CN113938178A - 一种基于无人机的语音电台通信实现方法和系统 - Google Patents

一种基于无人机的语音电台通信实现方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种基于无人机的语音电台通信实现方法和系统。所述语音电台通信实现方法包括：地面站无人机操作人员通过通讯装置向无人机发送语音信息；所述无人机在接受到地面站无人机操作人员发送的语音信息之后，对无人机与航空电台之间的通信信道进行选择，获取最优通信信道；所述无人机通过所述最优通信信道将所述语音信息发送至所述航空电台；所述航空电台在进行语音信息回复时，判定是否按照原最优信道进行语音信息回传，并将需要回传的语音信息通过无线通讯方式发送至无人机；所述无人机在接收到所述航空电台回传的语音信息之后，将所述航空电台回传的语音信息发送给地面站无人机操作人员。所述系统包括与所述方法步骤对应的模块。

Description

一种基于无人机的语音电台通信实现方法和系统
技术领域
本发明提出了一种基于无人机的语音电台通信实现方法和系统，属于无人机通信技术领域。
背景技术
无人机是无人驾驶飞机的简称，利用无线电遥控设备和自备的程序控制装胃的不载人飞机，包括无人直升机、固定翼机、多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机。无人机地空数据链是无人机非常重要的组成部分，是无人机对外联系的神经网络，维系着空中的无人机与地面控制站的信息交换。但是目前还没有成熟的技术手段能够让无人机操作人员与监管人员之间通过现有的民航陆空通信手段进行直接的语音通信。通过增加新通信设备的方式增加了系统改造的成本，也增加的管制人员的负担。
发明内容
本发明提供了一种基于无人机的语音电台通信实现方法，用以解决现有无人机通讯过程中，地面站无法与航空台通讯之间进行有效通讯，通讯效率低的问题：
一种基于无人机的语音电台通信实现方法，所述语音电台通信实现方法包括：
地面站无人机操作人员通过通讯装置向无人机发送语音信息；
所述无人机在接受到地面站无人机操作人员发送的语音信息之后，对无人机与航空电台之间的通信信道进行选择，获取最优通信信道；
所述无人机通过所述最优通信信道将所述语音信息发送至所述航空电台；
所述航空电台在进行语音信息回复时，判定是否按照原最优信道进行语音信息回传，并将需要回传的语音信息通过无线通讯方式发送至无人机；
所述无人机在接收到所述航空电台回传的语音信息之后，将所述航空电台回传的语音信息发送给地面站无人机操作人员。
进一步地，所述无人机在接受到地面站无人机操作人员发送的语音信息之后，对无人机与航空电台之间的通信信道进行选择，获取最优通信信道，包括：
通过比选器筛选出当前信号最优的三个通信信道；
分别检测所述三个通信信道的使用情况，选择通信信道的信道容量占用量最小的一个通信信道作为最优信道；
并将信道容量的占用量次小的通信信道作为备选通信信道。
进一步地，所述航空电台在进行语音信息回复时，判定是否按照原最优信道进行语音信息回传，并将需要回传的语音信息通过无线通讯方式发送至无人机，包括：
提取所述航空电台接收到无人机发送的地面站无人机操作人员的语音信息的时刻信息；
在航空电台进行对应的语音回复时，判断语音回复时刻与航空电台接收到所述无人机发送的语音信息之间的时间间隔是否超过预设的时间间隔阈值；
如果所述航空电台进行语音回复的时间间隔没有超过预设的时间间隔阈值，则通过所述最优通信信道向所述无人机回传语音信息；
如果所述航空电台进行语音回复的时间间隔超过预设的时间间隔阈值，则通过所述备选通信信道向所述无人机回传语音信息；
其中，所述时间间隔阈值通过如下公式获取：
Figure BDA0003253215100000021
m＝int[0.3×(n-1)]
其中，T表示时间间隔阈值，n表示航空电台进行语音回复的时刻前一分钟内，航空电台通过所述最优通信信道接收语音信息次数；Ti表示航空电台进行语音回复的时刻前一分钟内，航空电台通过所述最优通信信道接收第i个语音信息对应的时刻；m表示航空电台进行语音回复的时刻前一分钟内，航空电台通过所述最优通信信道接收语音信息次数中，时间间隔最大的前m个语音信息对应的接收次数；Tmaxi表示航空电台进行语音回复的时刻前一分钟内，航空电台通过所述最优通信信道接收的时间间隔最大的m个语音信息中，第i个最大时间间隔对应数值；int()表示向上取整函数；Ti+1表示航空电台进行语音回复的时刻前一分钟内，航空电台通过所述最优通信信道接收第i+1个语音信息对应的时刻；Tmin表示航空电台进行语音回复的时刻前一分钟内，航空电台通过所述最优通信信道接收的时间间隔最最小值。
进一步地，所述语音电台通信实现方法还包括：
实时监控所述地面站无人机操作人员与所述航空电台的语音信息传输时间长度，判断是否有通讯延时，包括：
实时监测所述地面站无人机操作人员发送语音信息与所述航空电台接收到对应语音信息之间的语音信息传输时间长度，以及所述航空电台回传语音信息与所述地面站无人机操作人员接收到回传语音信息之间的语音信息传输时间长度，并判断语音信息传输时间长度是否超过预先设置的语音传输时间阈值；
如果所述地面站无人机操作人员发送语音信息与所述航空电台接收到对应语音信息之间的语音信息传输时间长度，以及所述航空电台回传语音信息与所述地面站无人机操作人员接收到回传语音信息之间的语音信息传输时间长度超过预先设置的语音传输时间阈值，则排查语音数据传输过程中的每个数据转换和数据处理阶段，确定时间延时位置；
当确定时间延时为无人机飞行范围超过数据传输的最佳飞行范围导致语音通信时间延时时，调整无人机飞行范围。
进一步地，当确定时间延时为无人机飞行范围超过数据传输的最佳飞行范围导致语音通信时间延时时，调整无人机飞行范围，包括：
获取当前无人机飞行位置、无人机目标任务飞行位置、航空电台位置和地面站无人机操作人员位置；
以地面站无人机操作人员位置为圆心，分别以当前无人机飞行位置与地面站无人机操作人员位置之间的直线距离、无人机目标任务飞行位置与地面站无人机操作人员位置之间的直线距离以及航空电台位置与地面站无人机操作人员位置之间的直线距离为半径绘制半圆形运行区域，分别对应获得第一运行区域B1、第二运行区域B2和第三运行区域B3；其中，第一运行区域B1、第二运行区域B2和第三运行区域B3的半圆圆弧的弧度方向依次顺时针排列；
标记第一运行区域B1、第二运行区域B2和第三运行区域B3之间的面积最大区域范围和面积第二大区域范围之间的重叠区域为目标飞行区域，并控制无人机经过所述目标区域范围飞往所述目标飞行位置。
一种基于无人机的语音电台通信实现系统，所述语音电台通信实现系统包括：
语音发送模块一，用于地面站无人机操作人员通过通讯装置向无人机发送语音信息；
信道选择模块，用于所述无人机在接受到地面站无人机操作人员发送的语音信息之后，对无人机与航空电台之间的通信信道进行选择，获取最优通信信道；
语音发送模块二，用于所述无人机通过所述最优通信信道将所述语音信息发送至所述航空电台；
判断模块，用于所述航空电台在进行语音信息回复时，判定是否按照原最优信道进行语音信息回传，并将需要回传的语音信息通过无线通讯方式发送至无人机；
回传信息发送模块，用于所述无人机在接收到所述航空电台回传的语音信息之后，将所述航空电台回传的语音信息发送给地面站无人机操作人员。
进一步地，所述信道选择模块包括：
信道初选模块，用于通过比选器筛选出当前信号最优的三个通信信道；
信道确定模块，用于分别检测所述三个通信信道的使用情况，选择通信信道的信道容量占用量最小的一个通信信道作为最优信道；
备选信道确定模块，用于并将信道容量的占用量次小的通信信道作为备选通信信道。
进一步地，所述判断模块包括：
提取模块，用于提取所述航空电台接收到无人机发送的地面站无人机操作人员的语音信息的时刻信息；
时间判断模块，用于在航空电台进行对应的语音回复时，判断语音回复时刻与航空电台接收到所述无人机发送的语音信息之间的时间间隔是否超过预设的时间间隔阈值；
回传模块一，用于如果所述航空电台进行语音回复的时间间隔没有超过预设的时间间隔阈值，则通过所述最优通信信道向所述无人机回传语音信息；
回传模块二，用于如果所述航空电台进行语音回复的时间间隔超过预设的时间间隔阈值，则通过所述备选通信信道向所述无人机回传语音信息；
其中，所述时间间隔阈值通过如下公式获取：
Figure BDA0003253215100000051
m＝int[0.3×(n-1)]
其中，T表示时间间隔阈值，n表示航空电台进行语音回复的时刻前一分钟内，航空电台通过所述最优通信信道接收语音信息次数；Ti表示航空电台进行语音回复的时刻前一分钟内，航空电台通过所述最优通信信道接收第i个语音信息对应的时刻；m表示航空电台进行语音回复的时刻前一分钟内，航空电台通过所述最优通信信道接收语音信息次数中，时间间隔最大的前m个语音信息对应的接收次数；Tmaxi表示航空电台进行语音回复的时刻前一分钟内，航空电台通过所述最优通信信道接收的时间间隔最大的m个语音信息中，第i个最大时间间隔对应数值；int()表示向上取整函数；Ti+1表示航空电台进行语音回复的时刻前一分钟内，航空电台通过所述最优通信信道接收第i+1个语音信息对应的时刻；Tmin表示航空电台进行语音回复的时刻前一分钟内，航空电台通过所述最优通信信道接收的时间间隔最最小值。
进一步地，所述语音电台通信实现系统还包括：
监控模块，用于实时监控所述地面站无人机操作人员与所述航空电台的语音信息传输时间长度，判断是否有通讯延时；
所述监控模块包括：
时间长度监控模块，用于实时监测所述地面站无人机操作人员发送语音信息与所述航空电台接收到对应语音信息之间的语音信息传输时间长度，以及所述航空电台回传语音信息与所述地面站无人机操作人员接收到回传语音信息之间的语音信息传输时间长度，并判断语音信息传输时间长度是否超过预先设置的语音传输时间阈值；
延时确定模块，用于如果所述地面站无人机操作人员发送语音信息与所述航空电台接收到对应语音信息之间的语音信息传输时间长度，以及所述航空电台回传语音信息与所述地面站无人机操作人员接收到回传语音信息之间的语音信息传输时间长度超过预先设置的语音传输时间阈值，则排查语音数据传输过程中的每个数据转换和数据处理阶段，确定时间延时位置；
调整模块，用于当确定时间延时为无人机飞行范围超过数据传输的最佳飞行范围导致语音通信时间延时时，调整无人机飞行范围。
进一步地，所述调整模块包括：
位置获取模块，用于获取当前无人机飞行位置、无人机目标任务飞行位置、航空电台位置和地面站无人机操作人员位置；
区域划分模块，用于以地面站无人机操作人员位置为圆心，分别以当前无人机飞行位置与地面站无人机操作人员位置之间的直线距离、无人机目标任务飞行位置与地面站无人机操作人员位置之间的直线距离以及航空电台位置与地面站无人机操作人员位置之间的直线距离为半径绘制半圆形运行区域，分别对应获得第一运行区域B1、第二运行区域B2和第三运行区域B3；其中，第一运行区域B1、第二运行区域B2和第三运行区域B3的半圆圆弧的弧度方向依次顺时针排列；
飞行控制模块，用于标记第一运行区域B1、第二运行区域B2和第三运行区域B3之间的面积最大区域范围和面积第二大区域范围之间的重叠区域为目标飞行区域，并控制无人机经过所述目标区域范围飞往所述目标飞行位置。
本发明有益效果：
本发明提出的一种基于无人机的语音电台通信实现方法和系统能够通过无人机建立无人机地面站操作人员与航空台之间的通讯连接，有效提高无人机地面站操作人员与航空台之间的通讯效率和通讯质量。同时，通过本发明提出的基于无人机的语音电台通信实现方法和系统能够有效降低通讯连接复杂度，降低地面站操作人员的通讯连接劳动力，简化通讯步骤，提高通讯效率。
附图说明
图1为本发明所述方法的流程图；
图2为本发明所述系统的系统框图；
图3为本发明所述运行区域划分示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提出了一种基于无人机的语音电台通信实现方法，如图1所示，所述语音电台通信实现方法包括：
S1、地面站无人机操作人员通过通讯装置向无人机发送语音信息；
S2、所述无人机在接受到地面站无人机操作人员发送的语音信息之后，对无人机与航空电台之间的通信信道进行选择，获取最优通信信道；
S3、所述无人机通过所述最优通信信道将所述语音信息发送至所述航空电台；
S4、所述航空电台在进行语音信息回复时，判定是否按照原最优信道进行语音信息回传，并将需要回传的语音信息通过无线通讯方式发送至无人机；
S5、所述无人机在接收到所述航空电台回传的语音信息之后，将所述航空电台回传的语音信息发送给地面站无人机操作人员。
上述技术方案的效果为：本实施例提出的一种基于无人机的语音电台通信实现方法和系统能够通过无人机建立无人机地面站操作人员与航空台之间的通讯连接，有效提高无人机地面站操作人员与航空台之间的通讯效率和通讯质量。同时，通过本实施例提出的基于无人机的语音电台通信实现方法和系统能够有效降低通讯连接复杂度，降低地面站操作人员的通讯连接劳动力，简化通讯步骤，提高通讯效率。
本发明的一个实施例，所述无人机在接受到地面站无人机操作人员发送的语音信息之后，对无人机与航空电台之间的通信信道进行选择，获取最优通信信道，包括：
S201、通过比选器筛选出当前信号最优的三个通信信道；
S202、分别检测所述三个通信信道的使用情况，选择通信信道的信道容量占用量最小的一个通信信道作为最优信道；
S203、并将信道容量的占用量次小的通信信道作为备选通信信道。
其中，所述航空电台在进行语音信息回复时，判定是否按照原最优信道进行语音信息回传，并将需要回传的语音信息通过无线通讯方式发送至无人机，包括：
S401、提取所述航空电台接收到无人机发送的地面站无人机操作人员的语音信息的时刻信息；
S402、在航空电台进行对应的语音回复时，判断语音回复时刻与航空电台接收到所述无人机发送的语音信息之间的时间间隔是否超过预设的时间间隔阈值；
S403、如果所述航空电台进行语音回复的时间间隔没有超过预设的时间间隔阈值，则通过所述最优通信信道向所述无人机回传语音信息；
S404、如果所述航空电台进行语音回复的时间间隔超过预设的时间间隔阈值，则通过所述备选通信信道向所述无人机回传语音信息；
其中，所述时间间隔阈值通过如下公式获取：
Figure BDA0003253215100000081
m＝int[0.3×(n-1)]
其中，T表示时间间隔阈值，n表示航空电台进行语音回复的时刻前一分钟内，航空电台通过所述最优通信信道接收语音信息次数；Ti表示航空电台进行语音回复的时刻前一分钟内，航空电台通过所述最优通信信道接收第i个语音信息对应的时刻；m表示航空电台进行语音回复的时刻前一分钟内，航空电台通过所述最优通信信道接收语音信息次数中，时间间隔最大的前m个语音信息对应的接收次数；Tmaxi表示航空电台进行语音回复的时刻前一分钟内，航空电台通过所述最优通信信道接收的时间间隔最大的m个语音信息中，第i个最大时间间隔对应数值；int()表示向上取整函数；Ti+1表示航空电台进行语音回复的时刻前一分钟内，航空电台通过所述最优通信信道接收第i+1个语音信息对应的时刻；Tmin表示航空电台进行语音回复的时刻前一分钟内，航空电台通过所述最优通信信道接收的时间间隔最最小值。
上述技术方案的效果为：通过上述信道选择方式进行通信，能够有效提高无人机与航空电台之间的通信质量和通讯效率。防止因信道质量问题而延长通信交流时间，降低通信交流效率和通信质量。另一方面，通过上述公式获取的时间间隔阈值能够根据信道实际情况进行时间间隔阈值设置，使时间间隔阈值设置与当前信道的实际通信情况进行匹配，提高时间间隔阈值设置的合理性，进而提高信道切换使用的准确性。
本发明的一个实施例，所述语音电台通信实现方法还包括：
实时监控所述地面站无人机操作人员与所述航空电台的语音信息传输时间长度，判断是否有通讯延时，包括：
步骤1、实时监测所述地面站无人机操作人员发送语音信息与所述航空电台接收到对应语音信息之间的语音信息传输时间长度，以及所述航空电台回传语音信息与所述地面站无人机操作人员接收到回传语音信息之间的语音信息传输时间长度，并判断语音信息传输时间长度是否超过预先设置的语音传输时间阈值；
步骤2、如果所述地面站无人机操作人员发送语音信息与所述航空电台接收到对应语音信息之间的语音信息传输时间长度，以及所述航空电台回传语音信息与所述地面站无人机操作人员接收到回传语音信息之间的语音信息传输时间长度超过预先设置的语音传输时间阈值，则排查语音数据传输过程中的每个数据转换和数据处理阶段，确定时间延时位置；
步骤3、当确定时间延时为无人机飞行范围超过数据传输的最佳飞行范围导致语音通信时间延时时，调整无人机飞行范围。
其中，当确定时间延时为无人机飞行范围超过数据传输的最佳飞行范围导致语音通信时间延时时，调整无人机飞行范围，包括：
步骤301、获取当前无人机飞行位置、无人机目标任务飞行位置、航空电台位置和地面站无人机操作人员位置；
步骤302、如图3所示，以地面站无人机操作人员位置为圆心，分别以当前无人机飞行位置与地面站无人机操作人员位置之间的直线距离、无人机目标任务飞行位置与地面站无人机操作人员位置之间的直线距离以及航空电台位置与地面站无人机操作人员位置之间的直线距离为半径绘制半圆形运行区域，分别对应获得第一运行区域B1、第二运行区域B2和第三运行区域B3；其中，第一运行区域B1、第二运行区域B2和第三运行区域B3的半圆圆弧的弧度方向依次顺时针排列；
步骤303、标记第一运行区域B1、第二运行区域B2和第三运行区域B3之间的面积最大区域范围和面积第二大区域范围之间的重叠区域为目标飞行区域，并控制无人机经过所述目标区域范围飞往所述目标飞行位置。
上述技术方案的效果为：通过上述方式能够在无人机执行飞行任务过程中，有效提高无人机对于通信工作的承担力度，防止因无人机飞行距离超过无线通信范围而导致通信中断或通信质量降低的问题。同时，通过上述方式进行无人机飞行路径区域设定，能够在保证不耽误无人机飞行任务执行的情况，有效保证地面站操作人员与航空台之间保持高效、高质量的通信。
本发明实施例提出了一种基于无人机的语音电台通信实现系统，如图2所示，所述语音电台通信实现系统包括：
语音发送模块一，用于地面站无人机操作人员通过通讯装置向无人机发送语音信息；
信道选择模块，用于所述无人机在接受到地面站无人机操作人员发送的语音信息之后，对无人机与航空电台之间的通信信道进行选择，获取最优通信信道；
语音发送模块二，用于所述无人机通过所述最优通信信道将所述语音信息发送至所述航空电台；
判断模块，用于所述航空电台在进行语音信息回复时，判定是否按照原最优信道进行语音信息回传，并将需要回传的语音信息通过无线通讯方式发送至无人机；
回传信息发送模块，用于所述无人机在接收到所述航空电台回传的语音信息之后，将所述航空电台回传的语音信息发送给地面站无人机操作人员。
上述技术方案的效果为：本实施例提出的一种基于无人机的语音电台通信实现方法和系统能够通过无人机建立无人机地面站操作人员与航空台之间的通讯连接，有效提高无人机地面站操作人员与航空台之间的通讯效率和通讯质量。同时，通过本实施例提出的基于无人机的语音电台通信实现方法和系统能够有效降低通讯连接复杂度，降低地面站操作人员的通讯连接劳动力，简化通讯步骤，提高通讯效率。
本发明的一个实施例，所述信道选择模块包括：
信道初选模块，用于通过比选器筛选出当前信号最优的三个通信信道；
信道确定模块，用于分别检测所述三个通信信道的使用情况，选择通信信道的信道容量占用量最小的一个通信信道作为最优信道；
备选信道确定模块，用于并将信道容量的占用量次小的通信信道作为备选通信信道。
其中，所述判断模块包括：
提取模块，用于提取所述航空电台接收到无人机发送的地面站无人机操作人员的语音信息的时刻信息；
时间判断模块，用于在航空电台进行对应的语音回复时，判断语音回复时刻与航空电台接收到所述无人机发送的语音信息之间的时间间隔是否超过预设的时间间隔阈值；
回传模块一，用于如果所述航空电台进行语音回复的时间间隔没有超过预设的时间间隔阈值，则通过所述最优通信信道向所述无人机回传语音信息；
回传模块二，用于如果所述航空电台进行语音回复的时间间隔超过预设的时间间隔阈值，则通过所述备选通信信道向所述无人机回传语音信息；
其中，所述时间间隔阈值通过如下公式获取：
Figure BDA0003253215100000111
m＝int[0.3×(n-1)]
其中，T表示时间间隔阈值，n表示航空电台进行语音回复的时刻前一分钟内，航空电台通过所述最优通信信道接收语音信息次数；Ti表示航空电台进行语音回复的时刻前一分钟内，航空电台通过所述最优通信信道接收第i个语音信息对应的时刻；m表示航空电台进行语音回复的时刻前一分钟内，航空电台通过所述最优通信信道接收语音信息次数中，时间间隔最大的前m个语音信息对应的接收次数；Tmaxi表示航空电台进行语音回复的时刻前一分钟内，航空电台通过所述最优通信信道接收的时间间隔最大的m个语音信息中，第i个最大时间间隔对应数值；int()表示向上取整函数；Ti+1表示航空电台进行语音回复的时刻前一分钟内，航空电台通过所述最优通信信道接收第i+1个语音信息对应的时刻；Tmin表示航空电台进行语音回复的时刻前一分钟内，航空电台通过所述最优通信信道接收的时间间隔最最小值。
上述技术方案的效果为：通过上述信道选择方式进行通信，能够有效提高无人机与航空电台之间的通信质量和通讯效率。防止因信道质量问题而延长通信交流时间，降低通信交流效率和通信质量。另一方面，通过上述公式获取的时间间隔阈值能够根据信道实际情况进行时间间隔阈值设置，使时间间隔阈值设置与当前信道的实际通信情况进行匹配，提高时间间隔阈值设置的合理性，进而提高信道切换使用的准确性。
本发明的一个实施例，所述语音电台通信实现系统还包括：
监控模块，用于实时监控所述地面站无人机操作人员与所述航空电台的语音信息传输时间长度，判断是否有通讯延时；
所述监控模块包括：
时间长度监控模块，用于实时监测所述地面站无人机操作人员发送语音信息与所述航空电台接收到对应语音信息之间的语音信息传输时间长度，以及所述航空电台回传语音信息与所述地面站无人机操作人员接收到回传语音信息之间的语音信息传输时间长度，并判断语音信息传输时间长度是否超过预先设置的语音传输时间阈值；
延时确定模块，用于如果所述地面站无人机操作人员发送语音信息与所述航空电台接收到对应语音信息之间的语音信息传输时间长度，以及所述航空电台回传语音信息与所述地面站无人机操作人员接收到回传语音信息之间的语音信息传输时间长度超过预先设置的语音传输时间阈值，则排查语音数据传输过程中的每个数据转换和数据处理阶段，确定时间延时位置；
调整模块，用于当确定时间延时为无人机飞行范围超过数据传输的最佳飞行范围导致语音通信时间延时时，调整无人机飞行范围。
其中，所述调整模块包括：
位置获取模块，用于获取当前无人机飞行位置、无人机目标任务飞行位置、航空电台位置和地面站无人机操作人员位置；
区域划分模块，用于以地面站无人机操作人员位置为圆心，分别以当前无人机飞行位置与地面站无人机操作人员位置之间的直线距离、无人机目标任务飞行位置与地面站无人机操作人员位置之间的直线距离以及航空电台位置与地面站无人机操作人员位置之间的直线距离为半径绘制半圆形运行区域，分别对应获得第一运行区域B1、第二运行区域B2和第三运行区域B3；其中，第一运行区域B1、第二运行区域B2和第三运行区域B3的半圆圆弧的弧度方向依次顺时针排列；
飞行控制模块，用于标记第一运行区域B1、第二运行区域B2和第三运行区域B3之间的面积最大区域范围和面积第二大区域范围之间的重叠区域为目标飞行区域，并控制无人机经过所述目标区域范围飞往所述目标飞行位置。
上述技术方案的效果为：通过上述方式能够在无人机执行飞行任务过程中，有效提高无人机对于通信工作的承担力度，防止因无人机飞行距离超过无线通信范围而导致通信中断或通信质量降低的问题。同时，通过上述方式进行无人机飞行路径区域设定，能够在保证不耽误无人机飞行任务执行的情况，有效保证地面站操作人员与航空台之间保持高效、高质量的通信。
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 (10)

1.一种基于无人机的语音电台通信实现方法，其特征在于，所述语音电台通信实现方法包括：
地面站无人机操作人员通过通讯装置向无人机发送语音信息；
所述无人机在接受到地面站无人机操作人员发送的语音信息之后，对无人机与航空电台之间的通信信道进行选择，获取最优通信信道；
所述无人机通过所述最优通信信道将所述语音信息发送至所述航空电台；
所述航空电台在进行语音信息回复时，判定是否按照原最优信道进行语音信息回传，并将需要回传的语音信息通过无线通讯方式发送至无人机；
所述无人机在接收到所述航空电台回传的语音信息之后，将所述航空电台回传的语音信息发送给地面站无人机操作人员。
2.根据权利要求1所述语音电台通信实现方法，其特征在于，所述无人机在接受到地面站无人机操作人员发送的语音信息之后，对无人机与航空电台之间的通信信道进行选择，获取最优通信信道，包括：
通过比选器筛选出当前信号最优的三个通信信道；
分别检测所述三个通信信道的使用情况，选择通信信道的信道容量占用量最小的一个通信信道作为最优信道；
并将信道容量的占用量次小的通信信道作为备选通信信道。
3.根据权利要求1所述语音电台通信实现方法，其特征在于，所述航空电台在进行语音信息回复时，判定是否按照原最优信道进行语音信息回传，并将需要回传的语音信息通过无线通讯方式发送至无人机，包括：
提取所述航空电台接收到无人机发送的地面站无人机操作人员的语音信息的时刻信息；
在航空电台进行对应的语音回复时，判断语音回复时刻与航空电台接收到所述无人机发送的语音信息之间的时间间隔是否超过预设的时间间隔阈值；
如果所述航空电台进行语音回复的时间间隔没有超过预设的时间间隔阈值，则通过所述最优通信信道向所述无人机回传语音信息；
如果所述航空电台进行语音回复的时间间隔超过预设的时间间隔阈值，则通过所述备选通信信道向所述无人机回传语音信息；
其中，所述时间间隔阈值通过如下公式获取：
Figure FDA0003253215090000021
m＝int[0.3×(n-1)]
其中，T表示时间间隔阈值，n表示航空电台进行语音回复的时刻前一分钟内，航空电台通过所述最优通信信道接收语音信息次数；Ti表示航空电台进行语音回复的时刻前一分钟内，航空电台通过所述最优通信信道接收第i个语音信息对应的时刻；m表示航空电台进行语音回复的时刻前一分钟内，航空电台通过所述最优通信信道接收语音信息次数中，时间间隔最大的前m个语音信息对应的接收次数；Tmaxi表示航空电台进行语音回复的时刻前一分钟内，航空电台通过所述最优通信信道接收的时间间隔最大的m个语音信息中，第i个最大时间间隔对应数值；int()表示向上取整函数；Ti+1表示航空电台进行语音回复的时刻前一分钟内，航空电台通过所述最优通信信道接收第i+1个语音信息对应的时刻；Tmin表示航空电台进行语音回复的时刻前一分钟内，航空电台通过所述最优通信信道接收的时间间隔最最小值。
4.根据权利要求1所述语音电台通信实现方法，其特征在于，所述语音电台通信实现方法还包括：
实时监控所述地面站无人机操作人员与所述航空电台的语音信息传输时间长度，判断是否有通讯延时，包括：
实时监测所述地面站无人机操作人员发送语音信息与所述航空电台接收到对应语音信息之间的语音信息传输时间长度，以及所述航空电台回传语音信息与所述地面站无人机操作人员接收到回传语音信息之间的语音信息传输时间长度，并判断语音信息传输时间长度是否超过预先设置的语音传输时间阈值；
如果所述地面站无人机操作人员发送语音信息与所述航空电台接收到对应语音信息之间的语音信息传输时间长度，以及所述航空电台回传语音信息与所述地面站无人机操作人员接收到回传语音信息之间的语音信息传输时间长度超过预先设置的语音传输时间阈值，则排查语音数据传输过程中的每个数据转换和数据处理阶段，确定时间延时位置；
当确定时间延时为无人机飞行范围超过数据传输的最佳飞行范围导致语音通信时间延时时，调整无人机飞行范围。
5.根据权利要求4所述语音电台通信实现方法，其特征在于，当确定时间延时为无人机飞行范围超过数据传输的最佳飞行范围导致语音通信时间延时时，调整无人机飞行范围，包括：
获取当前无人机飞行位置、无人机目标任务飞行位置、航空电台位置和地面站无人机操作人员位置；
以地面站无人机操作人员位置为圆心，分别以当前无人机飞行位置与地面站无人机操作人员位置之间的直线距离、无人机目标任务飞行位置与地面站无人机操作人员位置之间的直线距离以及航空电台位置与地面站无人机操作人员位置之间的直线距离为半径绘制半圆形运行区域，分别对应获得第一运行区域B1、第二运行区域B2和第三运行区域B3；其中，第一运行区域B1、第二运行区域B2和第三运行区域B3的半圆圆弧的弧度方向依次顺时针排列；
标记第一运行区域B1、第二运行区域B2和第三运行区域B3之间的面积最大区域范围和面积第二大区域范围之间的重叠区域为目标飞行区域，并控制无人机经过所述目标区域范围飞往所述目标飞行位置。
6.一种基于无人机的语音电台通信实现系统，其特征在于，所述语音电台通信实现系统包括：
语音发送模块一，用于地面站无人机操作人员通过通讯装置向无人机发送语音信息；
信道选择模块，用于所述无人机在接受到地面站无人机操作人员发送的语音信息之后，对无人机与航空电台之间的通信信道进行选择，获取最优通信信道；
语音发送模块二，用于所述无人机通过所述最优通信信道将所述语音信息发送至所述航空电台；
判断模块，用于所述航空电台在进行语音信息回复时，判定是否按照原最优信道进行语音信息回传，并将需要回传的语音信息通过无线通讯方式发送至无人机；
回传信息发送模块，用于所述无人机在接收到所述航空电台回传的语音信息之后，将所述航空电台回传的语音信息发送给地面站无人机操作人员。
7.根据权利要求6所述语音电台通信实现系统，其特征在于，所述信道选择模块包括：
信道初选模块，用于通过比选器筛选出当前信号最优的三个通信信道；
信道确定模块，用于分别检测所述三个通信信道的使用情况，选择通信信道的信道容量占用量最小的一个通信信道作为最优信道；
备选信道确定模块，用于并将信道容量的占用量次小的通信信道作为备选通信信道。
8.根据权利要求6所述语音电台通信实现系统，其特征在于，所述判断模块包括：
提取模块，用于提取所述航空电台接收到无人机发送的地面站无人机操作人员的语音信息的时刻信息；
时间判断模块，用于在航空电台进行对应的语音回复时，判断语音回复时刻与航空电台接收到所述无人机发送的语音信息之间的时间间隔是否超过预设的时间间隔阈值；
回传模块一，用于如果所述航空电台进行语音回复的时间间隔没有超过预设的时间间隔阈值，则通过所述最优通信信道向所述无人机回传语音信息；
回传模块二，用于如果所述航空电台进行语音回复的时间间隔超过预设的时间间隔阈值，则通过所述备选通信信道向所述无人机回传语音信息；
其中，所述时间间隔阈值通过如下公式获取：
Figure FDA0003253215090000041
m＝int[0.3×(n-1)]
其中，T表示时间间隔阈值，n表示航空电台进行语音回复的时刻前一分钟内，航空电台通过所述最优通信信道接收语音信息次数；Ti表示航空电台进行语音回复的时刻前一分钟内，航空电台通过所述最优通信信道接收第i个语音信息对应的时刻；m表示航空电台进行语音回复的时刻前一分钟内，航空电台通过所述最优通信信道接收语音信息次数中，时间间隔最大的前m个语音信息对应的接收次数；Tmaxi表示航空电台进行语音回复的时刻前一分钟内，航空电台通过所述最优通信信道接收的时间间隔最大的m个语音信息中，第i个最大时间间隔对应数值；int()表示向上取整函数；Ti+1表示航空电台进行语音回复的时刻前一分钟内，航空电台通过所述最优通信信道接收第i+1个语音信息对应的时刻；Tmin表示航空电台进行语音回复的时刻前一分钟内，航空电台通过所述最优通信信道接收的时间间隔最最小值。
9.根据权利要求6所述语音电台通信实现系统，其特征在于，所述语音电台通信实现系统还包括：
监控模块，用于实时监控所述地面站无人机操作人员与所述航空电台的语音信息传输时间长度，判断是否有通讯延时；
所述监控模块包括：
时间长度监控模块，用于实时监测所述地面站无人机操作人员发送语音信息与所述航空电台接收到对应语音信息之间的语音信息传输时间长度，以及所述航空电台回传语音信息与所述地面站无人机操作人员接收到回传语音信息之间的语音信息传输时间长度，并判断语音信息传输时间长度是否超过预先设置的语音传输时间阈值；
延时确定模块，用于如果所述地面站无人机操作人员发送语音信息与所述航空电台接收到对应语音信息之间的语音信息传输时间长度，以及所述航空电台回传语音信息与所述地面站无人机操作人员接收到回传语音信息之间的语音信息传输时间长度超过预先设置的语音传输时间阈值，则排查语音数据传输过程中的每个数据转换和数据处理阶段，确定时间延时位置；
调整模块，用于当确定时间延时为无人机飞行范围超过数据传输的最佳飞行范围导致语音通信时间延时时，调整无人机飞行范围。
10.根据权利要求9所述语音电台通信实现系统，其特征在于，所述调整模块包括：
位置获取模块，用于获取当前无人机飞行位置、无人机目标任务飞行位置、航空电台位置和地面站无人机操作人员位置；
区域划分模块，用于以地面站无人机操作人员位置为圆心，分别以当前无人机飞行位置与地面站无人机操作人员位置之间的直线距离、无人机目标任务飞行位置与地面站无人机操作人员位置之间的直线距离以及航空电台位置与地面站无人机操作人员位置之间的直线距离为半径绘制半圆形运行区域，分别对应获得第一运行区域B1、第二运行区域B2和第三运行区域B3；其中，第一运行区域B1、第二运行区域B2和第三运行区域B3的半圆圆弧的弧度方向依次顺时针排列；
飞行控制模块，用于标记第一运行区域B1、第二运行区域B2和第三运行区域B3之间的面积最大区域范围和面积第二大区域范围之间的重叠区域为目标飞行区域，并控制无人机经过所述目标区域范围飞往所述目标飞行位置。
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