中，平台110下方固定有相互连接的扫描天线120、第一旋转电机130和第一俯仰电机140，以及相互连接的收发天线150、第二旋转电机160和第二俯仰电机170。优选地，控制模块180可以放置在电路盒中并固定在平台110。

控制模块180用于接收控制指令，根据控制指令确定天线调整模式，当确定天线调整模式为天线扫描模式时，控制第一旋转电机130和第一俯仰电机140调整扫描天线120的方向，并根据扫描天线120采集的至少一个方向的通信信号的信号强度控制第二旋转电机160和第二俯仰电机170调整收发天线的方向。其中，控制指令可以由用户发送。

具体地，控制模块180可以控制第一旋转电机130和第一俯仰电机140全方位地调整扫描天线120的方向，例如可以全方位调整扫描天线120一周，进行全方位扫描。

在调整扫描天线120方向进行扫描时，可以采集多个方向上的通信信号。进一步，可以采集来自各个方向的通信信号，例如在扫描天线120进行全方位扫描时，采集各个方向的通信信号，以确保任意方向的通信信号未被遗漏。

可以理解，控制模块180可以具体用于根据至少一个方向的通信信号的信号强度确定信号强度最大的方向。控制第二旋转电机160和第二俯仰电机170调整收发天线150指向信号强度最大的方向。

其中，信号强度的确定方法包括但不限于：接收的信号强度指示(ReceivedSignal Strength lndication，RSSI)、接收信号码功率(Received Signal Code Power，RSCP)、参考信号接收功率(Reference Signal Receiving Power，RSRP)、相关值等。

其中，控制模块180根据信号强度最大的方向确定第一方向调整参数，其中，第一方向调整参数包括第一旋转电机130的第一角度和第一俯仰电机140的第一角度。根据第一旋转电机130的第一角度和第一俯仰电机140的第一角度控制第二旋转电机160和第二俯仰电机170调整收发天线150指向信号强度最大的方向。

本发明实施例提供的无人机定向天线的调整系统，通过确定天线调整模式，利用扫描天线120采集多个方向的通信信号，根据信号强度实时调整收发天线150的方向，能够提高无线传输质量，而且不需要调整无人机的姿态，具有灵活性，精确性。

在一些实施例中，平台110可以通过固定杆190垂直连接于无人机底座的中心点，固定杆190可以分别与挂载平台和无人机底座固定。可选地通过连接件例如螺栓与挂载平台和无人机底座固定。

平台110下方的第一旋转电机130和第二旋转电机160可以通过各自的转动轴分别控制扫描天线120和收发天线150水平方向360度旋转，第一旋转电机130和第二旋转电机160可以通过各自的空心圆柱分别套在各自的转动轴上用于固定。而且第一旋转电机130和第二旋转电机160各自的空心圆柱下方都有两个垂直带孔的部件，第一俯仰电机140和第二俯仰电机170可以通过各自的转动轴穿过孔分别与扫描天线120和收发天线150用螺母固定。第一俯仰电机140和第二俯仰电机170可以通过各自的转动轴分别控制扫描天线120和收发天线150在垂直方向上0到90度旋转。

鉴于单一定向天线进行扫描接收移动通信信号时，扫描速度不具有灵活性，且扫描过程中无法保证通信链路的稳定，无法根据飞行速度进行自适应的调整。为此，控制模块180还可以用于获取无人机的飞行速度和飞行高度，根据无人机的飞行速度和飞行高度调整扫描天线120的扫描速度，进而获得较好的通信信号采集效果。

作为一个具体的示例，可以根据无人机飞行速度和飞行高度以及调速公式调整扫描天线120的扫描速度。调速公式可以为：

v_s1＝α*(1/logh_f)*v_f

v_s2＝β*(1/logh_f)*v_f

其中，v_s1，v_s2分别表示第一旋转电机130和第一俯仰电机140的转速，α和β为权重因子，v_f为无人机飞行速度，h_f为无人机飞行高度，当无人机飞行速度越快时，相应的扫描天线120的扫描速度增加，当飞行高度越高时，相应的扫描天线120的扫描速度相对更低。

天线调整模式可以包括天线扫描模式和基站地图模式，在一些实施例中，控制模块180还可以用于当确定天线调整模式为基站地图模式时，控制第一旋转电机130和第一俯仰电机140调整扫描天线120的方向。根据扫描天线120采集的至少一个方向的通信信号的信号强度确定信号强度最大的方向。根据信号强度最大的方向确定第二方向调整参数，其中，第二方向调整参数包括第一旋转电机130的第二角度和第一俯仰电机140的第二角度。

此外，控制模块180还可以用于获取第一范围内至少一个基站的位置和高度，以及无人机的位置和高度。其中，第一范围为指定范围，比如说无人机周围几公里的范围。具体地，获取无人机飞行时附近基站的经纬度信息和基站的高度信息，并且时刻获取无人机的经纬度信息和飞行高度。可选地，上述的信息数据可以为三维数组。

进而，根据至少一个基站的位置和高度、无人机的位置和高度确定无人机与至少一个基站的距离。根据与无人机距离最小的基站之间的距离、无人机与距离最小的基站的方向确定第三方向调整参数，其中，第三方向调整参数包括第二旋转电机160的第一角度和第二俯仰电机170的第一角度。并且根据第二旋转电机160的第一角度和第二俯仰电机170的第一角度控制第二旋转电机160和第二俯仰电机170，调整收发天线150指向与无人机距离最小的基站。

为了获得较好效果的通信质量，控制模块180还用于确定第二方向调整参数与第三方向调整参数的差值。当差值大于预设阈值时，天线调整模式由基站地图模式切换至天线扫描模式。

作为一个具体的示例，可以将第二方向调整参数与第三方向调整参数通过差值公式做差值。其中，差值公式可以为：

diff＝λ₁|a1-a1'|+λ₂|a2-a2'|

其中，diff为差值，a1和a2分别是第二旋转电机160的第一角度和第二俯仰电机170的第一角度；a1’和a2’分别是第一旋转电机130的第二角度和第一俯仰电机140的第二角度。当差值小于预设阈值时，继续采用基站地图模式，当大于预设阈值时，采用天线扫描模式。

需要注意的是，若采用基站地图模式时，信号强度无法支持无人机与地面的正常通信，则将天线调整模式由基站地图模式切换至天线扫描模式。

本发明实施例提供的无人机定向天线的调整系统，通过基站地图模式和天线扫描模式之间的自动切换，从而在其中选择最优模式，实时调整收发天线150方向，保障了收发天线150方向的精确性，能够提高无线传输质量，而且不需要调整无人机的姿态，具有灵活性，可靠性。

图3为本发明实施例提供的一种无人机定向天线的调整方法的流程示意图。该无人机定向天线的调整方法可应用于上述实施例中的无人机定向天线的调整系统。如图3所示，该无人机定向天线的调整方法可以包括S210至S250。

S210，接收控制指令。

具体地，控制指令可以由用户发送。

S220，根据控制指令确定天线调整模式。

其中，天线调整模式可以包括天线扫描模式和基站地图模式。

S230，当确定天线调整模式为天线扫描模式时，调整扫描天线的方向。

S240，采集至少一个方向的通信信号。

S250，根据至少一个方向的通信信号的信号强度调整收发天线的方向。

具体地，根据至少一个方向的通信信号的信号强度确定信号强度最大的方向，调整收发天线指向信号强度最大的方向。其中，可以根据信号强度最大的方向确定第一方向调整参数，其中，第一方向调整参数包括第一旋转电机的第一角度和第一俯仰电机的第一角度。进而，根据第一旋转电机的第一角度和第一俯仰电机的第一角度调整收发天线指向信号强度最大的方向。

本发明实施例提供的无人机定向天线的调整方法，通过扫描天线采集多个方向的通信信号，根据通信信号的信号强度实时调整收发天线方向，能够提高无线传输质量，而且不需要调整无人机的姿态，具有灵活性，精确性。

在一些实施例中，获取无人机的飞行速度和飞行高度，根据无人机的飞行速度和飞行高度调整扫描天线的扫描速度。

作为一个具体的示例，可以根据无人机飞行速度和飞行高度以及调速公式调整扫描天线的扫描速度。调速公式可以为：

v_s1＝α*(1/logh_f)*v_f

v_s2＝β*(1/logh_f)*v_f

其中，v_s1，v_s2分别表示第一旋转电机和第一俯仰电机的转速，α和β为权重因子，v_f为无人机飞行速度，h_f为无人机飞行高度，当无人机飞行速度越快时，相应的扫描天线的扫描速度增加，当飞行高度越高时，相应的扫描天线的扫描速度相对更低。

图4是本发明实施例提供的另一种无人机定向天线的调整方法的流程示意图。图4是图3的进一步延伸，不同之处在于基站地图模式与天线扫描模式之间的切换。

图4所示方法主要包括以下步骤：

S301，开始调整流程。

S302，接收控制指令。

S303，根据控制指令确定天线调整模式。当采用天线扫描模式时，执行S311，当采用基站地图模式时，分别执行S321，S331。

下面首先介绍采用天线扫描模式时的步骤。

S311，调整扫描天线的方向。

S312，采集至少一个方向的通信信号。

S313，根据至少一个方向的通信信号的信号强度确定信号强度最大的地方。

S314，根据信号强度最大的方向确定第一方向调整参数，第一方向调整参数包括第一旋转电机的第一角度和第一俯仰电机的第一角度。

S315，根据第一旋转电机的第一角度和第一俯仰电机的第一角度调整收发天线指向信号强度最大的方向。

S316，判断调整流程是否结束。若结束，则执行S317，若未结束，则返回执行S311。

S317，结束调整流程。

可以理解采用天线扫描模式时的步骤与图3所述的相应步骤类似，为了简洁，在此不做赘述。

其次介绍采用基站地图模式时的步骤。

S321，获取第一范围内至少一个基站的位置和高度，以及无人机的位置和高度。

具体地，获取无人机飞行时附近基站的经纬度信息和基站的高度信息，并且时刻获取无人机的经纬度信息和飞行高度。

S322，根据至少一个基站的位置和高度、无人机的位置和高度确定无人机与至少一个基站的距离。

S323，根据与无人机距离最小的基站之间的距离、无人机与距离最小的基站的方向确定第三方向调整参数，其中，第三方向调整参数包括第二旋转电机的第一角度和第二俯仰电机的第一角度。

S324，根据第二旋转电机的第一角度和第二俯仰电机的第一角度调整收发天线指向与无人机距离最小的基站。

S325，确定第二方向调整参数与第三方向调整参数的差值。然后执行S326。

其中，第二方向调整参数来自S331-S334采用基站地图模式时扫描天线采集的多个方向的通信信号。S331-S334如下所示：

S331，调整扫描天线的方向。

S332，采集至少一个方向的通信信号。

S333，根据至少一个方向的通信信号的信号强度确定信号强度最大的地方。

S334，根据信号强度最大的方向得到第二方向调整参数，第二方向调整参数包括第一旋转电机的第二角度和第一俯仰电机的第二角度。然后执行S325。

可以理解，S331-S334与S311-S314类似，为了简洁，在此不做赘述。

S326，判断差值是否大于预设阈值。若大于，则执行S327，若未大于，则执行S328。

S327，天线调整模式由基站地图模式切换至天线扫描模式。

S328，判断调整流程是否结束。若结束，则执行S317，若未结束，则返回分别执行S321，S331。

本发明实施例提供的无人机定向天线的调整方法，通过基站地图模式和天线扫描模式之间的自动切换，从而在其中选择最优模式，实时调整收发天线方向，保障了收发天线方向的精确性，能够提高无线传输质量，而且不需要调整无人机的姿态，具有灵活性，可靠性。

作为一个具体的示例，当采用基站地图模式时，控制扫描天线进行全方位扫描，采集各个方向的通信信号，得出各个方向的信号强度S，选择S最大的方向，根据信号强度最大的方向得出第一旋转电机的第二角度a1’和第一俯仰电机的第二角度a2’。假设无人机飞行时附近存在N个基站，则载入基站经纬度，高度信息数据为(lng1，lat1，h1)、(lng2，lat2，h2)……(lngN，latN，hN)，其中，lng、lat、h分别表示基站经度、基站纬度、基站高度。在无人机飞行过程中，不断采集当前无人机的经纬度信息和飞行高度(lng，lat，h)。根据无人机实时的经纬度，飞行高度信息(lng，lat，h)与各个基站的经纬度，高度信息计算出距离L1、L2……LN，选择距离最小的基站(lngi，lati，hi)，最小距离为L。根据第二旋转电机的第一角度和第二俯仰电机的第一角度调整收发天线指向与无人机距离最小的基站，其中，第二旋转电机的第一角度a1由(lng，lat)和(lngi，lati)计算得出，第二俯仰电机的第一角度a2由L，hi和h得出。根据第二旋转电机的第一角度a1和第二俯仰电机的第一角度a2调整收发天线指向与无人机距离最小的基站。进一步，将a1’、a2’、a1、a2通过预设差值公式做差值。

其中，预设差值公式为：

diff＝λ₁|a1-a1'|+λ₂|a2-a2'|

其中，diff为差值。当差值小于预设阈值时，继续采用基站地图模式，当大于预设阈值时，采用天线扫描模式。

图5是本发明实施例提供的一种无人机定向天线的调整装置的结构示意图，如图5所示，该无人机定向天线的调整装置400包括：指令接收模块410、模式确定模块420、扫描天线调整模块430、信号采集模块440、收发天线调整模块450。

其中，指令接收模块410，接收控制指令。模式确定模块420，用于根据控制指令确定天线调整模式。扫描天线调整模块430，用于当确定天线调整模式为天线扫描模式时，调整扫描天线的方向。信号采集模块440，用于采集至少一个方向的通信信号。收发天线调整模块450，用于根据至少一个方向的通信信号的信号强度调整收发天线方向。

在一些实施例中，收发天线调整模块450可以包括：信号强度确定单元451、方向调整单元452。

其中，信号强度确定单元451，用于根据至少一个方向的通信信号的信号强度确定信号强度最大的方向。方向调整单元452，用于调整收发天线指向信号强度最大的方向。

在一些实施例中，方向调整单元452还可以用于根据信号强度最大的方向得到第一方向调整参数，其中，第一方向调整参数包括第一旋转电机的第一角度和第一俯仰电机的第一角度。根据第一旋转电机的第一角度和第一俯仰电机的第一角度调整收发天线指向信号强度最大的方向。

在一些实施例中，该无人机定向天线的调整装置400还可以包括：速度调整模块460，用于获取无人机的飞行速度和飞行高度。根据无人机的飞行速度和飞行高度调整扫描天线的扫描速度。

在一些实施例中，扫描天线调整模块430，还用于当确定天线调整模式为天线扫描模式时，调整扫描天线的方向。信号采集模块440，还用于采集至少一个方向的通信信号。

该无人机定向天线的调整装置400还可以包括：信号强度确定模块401，第二方向调整参数获取模块402。

其中，信号强度确定模块401，用于根据至少一个方向的通信信号的信号强度确定信号强度最大的方向。第二方向调整参数获取模块402，用于根据信号强度最大的方向确定第二方向调整参数，其中，第二方向调整参数包括第一旋转电机的第二角度和第一俯仰电机的第二角度。

在一些实施例中，该无人机定向天线的调整装置400还可以包括：获取模块403，距离确定模块404、第三方向调整参数获取模块405。

其中，获取模块403，用于当确定天线调整模式为基站地图模式时，获取第一范围内至少一个基站的位置和高度，以及无人机的位置和高度。距离确定模块404，用于根据至少一个基站的位置和高度、无人机的位置和高度确定无人机与至少一个基站的距离。第三方向调整参数获取模块405，用于根据与无人机距离最小的基站之间的距离、无人机与距离最小的基站的方向确定第三方向调整参数，其中，第三方向调整参数包括第二旋转电机的第一角度和第二俯仰电机的第一角度。

收发天线调整模块450还可以用于根据第二旋转电机的第一角度和第二俯仰电机的第一角度调整收发天线指向与无人机距离最小的基站。

在一些实施例中，该无人机定向天线的调整装置400还可以包括：差值获取模块406，模式切换模块407。

其中，差值获取模块406，用于确定第二方向调整参数与第三方向调整参数的差值。模式切换模块407，用于当差值大于预设阈值时，天线调整模式由基站地图模式切换至天线扫描模式。

上述无人机定向天线的调整装置，通过扫描天线采集多个方向的通信信号，根据通信信号的信号强度实时调整收发天线方向，能够提高无线传输质量，而且不需要调整无人机的姿态，具有灵活性，精确性。

可以理解的是，本发明实施例的无人机定向天线的调整装置400，可以对应于本发明实施例图3中的无人机定向天线的调整方法的执行主体，无人机定向天线的调整装置400的各个模块/单元的操作和/或功能的具体细节可以参见上述本发明实施例图3的无人机定向天线的调整方法中的相应部分的描述，为了简洁，在此不再赘述。

图6是本发明实施例提供的一种无人机定向天线的调整设备的硬件结构示意图。

如图6所示，本实施例中的无人机定向天线的调整设备500包括输入设备501、输入接口502、中央处理器503、存储器504、输出接口505、以及输出设备506。其中，输入接口502、中央处理器503、存储器504、以及输出接口505通过总线510相互连接，输入设备501和输出设备506分别通过输入接口502和输出接口505与总线510连接，进而与无人机定向天线的调整设备500的其他组件连接。

具体地，输入设备501接收来自外部的输入信息，并通过输入接口502将输入信息传送到中央处理器503；中央处理器503基于存储器504中存储的计算机可执行指令对输入信息进行处理以生成输出信息，将输出信息临时或者永久地存储在存储器504中，然后通过输出接口505将输出信息传送到输出设备506；输出设备506将输出信息输出到无人机定向天线的调整设备500的外部供用户使用。

也就是说，图6所示的无人机定向天线的调整设备包括：存储有计算机可执行指令的存储器；以及处理器，该处理器在执行计算机可执行指令时可以实现上述任一实施例的无人机定向天线的调整方法。

在一个实施例中，图6所示的无人机定向天线的调整设备500包括：存储器504，用于存储程序；处理器503，用于运行存储器中存储的程序，以执行本发明实施例无人机定向天线的调整方法。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令；该计算机程序指令被处理器执行时实现本发明实施例提供的无人机定向天线的调整方法。

需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，做出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。

以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(Radio Frequency，RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。

还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块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。应理解，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种无人机定向天线调整系统，其特征在于，包括：平台、扫描天线、第一旋转电机、第一俯仰电机、收发天线、第二旋转电机、第二俯仰电机、控制模块；

所述平台固定于无人机下方，其中，所述平台下方固定有相互连接的所述扫描天线、所述第一旋转电机和所述第一俯仰电机，以及相互连接的所述收发天线、所述第二旋转电机和所述第二俯仰电机；

所述控制模块用于接收控制指令，根据所述控制指令确定天线调整模式，当确定所述天线调整模式为天线扫描模式时，控制所述第一旋转电机和所述第一俯仰电机调整所述扫描天线的方向，并根据所述扫描天线采集的至少一个方向的通信信号的信号强度控制所述第二旋转电机和所述第二俯仰电机调整收发天线的方向。

2.根据权利要求1所述的调整系统，其特征在于，所述控制模块具体用于：

根据至少一个方向的通信信号的信号强度确定信号强度最大的方向；

控制所述第二旋转电机和所述第二俯仰电机调整所述收发天线指向所述信号强度最大的方向。

3.根据权利要求2所述的调整系统，其特征在于，所述控制模块具体用于：

根据所述信号强度最大的方向确定第一方向调整参数，其中，所述第一方向调整参数包括所述第一旋转电机的第一角度和所述第一俯仰电机的第一角度；

根据所述第一旋转电机的第一角度和所述第一俯仰电机的第一角度控制所述第二旋转电机和所述第二俯仰电机，调整所述收发天线指向所述信号强度最大的方向。

4.根据权利要求1所述的调整系统，其特征在于，所述控制模块还用于：

获取所述无人机的飞行速度和飞行高度；

根据所述无人机的飞行速度和飞行高度调整所述扫描天线的扫描速度。

5.根据权利要求1所述的调整系统，其特征在于，所述控制模块还用于：

当确定所述天线调整模式为基站地图模式时，控制所述第一旋转电机和所述第一俯仰电机调整所述扫描天线的方向；

根据所述扫描天线采集的至少一个方向的通信信号的信号强度确定信号强度最大的方向；

根据所述信号强度最大的方向确定第二方向调整参数，其中，所述第二方向调整参数包括所述第一旋转电机的第二角度和所述第一俯仰电机的第二角度。

6.根据权利要求5所述的调整系统，其特征在于，所述控制模块还用于：

当确定所述天线调整模式为基站地图模式时，获取第一范围内至少一个基站的位置和高度，以及所述无人机的位置和高度；

根据至少一个基站的位置和高度、所述无人机的位置和高度确定所述无人机与至少一个基站的距离；

根据与所述无人机距离最小的基站之间的距离、所述无人机与距离最小的基站的方向确定第三方向调整参数，其中，所述第三方向调整参数包括所述第二旋转电机的第一角度和所述第二俯仰电机的第一角度；

根据所述第二旋转电机的第一角度和所述第二俯仰电机的第一角度控制所述第二旋转电机和所述第二俯仰电机，调整所述收发天线指向与所述无人机距离最小的基站。

7.根据权利要求6所述的调整系统，其特征在于，所述控制模块还用于：

确定所述第二方向调整参数与所述第三方向调整参数的差值；

当所述差值大于预设阈值时，所述天线调整模式由基站地图模式切换至天线扫描模式。

8.一种无人机定向天线的调整方法，其特征在于，应用于权利要求1-7中任意一项所述的无人机定向天线调整系统，包括：

接收控制指令；

根据所述控制指令确定天线调整模式；

当确定所述天线调整模式为天线扫描模式时，调整扫描天线的方向；

采集至少一个方向的通信信号；

根据至少一个方向的通信信号的信号强度调整收发天线的方向。

9.根据权利要求8所述的调整方法，其特征在于，所述根据至少一个方向的通信信号的信号强度调整收发天线的方向，包括：

根据至少一个方向的通信信号的信号强度确定信号强度最大的方向；

调整所述收发天线指向所述信号强度最大的方向。

10.根据权利要求9所述的调整方法，其特征在于，所述调整所述收发天线指向所述信号强度最大的方向，包括：

根据所述信号强度最大的方向确定第一方向调整参数，其中，所述第一方向调整参数包括第一旋转电机的第一角度和第一俯仰电机的第一角度；

根据所述第一旋转电机的第一角度和所述第一俯仰电机的第一角度调整所述收发天线指向所述信号强度最大的方向。

11.根据权利要求8所述的调整方法，其特征在于，所述调整方法还包括：

获取无人机的飞行速度和飞行高度；

根据所述无人机的飞行速度和飞行高度调整所述扫描天线的扫描速度。

12.根据权利要求8所述的调整方法，其特征在于，当确定所述天线调整模式为基站地图模式时，所述调整方法包括：

调整所述扫描天线的方向；

采集至少一个方向的通信信号；

根据至少一个方向的通信信号的信号强度确定信号强度最大的方向；

根据所述信号强度最大的方向确定第二方向调整参数，其中，所述第二方向调整参数包括第一旋转电机的第二角度和第一俯仰电机的第二角度。

13.根据权利要求12所述的调整方法，其特征在于，当确定所述天线调整模式为基站地图模式时，所述调整方法还包括：

获取第一范围内至少一个基站的位置和高度，以及无人机的位置和高度；

根据至少一个基站的位置和高度、所述无人机的位置和高度确定所述无人机与至少一个基站的距离；

根据与所述无人机距离最小的基站之间的距离、所述无人机与距离最小的基站的方向确定第三方向调整参数，其中，所述第三方向调整参数包括第二旋转电机的第一角度和第二俯仰电机的第一角度；

根据所述第二旋转电机的第一角度和所述第二俯仰电机的第一角度调整所述收发天线指向与所述无人机距离最小的基站。

14.根据权利要求13所述的调整方法，其特征在于，所述调整方法还包括：

确定所述第二方向调整参数与所述第三方向调整参数的差值；

当所述差值大于预设阈值时，所述天线调整模式由基站地图模式切换至天线扫描模式。

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