CN205353777U - 被动无人飞行器、主动无人飞行器及无人飞行器系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种被动无人飞行器，该被动无人飞行器包括第一无线通信单元、信标信息数据库、响应信息数据库以及第一飞行数据采集单元；第一无线通信单元用于与其他终端进行无线通信；信标信息数据库用于将信标信息通过第一无线通信单元发送至其他无人飞行器；响应信息数据库用于将探询响应信息通过第一无线通信单元发送至其他无人飞行器；第一飞行数据采集单元用于将被动无人飞行器的飞行状态信息发送至响应信息数据。本实用新型还提供一种主动无人飞行器及无人飞行器系统，本实用新型提高了无人飞行器的飞行安全性。

Description

被动无人飞行器、主动无人飞行器及无人飞行器系统

技术领域

本实用新型涉及无人机领域，特别是涉及一种被动无人飞行器、主动无人飞行器及无人飞行器系统。

背景技术

当前以多旋翼式飞行器为代表的小微型无人飞行器在航空拍摄、测绘测量以及农业植保等各个领域得到广泛应用。

目前无人飞行器的控制主要还是以点对点的视距范围控制或移动网络点对点超视距范围控制为主；在飞行器密集的低空航线上或区域内，经常存在同一时间、同一区域内多个无人飞行器同时活动的现象。由于控制无人飞行器的飞手相互之间可能并无联系，因此在同一区域内的无人飞行器相互碰撞导致坠机的事情时有发生。

同时由于无人飞行器的体积小、重量轻以及金属元件较少，如采用传统的民航飞机管理模式，地面雷达无法有效发现无人飞行器的存在，同时无人飞行器也无法对地面工作站进行呼叫。因此现有的无人飞行器的飞行安全性较差，也是无人飞行器领域亟待解决的问题。

故，有必要提供一种被动无人飞行器、主动无人飞行器及无人飞行器系统，以解决现有技术所存在的问题。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种可提高无人飞行器的飞行安全性的被动无人飞行器、主动无人飞行器及无人飞行器系统；以解决现有的无人飞行器的飞行安全性较差的技术问题。

本实用新型实施例提供一种被动无人飞行器，其包括：

第一无线通信单元，用于与其他终端进行无线通信；

信标信息数据库，用于将信标信息通过所述第一无线通信单元发送至其他无人飞行器；

响应信息数据库，用于将探询响应信息通过所述第一无线通信单元发送至其他无人飞行器；以及

第一飞行数据采集单元，用于将所述被动无人飞行器的飞行状态信息发送至所述响应信息数据。

在本实用新型所述的被动无人飞行器中，所述第一飞行数据采集单元包括但不限于第一GPS模块、第一高度计、第一速度计以及第一陀螺仪中至少一个。

在本实用新型所述的被动无人飞行器中，所述第一无线通信单元还用于接收其他无人飞行器的探询请求信息，并将所述探询请求信息发送至所述响应信息数据库。

本实用新型还提供一种主动无人飞行器，其包括：

第二无线通信单元，用于与其他终端进行无线通信；

请求信息数据库，用于将探询请求信息通过所述第二无线通信单元发送至其他无人飞行器；

距离计算芯片，用于计算所述无人飞行器和其他无人飞行器之间的水平距离以及垂直距离；以及

第二飞行数据采集单元，用于将所述主动无人飞行器的飞行状态信息发送至所述距离计算芯片；以及

避险控制芯片，用于接收所述距离计算芯片计算的水平距离以及垂直距离，并给所述主动无人飞行器的飞行控制器输出避险控制指令。

在本实用新型所述的主动无人飞行器中，所述第二飞行数据采集单元包括但不限于第二GPS模块、第二高度计、第二速度计以及第二陀螺仪中至少一个。

在本实用新型所述的主动无人飞行器中，所述第二无线通信单元还用于接收其他无人飞行器的信标信息，并将所述信标信息发送至所述请求信息数据库。

在本实用新型所述的主动无人飞行器中，所述第二无线通信单元还用于接收其他无人飞行器的探询响应信息，并将所述探询响应信息发送至所述距离计算芯片。

本实用新型还提供一种无人飞行器系统，其包括：

至少一个被动无人飞行器，包括：

第一无线通信单元，用于与其他终端进行无线通信；

信标信息数据库，用于将信标信息通过所述第一无线通信单元发送至第二无人飞行器；

响应信息数据库，用于将探询响应信息通过所述第一无线通信单元发送至所述第二无人飞行器；以及

第一飞行数据采集单元，用于将所述被动无人飞行器的飞行状态信息发送至所述响应信息数据；以及

至少一个主动无人飞行器，包括：

第二无线通信单元，用于与其他终端进行无线通信；

请求信息数据库，用于将探询请求信息通过所述第二无线通信单元发送至所述第一无人飞行器；

距离计算芯片，用于计算所述第二无人飞行器和所述第一无人飞行器之间的水平距离以及垂直距离；

第二飞行数据采集单元，用于将所述主动无人飞行器的飞行状态信息发送至所述距离计算芯片；以及

避险控制芯片，用于接收所述距离计算芯片计算的水平距离以及垂直距离，并给所述主动无人飞行器的飞行控制器输出避险控制指令。

在本实用新型所述的无人飞行器系统中，所述第一飞行数据采集单元包括但不限于第一GPS模块、第一高度计、第一速度计以及第一陀螺仪中至少一个；

所述第二飞行数据采集单元包括但不限于第二GPS模块、第二高度计、第二速度计以及第二陀螺仪中至少一个。

在本实用新型所述的无人飞行器系统中，所述第一无线通信单元还用于接收其他无人飞行器的探询请求信息，并将所述探询请求信息发送至所述响应信息数据库；

所述第二无线通信单元还用于接收其他无人飞行器的信标信息，并将所述信标信息发送至所述请求信息数据库；

所述第二无线通信单元还用于接收其他无人飞行器的探询响应信息，并将所述探询响应信息发送至所述距离计算芯片。

相较于现有技术，本实用新型的被动无人飞行器、主动无人飞行器及无人飞行器系统通过将无人飞行器的飞行状态信息进行交互，可有效及时的确定不同无人飞行器之间的相对位置关系，从而可及时进行避险操作；提高了无人飞行器的飞行安全性；解决了现有的无人飞行器的飞行安全性较差的技术问题。

附图说明

图1为本实用新型的无人飞行器的交互方法的第一优选实施例的流程图；

图2为本实用新型的无人飞行器的交互方法的第二优选实施例的流程图；

图3为本实用新型的无人飞行器的交互方法的第三优选实施例的流程图；

图4为本实用新型的无人飞行器的交互系统的优选实施例的结构示意图；

图5为本实用新型的无人飞行器的交互方法、交互装置及交互系统的具体实施例的使用时序图；

图6为本实用新型的无人飞行器系统的优选实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的无人飞行器的交互方法可在各种类型的无人飞行器上进行实施，该无人飞行器通过将自身的飞行状态信息发送至其他无人飞行器、或接收其他无人飞行器的飞行状态信息实现飞行状态信息的交互，从而可有效及时的确定不同无人飞行器之间的相对位置关系，进而及时进行避险操作；提高了无人飞行器的飞行安全性。

请参照图1，图1为本实用新型的无人飞行器的交互方法的第一优选实施例的流程图。本优选实施例的无人飞行器的交互方法可使用第一无人飞行器进行实施，该交互方法包括：

步骤S101，第一无人飞行器按设定时间间隔，向周围进行信标信息的广播，其中信标信息包括第一无人飞行器的第一机器标识符；

步骤S102，第一无人飞行器接收第二无人飞行器的探询请求信息，其中探询请求信息由第二无人飞行器根据标识信息生成；探询请求信息包括第二无人飞行器的第二机器标识符；

步骤S103，第一无人飞行器根据探询请求信息，收集第一无人飞行器的第一飞行状态信息，并根据第一飞行状态信息生成探询响应信息；

步骤S104，第一无人飞行器将探询响应信息发送至第二无人飞行器，以便第二无人飞行器计算第一无人飞行器和第二无人飞行器之间的位置关系，从而进行避险操作。

下面详细说明本优选实施例的无人飞行器的交互方法的各步骤的具体流程。

在步骤S101中，第一无人飞行器按设定时间间隔，向周围(无遮挡环境下，通信距离可达500米-1000米)进行信标信息的广播，其中该信标信息包括第一无人飞行器的第一机器标识符，如第一无人飞行器的UID(useridentifier用户标识符)，以便其他无人飞行器可对第一无人飞行器进行识别以及通信；随后转到步骤S102。

在步骤S102中，在第一无人飞行器周围的第二无人飞行器通过轮询各个频段的信道，接收到步骤S101发送的信标信息，随后第二无人飞行器根据该信标信息生成探询请求信息，该探询请求信息用于向第一无人飞行器请求第一无人飞行器的飞行状态信息。该探询请求信息包括第二无人飞行器的第二机器标识符，如第二无人飞行器的UID，以便第一无人飞行器对第二无人飞行器进行识别以及通信。第二无人飞行器根据第一机器标识符将探询请求信息发送至第一无人飞行器，并等待第一无人飞行器的探询响应信息。

然后第一无人飞行器接收第二无人飞行器的探询请求信息。随后转到步骤S103。

在步骤S103中，第一无人飞行器接收到步骤S102的探询请求信息后，根据该探询请求信息，通过第一无人飞行器的各个传感器收集第一无人飞行器的第一飞行状态信息，该第一飞行状态信息包括但不限于第一无人飞行器的位置信息、高度信息、飞行速度信息以及飞行方向信息中的至少一个。随后第一无人飞行器根据该第一飞行状态信息生成相应的探询响应信息。随后转到步骤S104。

在步骤S104中，第一无人飞行器根据第二机器标识符将步骤S103获取的探询响应信息发送至第二无人飞行器。第二无人飞行器获取该探询响应信息后，提取其中的第一飞行状态信息；随后第二无人飞行器再收集自身的第二飞行状态信息，即第二无人飞行器的位置信息、高度信息、飞行速度信息以及飞行方向信息中的至少一个，从而计算第一无人飞行器和第二无人飞行器之间的位置关系，该位置关系包括但不限于第一无人飞行器和第二无人飞行器的水平距离以及垂直距离。

这样第二无人飞行器可根据上述水平距离、垂直距离、第一无人飞行器的飞行速度信息以及飞行方向信息、以及第二无人飞行器的飞行速度信息以及飞行方向信息判断第一无人飞行器和第二无人飞行器是否小于碰撞警戒距离(水平碰撞警戒距离以及垂直碰撞警戒距离等)。如判断第一无人飞行器和第二无人飞行器的水平距离是否小于水平碰撞警戒距离、判断第一无人飞行器和第二无人飞行器的垂直距离是否小于垂直碰撞警戒距离等，当然这里的碰撞警戒距离需要根据无人飞行器的飞行速度信息以及飞行方向信息进行设定，如第一无人飞行器的飞行方向朝向第二无人飞行器的位置，则碰撞警戒距离应设置的较大，如第一无人飞行器的飞行方向远离第二无人飞行器的位置，则碰撞警戒距离可设置的较小。

如第一无人飞行器和第二无人飞行器处于碰撞警戒距离内，则第二无人飞行器进行避险操作，即减速操作、高度改变操作以及悬停操作中的至少一个，以避免与第一无人飞行器发生碰撞。如第一无人飞行器和第二无人飞行器未处于碰撞警戒距离内，则第二无人飞行器进行正常飞行操作。

优选的，由于第一无人飞行器和第二无人飞行器已经相互获取的了对方的机器标识符，因此在步骤S104之后，第一无人飞行器可周期性的接收所述第二无人飞行器的探询请求信息，并根据探询请求信息以周期性(如10秒等)的将第一无人飞行器的第一飞行状态信息发送至第二无人飞行器。第一无人飞行器不需要再次将第一机器标识符发送至第二无人飞行器进行识别。这样可周期性的对第一无人飞行器和第二无人飞行器的相对位置关系进行确认。

这样即完成了本优选实施例的无人飞行器的交互方法的无人飞行器的交互过程。

本优选实施例的无人飞行器的交互方法通过将无人飞行器的飞行状态信息进行交互，可有效及时的确定不同无人飞行器之间的相对位置关系，从而可及时进行避险操作；提高了无人飞行器的飞行安全性。

请参照图2，图2为本实用新型的无人飞行器的交互方法的第二优选实施例的流程图。本优选实施例的无人飞行器的交互方法可使用第二无人飞行器进行实施，该交互方法包括：

步骤S201，第二无人飞行器接收第一无人飞行器的信标信息，其中信标信息包括第一无人飞行器的第一机器标识符；

步骤S202，第二无人飞行器根据信标信息生成探询请求信息，并将探询请求信息发送至第一无人飞行器；其中探询请求信息包括第二无人飞行器的第二机器标识符；

步骤S203，第二无人飞行器接收第一无人飞行器的探询响应信息；其中探询响应信息的由第一无人飞行器根据探询请求信息生成，探询响应信息包括第一无人飞行器的第一飞行状态信息；

步骤S204，第二无人飞行器收集第二无人飞行器的第二无人飞行状态信息，并根据第一飞行状态信息以及第二飞行状态信息，计算第一无人飞行器和第二无人飞行器之间的位置关系，从而进行避险操作。

下面详细说明本优选实施例的无人飞行器的交互方法的各步骤的具体流程。

在步骤S201中，第二无人飞行器通过轮询各个频段的信道，接收第一无人飞行器广播的信标信息，其中该信标信息包括第一无人飞行器的第一机器标识符，如第一无人飞行器的UID(useridentifier用户标识符)，以便其他无人飞行器可对第一无人飞行器进行识别以及通信；随后转到步骤S202。

在步骤S202中，第二无人飞行器根据步骤S201获取的信标信息生成探询请求信息，该探询请求信息用于向第一无人飞行器请求第一无人飞行器的飞行状态信息。该探询请求信息包括第二无人飞行器的第二机器标识符，如第二无人飞行器的UID，以便第一无人飞行器对第二无人飞行器进行识别以及通信。第二无人飞行器根据第一机器标识符将探询请求信息发送至第一无人飞行器，并等待第一无人飞行器的探询响应信息。随后转到步骤S203。

在步骤S203中，第一无人飞行器接收到步骤S202的探询请求信息后，根据该探询请求信息，通过第一无人飞行器的各个传感器收集第一无人飞行器的第一飞行状态信息，该第一飞行状态信息包括但不限于第一无人飞行器的位置信息、高度信息、飞行速度信息以及飞行方向信息中的至少一个。随后第一无人飞行器根据该第一飞行状态信息生成相应的探询响应信息。

随后第一无人飞行器根据第二机器标识符将获取的探询响应信息发送至第二无人飞行器，第二无人飞行器接收第一无人飞行器的探询响应信息。随后转到步骤S204。

在步骤S204中，第二无人飞行器获取该探询响应信息后，提取其中的第一飞行状态信息；随后第二无人飞行器收集自身的第二飞行状态信息，即第二无人飞行器的位置信息、高度信息、飞行速度信息以及飞行方向信息中的至少一个，从而计算第一无人飞行器和第二无人飞行器之间的位置关系，该位置关系包括但不限于第一无人飞行器和第二无人飞行器的水平距离以及垂直距离。

这样第二无人飞行器可根据上述水平距离、垂直距离、第一无人飞行器的飞行速度信息以及飞行方向信息、以及第二无人飞行器的飞行速度信息以及飞行方向信息判断第一无人飞行器和第二无人飞行器是否小于碰撞警戒距离(水平碰撞警戒距离以及垂直碰撞警戒距离等)。如判断第一无人飞行器和第二无人飞行器的水平距离是否小于水平碰撞警戒距离、判断第一无人飞行器和第二无人飞行器的垂直距离是否小于垂直碰撞警戒距离等，当然这里的碰撞警戒距离需要根据无人飞行器的飞行速度信息以及飞行方向信息进行设定，如第一无人飞行器的飞行方向朝向第二无人飞行器的位置，则碰撞警戒距离应设置的较大，如第一无人飞行器的飞行方向远离第二无人飞行器的位置，则碰撞警戒距离可设置的较小。

如第一无人飞行器和第二无人飞行器处于碰撞警戒距离内，则第二无人飞行器进行避险操作，即减速操作、高度改变操作以及悬停操作中的至少一个，以避免与第一无人飞行器发生碰撞。如第一无人飞行器和第二无人飞行器未处于碰撞警戒距离内，则第二无人飞行器进行正常飞行操作。

这样即完成了本优选实施例的无人飞行器的交互方法的无人飞行器的交互过程。

下面详细说明如何根据第一无人飞行器的位置信息以及高度信息、以及第二无人飞行器的位置信息以及高度信息，获取第一无人飞行器和第二无人飞行器的水平距离以及垂直距离。

这里假设地球是一个完美球体，并设定地球的半径为R，如第一无人飞行器的经纬度为(Lon1,Lat1)，第二无人飞行器的经纬度为(Lon2,Lat2)。

按照0度经线的基准，东经取经度的正值，西经取经度的负值，北纬取纬度的负值，南纬取纬度的正值，将上述(Lon1,Lat1)和(Lon2,Lat2)进行转换，得到转换后的第一无人飞行器的经纬度(MLon1,MLat1)和第二无人飞行器的经纬度(MLon2,MLat2)。

这时第一无人飞行器和第二无人飞行器之间的水平距离D1为：

C1＝sin(MLat1)*sin(MLat2)*cos(MLon1-MLon2)+cos(MLat1)*cos(MLat2)；

D1＝R*arccos(C)*π/180；

其中水平距离D1的单位和地球半径R的单位相同，如都以千米为单位。

如在南半球的澳洲进行上述水平距离的计算，则可不需要对第一无人飞行器和第二无人飞行器的纬度进行转换。这时第一无人飞行器和第二无人飞行器之间的水平距离D2为：

C2＝sin(Lat1)*sin(Lat2)+cos(Lat1)*cos(Lat2)*cos(MLon1-MLon2)

D2＝R*Arccos(C)*π/180。

第一无人飞行器和第二无人飞行器的垂直距离H为：

H＝|H1-H2|；

其中H1为第一无人飞行器的高度，H2为第二无人飞行器的高度。

本优选实施例的无人飞行器的交互方法同样通过将无人飞行器的飞行状态信息进行交互，可有效及时的确定不同无人飞行器之间的相对位置关系，从而可及时进行避险操作；提高了无人飞行器的飞行安全性。

请参照图3，图3为本实用新型的无人飞行器的交互方法的第三优选实施例的流程图。本优选实施例的无人飞行器的交互方法可使用第一无人飞行器和第二无人飞行器进行实施，该交互方法包括：

步骤S301，第一无人飞行器按设定时间间隔，向周围进行信标信息的广播，其中信标信息包括第一无人飞行器的第一机器标识符；

步骤S302，第二无人飞行器根据信标信息生成探询请求信息，并将探询请求信息发送至第一无人飞行器；其中探询请求信息包括第二无人飞行器的第二机器标识符；

步骤S303，第一无人飞行器根据探询请求信息，收集第一无人飞行器的第一飞行状态信息，并根据第一飞行状态信息生成探询响应信息；

步骤S304，第一无人飞行器将探询相应信息发送至第二无人飞行器；

步骤S305，第二无人飞行器收集第二无人飞行器的第二飞行状态信息，并根据第一飞行状态信息和第二飞行状态信息，计算第一无人飞行器和第二无人飞行器之间的位置关系，从而进行避险操作。

下面详细说明本优选实施例的无人飞行器的交互方法的各步骤的具体流程。

在步骤S301中，第一无人飞行器按设定时间间隔，向周围(无遮挡环境下，通信距离可达500米-1000米)进行信标信息的广播，其中该信标信息包括第一无人飞行器的第一机器标识符，如第一无人飞行器的UID(useridentifier用户标识符)，以便其他无人飞行器可对第一无人飞行器进行识别以及通信；随后转到步骤S302。

在步骤S302中，第二无人飞行器通过轮询各个频段的信道，接收第一无人飞行器广播的信标信息，并根据该信标信息生成探询请求信息，该探询请求信息用于向第一无人飞行器请求第一无人飞行器的飞行状态信息。该探询请求信息包括第二无人飞行器的第二机器标识符，如第二无人飞行器的UID，以便第一无人飞行器对第二无人飞行器进行识别以及通信。第二无人飞行器根据第一机器标识符将探询请求信息发送至第一无人飞行器，并等待第一无人飞行器的探询响应信息。随后转到步骤S303。

在步骤S303中，第一无人飞行器接收第二无人飞行器的探询请求信息，并根据该探询请求信息，通过第一无人飞行器的各个传感器收集第一无人飞行器的第一飞行状态信息，该第一飞行状态信息包括但不限于第一无人飞行器的位置信息、高度信息、飞行速度信息以及飞行方向信息中的至少一个。随后第一无人飞行器根据该第一飞行状态信息生成相应的探询响应信息。随后转到步骤S304。

在步骤S304中，第一无人飞行器根据第二机器标识符将步骤S103获取的探询响应信息发送至第二无人飞行器。随后转到步骤S305。

在步骤S305中，第二无人飞行器获取该探询响应信息后，提取其中的第一飞行状态信息；随后第二无人飞行器收集自身的第二飞行状态信息，即第二无人飞行器的位置信息、高度信息、飞行速度信息以及飞行方向信息中的至少一个，从而计算第一无人飞行器和第二无人飞行器之间的位置关系，该位置关系包括但不限于第一无人飞行器和第二无人飞行器的水平距离以及垂直距离。

这样第二无人飞行器可根据上述水平距离、垂直距离、第一无人飞行器的飞行速度信息以及飞行方向信息、以及第二无人飞行器的飞行速度信息以及飞行方向信息判断第一无人飞行器和第二无人飞行器是否小于碰撞警戒距离(水平碰撞警戒距离以及垂直碰撞警戒距离等)。如判断第一无人飞行器和第二无人飞行器的水平距离是否小于水平碰撞警戒距离、判断第一无人飞行器和第二无人飞行器的垂直距离是否小于垂直碰撞警戒距离等，当然这里的碰撞警戒距离需要根据无人飞行器的飞行速度信息以及飞行方向信息进行设定，如第一无人飞行器的飞行方向朝向第二无人飞行器的位置，则碰撞警戒距离应设置的较大，如第一无人飞行器的飞行方向远离第二无人飞行器的位置，则碰撞警戒距离可设置的较小。

如第一无人飞行器和第二无人飞行器处于碰撞警戒距离内，则第二无人飞行器进行避险操作，即减速操作、高度改变操作以及悬停操作中的至少一个，以避免与第一无人飞行器发生碰撞。如第一无人飞行器和第二无人飞行器未处于碰撞警戒距离内，则第二无人飞行器进行正常飞行操作。

这样即完成了本优选实施例的无人飞行器的交互方法的无人飞行器的交互过程。

本优选实施例的无人飞行器的交互方法同样通过将无人飞行器的飞行状态信息进行交互，可有效及时的确定不同无人飞行器之间的相对位置关系，从而可及时进行避险操作；提高了无人飞行器的飞行安全性。

本实用新型还提供一种无人飞行器的交互系统40，其包括设置在第一无人飞行器上的第一交互装置41以及设置在第二无人飞行器上的第二交互装置42，请参照图4，图4为本实用新型的无人飞行器的交互系统的优选实施例的结构示意图。本优选实施例的无人飞行器的交互系统可使用上述的无人飞行器的交互方法的第三优选实施例进行实施。

该第一交互装置41包括广播模块411、请求信息接收模块412、响应信息生成模块413以及响应信息发送模块414。广播模块411用于按设定时间间隔，向周围进行信标信息的广播，其中信标信息包括第一无人飞行器的第一机器标识符。请求信息接收模块412用于接收第二无人飞行器的探询请求信息，其中探询请求信息由第二无人飞行器根据信标信息生成；探询请求信息包括第二无人飞行器的第二机器标识符。响应信息生成模块413用于根据探询请求信息，收集第一无人飞行器的第一飞行状态信息，并根据第一飞行状态信息生成探询响应信息。响应信息发送模块414用于将探询响应信息发送至第二无人飞行器，以便第二无人飞行器计算第一无人飞行器和第二无人飞行器之间的位置关系，从而进行避险操作。

第二交互装置42包括信标信息接收模块421、请求信息发送模块422、响应信息接收模块423以及计算模块424。信标信息接收模块421用于接收第一无人飞行器的信标信息，其中信标信息包括所述第一无人飞行器的第一机器标识符。请求信息发送模块422用于根据信标信息生成探询请求信息，并将探询请求信息发送至第一无人飞行器；其中探询请求信息包括第二无人飞行器的第二机器标识符。响应信息接收模块423用于接收第一无人飞行器的探询响应信息；其中探询响应信息由第一无人飞行器根据探询请求信息生成，探询响应信息包括第一无人飞行器的第一飞行状态信息。计算模块424用于收集第二无人飞行器的第二飞行状态信息，并根据第一飞行状态信息和第二飞行状态信息，计算第一无人飞行器和第二无人飞行器之间的位置关系，从而进行避险操作。

本优选实施例的无人飞行器的交互系统40使用时，首先第一交互装置41的广播模块411按设定时间间隔，向周围(无遮挡环境下，通信距离可达500米-1000米)进行信标信息的广播，其中该信标信息包括第一无人飞行器的第一机器标识符，如第一无人飞行器的UID(useridentifier用户标识符)，以便其他无人飞行器可对第一无人飞行器进行识别以及通信。

随后第二交互装置42的信标信息接收模块421通过轮询各个频段的信道，接收第一无人飞行器广播的信标信息，并根据该信标信息生成探询请求信息，该探询请求信息用于向第一无人飞行器请求第一无人飞行器的飞行状态信息。该探询请求信息包括第二无人飞行器的第二机器标识符，如第二无人飞行器的UID，以便第一无人飞行器对第二无人飞行器进行识别以及通信。第二交互装置42的请求信息发送模块422根据第一机器标识符将探询请求信息发送至第一无人飞行器，并等待第一无人飞行器的探询响应信息。

然后第一交互装置41的请求信息接收模块412接收第二无人飞行器的探询请求信息，并根据该探询请求信息，通过第一无人飞行器的各个传感器收集第一无人飞行器的第一飞行状态信息，该第一飞行状态信息包括但不限于第一无人飞行器的位置信息、高度信息、飞行速度信息以及飞行方向信息中的至少一个。随后第一交互装置41的响应信息生成模块413根据该第一飞行状态信息生成相应的探询响应信息。

随后第一交互装置41的响应信息发送模块414根据第二机器标识符将响应信息生成模块413获取的探询响应信息发送至第二无人飞行器。然后第二交互装置42的响应信息接收模块423获取该探询响应信息后，提取其中的第一飞行状态信息；随后第二无人飞行器42的计算模块424收集自身的第二飞行状态信息，即第二无人飞行器的位置信息、高度信息、飞行速度信息以及飞行方向信息中的至少一个，从而计算第一无人飞行器和第二无人飞行器之间的位置关系，该位置关系包括但不限于第一无人飞行器和第二无人飞行器的水平距离以及垂直距离。

这样计算模块424可根据上述水平距离、垂直距离、第一无人飞行器的飞行速度信息以及飞行方向信息、以及第二无人飞行器的飞行速度信息以及飞行方向信息判断第一无人飞行器和第二无人飞行器是否小于碰撞警戒距离(水平碰撞警戒距离以及垂直碰撞警戒距离等)。如判断第一无人飞行器和第二无人飞行器的水平距离是否小于水平碰撞警戒距离、判断第一无人飞行器和第二无人飞行器的垂直距离是否小于垂直碰撞警戒距离等，当然这里的碰撞警戒距离需要根据无人飞行器的飞行速度信息以及飞行方向信息进行设定，如第一无人飞行器的飞行方向朝向第二无人飞行器的位置，则碰撞警戒距离应设置的较大，如第一无人飞行器的飞行方向远离第二无人飞行器的位置，则碰撞警戒距离可设置的较小。

如第一无人飞行器和第二无人飞行器处于碰撞警戒距离内，则第二无人飞行器进行避险操作，即减速操作、高度改变操作以及悬停操作中的至少一个，以避免与第一无人飞行器发生碰撞。如第一无人飞行器和第二无人飞行器未处于碰撞警戒距离内，则第二无人飞行器进行正常飞行操作。

这样即完成了本优选实施例的无人飞行器的交互系统40的无人飞行器的交互过程。

本优选实施例的无人飞行器的第一交互装置、第二交互装置以及交互系统通过将无人飞行器的飞行状态信息进行交互，可有效及时的确定不同无人飞行器之间的相对位置关系，从而可及时进行避险操作；提高了无人飞行器的飞行安全性。

下面通过一具体实施例说明本实用新型的无人飞行器的交互方法、交互装置及交互系统的具体工作原理。其中第一交互装置设置在第一无人飞行器51上，第二交互装置设置在第二无人飞行器52上。

第一无人飞行器51包括2.4GHz或5.8GHz无线通信模块、用于检测第一无人飞行器51的位置信息的GPS模块、用于检测第一无人飞行器51的高度信息的高度计、用于检测第一无人飞行器51的飞行速度信息的速度计以及用于检测第一无人飞行器51的飞行方向信息的陀螺仪。

第二无人飞行器52包括2.4GHz或5.8GHz无线通信模块、用于检测第二无人飞行器52的位置信息的GPS模块、用于检测第二无人飞行器52的高度信息的高度计、用于检测第二无人飞行器52的飞行速度信息的速度计、用于检测第二无人飞行器52的飞行方向信息的陀螺仪、用于计算与其他无人飞行器的水平距离和垂直距离的距离计算模块以及用于进行避险操作的避险模块。

请参照图5，图5为本实用新型的无人飞行器的交互方法、交互装置及交互系统的具体实施例的使用时序图。其包括流程：

1、第一无人飞行器51的2.4GHz无线通信单元，周期性的向周围进行信标信息的广播，信标信息包括第一无人飞行器51的第一机器标识符。

2、第二无人飞行器52的2.4GHz无线通信模块在接近第一无人飞行器51时，轮询扫描2.4GHz频段各信道，接收到第一无人飞行器51的信标信息。

3、第二无人飞行器52的2.4GHz无线通信模块将发射信道调整到接收到信标信息的广播信道上，并根据第一机器标识符将探询请求信息发送至第一无人飞行器51，该探询请求信息包括所述第二无人飞行器52的第二机器标识符。同时启动定时器等待第一无人飞行器51的探询响应信息，定时器可设置等待响应周期为10ms左右。

4、第一无人飞行器51接收到探询请求信息后，通过第一无人飞行器51的GPS模块、高度计、速度计以及陀螺仪收集第一无人飞行器51的第一飞行状态信息，并根据第一飞行状态信息生成探询响应信息。随后根据第二机器标识符通过2.4GHz无线通信模块发送至第二无人飞行器52。

5、第二无人飞行器52接收到探询响应信息后，获取第一无人飞行器51的第一飞行状态信息，同时通过第二无人飞行器52的GPS模块、高度计、速度计以及陀螺仪收集第二无人飞行器52的第二飞行状态信息。

随后第二无人飞行器52的距离计算模块根据第一飞行状态信息以及第二飞行状态信息，计算第一无人飞行器51和第二无人飞行器52之间的水平距离以及垂直距离。

最后第二无人飞行器52的避险模块根据第一无人飞行器51的飞行速度信息以及飞行方向信息、以及第二无人飞行器52的飞行速度信息以及飞行方向信息，判断第一无人飞行器51和第二无人飞行器52是否小于碰撞警戒距离。如第一无人飞行器51和第二无人飞行器52处于碰撞警戒距离内，则避险模块进行避险操作，即减速操作、高度改变操作以及悬停操作中的至少一个，以避免与第一无人飞行器发生碰撞。如第一无人飞行器51和第二无人飞行器52未处于碰撞警戒距离内，则第二无人飞行器52进行正常飞行操作。

优选的，在第二无人飞行器52接收到第一无人飞行器51的探询响应信息后，第二无人飞行器52会以一定的周期，向第一无人飞行器51发送探询请求信息，而无需再次接收第一无人飞行器51的信标信息来触发探询请求信息的发送。

这样即完成了本具体实施例的无人飞行器的交互方法、交互装置及交互系统的无人飞行器的交互过程。

本实用新型还提供一种无人飞行器及无人飞行器系统，请参照图6，图6为本实用新型的无人飞行器系统的优选实施例的结构示意图。该无人飞行器系统60包括至少一个被动无人飞行器61以及至少一个主动无人飞行器62。

被动无人飞行器61包括第一无线通信单元611、信标信息数据库612、响应信息数据库613、第一GPS模块614、第一高度计615、第一速度计616以及第一陀螺仪617。

第一无线通信单元611用于与其他终端进行无线通信；该第一无线通信单元611优选为2.4GHz或5.8GHz无线通信单元。信标信息数据库612用于将信标信息通过第一无线通信单元611发送至主动无人飞行器62。响应信息数据库613用于将探询响应信息通过第一无线通信单元611发送至主动无人飞行器62。第一GPS模块614用于将被动无人飞行器61的位置信息发送至响应信息数据库613。第一高度计615用于将被动无人飞行器61的高度信息发送至响应信息数据库613。第一速度计616用于将被动无人飞行器61的飞行速度信息发送至响应信息数据库613。第一陀螺仪617用于将被动无人飞行器61的飞行方向信息发送至响应信息数据库613。

主动无人飞行器62包括第二无线通信单元621、请求信息数据库622、距离计算芯片623、第二GPS模块624、第二高度计625、第二速度计626、第二陀螺仪627以及避险控制芯片628。

第二无线通信单元621用于与其他终端进行无线通信；该第二无线通信单元621优选为2.4GHz或5.8GHz无线通信单元。请求信息数据库622用于将探询请求信息通过第二无线通信单元621发送至被动无人飞行器61。距离计算芯片623用于计算主动无人飞行器62和被动无人飞行器61之间的水平距离以及垂直距离。第二GPS模块624用于将主动无人飞行器62的位置信息发送至距离计算芯片623。第二高度计625用于将主动无人飞行器62的高度信息发送至距离计算芯片623。第二速度计626用于将主动无人飞行器62的飞行速度信息发送至距离计算芯片623。第二陀螺仪627用于将主动无人飞行器62的飞行方向信息发送至距离计算芯片623。避险控制芯片628用于接收距离计算芯片623计算的水平距离以及垂直距离，并给主动无人飞行器62的飞行控制器输出避险控制指令。

本优选实施例的无人飞行器系统60使用时，首先被动无人飞行器61的信标信息数据库612生成信标信息，该信标信息包括被动无人飞行器61的第一机器标识符。

随后被动无人飞行器61的第一无线通信单元611将该信标信息发送至主动无人飞行器62。主动无人飞行器62的第二无线通信单元621接收到被动无人飞行器61的信标信息后，将该信标信息发送至主动无人飞行器62的请求信息数据库622。

然后请求信息数据库622根据信标信息生成探询请求信息，并将探询请求信息根据第一机器标识符通过第二无线通信单元621发送至被动无人飞行器61。其中探询请求信息包括主动无人飞行器62的第二机器标识符。

随后第一无线通信单元611接收主动无人飞行器62的探询请求信息，并将探询请求信息发送至被动无人飞行器61的响应信息数据库613。响应信息数据库613根据探询请求信息生成探询响应信息，该探询响应信息由第一GPS模块614采集的被动无人飞行器61的位置信息、第一高度计615采集的被动无人飞行器61的高度信息、第一速度计616采集的被动无人飞行器61的飞行速度信息以及第一陀螺仪617采集的被动无人飞行器61的飞行方向信息等第一飞行状态信息生成。

然后响应信息数据库613将探询响应信息，根据第二机器标识符通过第一无线通信单元611发送至主动无人飞行器62。

随后主动无人飞行器62的距离计算芯片623通过第二无线通信单元621接收到上述探询响应信息，从而得到第一飞行状态信息。同时主动无人飞行器62的距离计算芯片623获取自身的第二飞行状态信息。该第二飞行状态信息由第二GPS模块624采集的主动无人飞行器62的位置信息、第二高度计625采集的主动无人飞行器62的高度信息、第二速度计626采集的主动无人飞行器62的飞行速度信息以及第二陀螺仪627采集的主动无人飞行器62的飞行方向信息生成。

距离计算芯片623根据第一飞行状态信息以及第二飞行状态信息计算出主动无人飞行器62和被动无人飞行器61之间的水平距离以及垂直距离。

最后主动无人飞行器62的避险控制芯片628根据上述第二无人飞行器2和被动无人飞行器61之间的水平距离以及垂直距离，判断主动无人飞行器62和第二无人飞行器61之间的距离是否处于碰撞警戒距离内，如处于碰撞警戒距离内，则避险控制芯片628给主动无人飞行器62的飞行控制器输出避险控制指令。

这样即完成了本优选实施例的无人飞行器(被动无人飞行器61和主动无人飞行器62)及无人飞行器系统60的无人飞行器的交互过程。

本优选实施例的无人飞行器以及无人飞行器系统的具体工作原理与上述的无人飞行器的交互方法、交互装置以及交互系统的优选实施例中的描述相同或相似，具体请参照上述无人飞行器的交互方法、交互装置以及交互系统的优选实施例中的相关描述。

本实用新型的无人飞行器的交互方法、交互装置、交互系统、无人飞行器及无人飞行器系统通过将无人飞行器的飞行状态信息进行交互，可有效及时的确定不同无人飞行器之间的相对位置关系，从而可及时进行避险操作；提高了无人飞行器的飞行安全性；解决了现有的无人飞行器的飞行安全性较差的技术问题。

综上所述，虽然本实用新型已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本实用新型，本领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本实用新型的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种被动无人飞行器，其特征在于，包括：

第一无线通信单元，用于与其他终端进行无线通信；

信标信息数据库，用于将信标信息通过所述第一无线通信单元发送至其他无人飞行器；

响应信息数据库，用于将探询响应信息通过所述第一无线通信单元发送至其他无人飞行器；以及

第一飞行数据采集单元，用于将所述被动无人飞行器的飞行状态信息发送至所述响应信息数据。

2.根据权利要求1所述的被动无人飞行器，其特征在于，所述第一飞行数据采集单元包括但不限于第一GPS模块、第一高度计、第一速度计以及第一陀螺仪中至少一个。

3.根据权利要求1所述的被动无人飞行器，其特征在于，所述第一无线通信单元还用于接收其他无人飞行器的探询请求信息，并将所述探询请求信息发送至所述响应信息数据库。

4.一种主动无人飞行器，其特征在于，包括：

第二无线通信单元，用于与其他终端进行无线通信；

请求信息数据库，用于将探询请求信息通过所述第二无线通信单元发送至其他无人飞行器；

距离计算芯片，用于计算所述无人飞行器和其他无人飞行器之间的水平距离以及垂直距离；以及

第二飞行数据采集单元，用于将所述主动无人飞行器的飞行状态信息发送至所述距离计算芯片；以及

避险控制芯片，用于接收所述距离计算芯片计算的水平距离以及垂直距离，并给所述主动无人飞行器的飞行控制器输出避险控制指令。

5.根据权利要求4所述的主动无人飞行器，其特征在于，所述第二飞行数据采集单元包括但不限于第二GPS模块、第二高度计、第二速度计以及第二陀螺仪中至少一个。

6.根据权利要求4所述的主动无人飞行器，其特征在于，所述第二无线通信单元还用于接收其他无人飞行器的信标信息，并将所述信标信息发送至所述请求信息数据库。

7.根据权利要求4所述的主动无人飞行器，其特征在于，所述第二无线通信单元还用于接收其他无人飞行器的探询响应信息，并将所述探询响应信息发送至所述距离计算芯片。

8.一种无人飞行器系统，其特征在于，包括：

至少一个被动无人飞行器，包括：

第一无线通信单元，用于与其他终端进行无线通信；

信标信息数据库，用于将信标信息通过所述第一无线通信单元发送至第二无人飞行器；

响应信息数据库，用于将探询响应信息通过所述第一无线通信单元发送至所述第二无人飞行器；以及

第一飞行数据采集单元，用于将所述被动无人飞行器的飞行状态信息发送至所述响应信息数据；以及

至少一个主动无人飞行器，包括：

第二无线通信单元，用于与其他终端进行无线通信；

请求信息数据库，用于将探询请求信息通过所述第二无线通信单元发送至所述第一无人飞行器；

距离计算芯片，用于计算所述第二无人飞行器和所述第一无人飞行器之间的水平距离以及垂直距离；

第二飞行数据采集单元，用于将所述主动无人飞行器的飞行状态信息发送至所述距离计算芯片；以及

避险控制芯片，用于接收所述距离计算芯片计算的水平距离以及垂直距离，并给所述主动无人飞行器的飞行控制器输出避险控制指令。

9.根据权利要求8所述的无人飞行器系统，其特征在于，所述第一飞行数据采集单元包括但不限于第一GPS模块、第一高度计、第一速度计以及第一陀螺仪中至少一个；

所述第二飞行数据采集单元包括但不限于第二GPS模块、第二高度计、第二速度计以及第二陀螺仪中至少一个。

10.根据权利要求8所述的无人飞行器系统，其特征在于，所述第一无线通信单元还用于接收其他无人飞行器的探询请求信息，并将所述探询请求信息发送至所述响应信息数据库；

所述第二无线通信单元还用于接收其他无人飞行器的信标信息，并将所述信标信息发送至所述请求信息数据库；

所述第二无线通信单元还用于接收其他无人飞行器的探询响应信息，并将所述探询响应信息发送至所述距离计算芯片。