WO2016106622A1 - 移动物体及其天线自动对准方法、系统 - Google Patents

移动物体及其天线自动对准方法、系统 Download PDF

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WO2016106622A1
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antenna
current
antennas
moving object
wireless terminal
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胡孟
谢鹏
赵涛
魏建平
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SZ DJI Technology Co Ltd
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SZ DJI Technology Co Ltd
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    • B64U2201/00—UAVs characterised by their flight controls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/20—Services signaling; Auxiliary data signalling, i.e. transmitting data via a non-traffic channel
    • H04W4/21—Services signaling; Auxiliary data signalling, i.e. transmitting data via a non-traffic channel for social networking applications
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/80—Services using short range communication, e.g. near-field communication [NFC], radio-frequency identification [RFID] or low energy communication

Definitions

  • the present invention relates to an antenna alignment method, and in particular, to a moving object and an antenna automatic alignment method and system thereof.
  • the control and data transmission of the existing universal commercial UAV is mainly a point-to-point transmission method, which is divided into a ground end and an aircraft end.
  • the ground end mainly completes the remote control aircraft, receives the data returned by the flight end and performs processing, etc., while the aircraft end mainly performs flight according to the ground end command, and sends corresponding data to the ground end according to the command of the ground end.
  • the ground end and the aircraft end form a point-to-point communication link.
  • the stability and reliability of the communication link play an important role in the safe and controllable flight of the aircraft and data backhaul.
  • the transmission power and receiving sensitivity will remain basically the same, and the stability is relatively high.
  • the actual relative gain of the transceiver antenna will vary with the relative position and orientation between the two. Then, from the calculation formula of the above system gain GSYS, it can be seen that to maintain the stability of the system gain, it is necessary to ensure that the transmitting and receiving antennas are in the direction of the maximum gain of the other party.
  • the servo pan/tilt is usually used to dynamically adjust the position of the antenna according to the orientation of the other party or the strength of the received signal.
  • Patents are also available at home and abroad.
  • the patent number is CN 202257283 U.
  • the invention is entitled "A Automatic Tracking Antenna Device and Mobile Terminal" Chinese Patent.
  • This Chinese patent automatically aligns satellite-like GPS antennas with satellites based on servo heads and electronic compasses.
  • the structure of the Chinese patented automatic tracking antenna device is relatively complicated and large in size, and is not suitable for wireless communication in the field of unmanned aerial vehicles.
  • An antenna automatic alignment method for a mobile object comprising a plurality of antennas for establishing a communication link with a wireless terminal, the method comprising the steps of:
  • the multiple antennas including a backup antenna
  • An antenna that can be used for current communication is selected based on current feature information of the plurality of antennas.
  • the antenna automatic alignment method a plurality of antennas including a spare antenna are disposed on a moving object, and the antenna for communication is switched by the current feature information of the plurality of antennas acquired in real time, and the transmitting and receiving antennas are always blocked. Maintain communication stability and reliability.
  • the present invention also provides an antenna automatic alignment system based on the above antenna automatic alignment method.
  • An antenna automatic alignment system for a moving object characterized in that the moving object comprises a plurality of antennas for establishing a communication link with a wireless terminal, the antenna automatic alignment system comprising:
  • a feature information acquiring module configured to acquire current feature information of the multiple antennas in real time, where the multiple antennas include a backup antenna;
  • An antenna selection module is configured to select an antenna that can be used for current communication according to current feature information of the multiple antennas.
  • the present invention also provides a moving object to which the above-described antenna automatic alignment method is applied.
  • a moving object including:
  • the plurality of antennas for establishing a communication link with the wireless terminal, the plurality of antennas including a backup antenna;
  • a feature information acquiring device configured to acquire current feature information of the multiple antennas in real time
  • the controller is communicably connected to the plurality of antennas and the feature information acquiring device, and is configured to select an antenna that can be used for current communication according to current feature information of the plurality of antennas.
  • the present invention further provides a controller for performing the steps of calculation, judgment, selection, and the like in the above-described antenna automatic alignment method.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an antenna automatic alignment method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the principle of the automatic alignment method of the antenna shown in FIG. 1;
  • FIG. 3 is a flowchart of an antenna automatic alignment method according to Embodiment 1 of the present invention.
  • step S1a of the antenna automatic alignment method shown in FIG. 3 is a flow chart of one embodiment of step S1a of the antenna automatic alignment method shown in FIG. 3;
  • FIG. 5 is a flow chart showing another embodiment of the step S1a of the antenna automatic alignment method shown in Figure 3;
  • step S2a of the antenna automatic alignment method shown in FIG. 3 is a flow chart of one embodiment of step S2a of the antenna automatic alignment method shown in FIG. 3;
  • FIG. 7 is a specific flowchart of the antenna automatic alignment method shown in FIG. 6;
  • FIG. 9 is a flowchart of one embodiment of a first step of an antenna automatic alignment method according to Embodiment 2 of the present invention.
  • Figure 10 is a flow chart showing another embodiment of the first step of the antenna automatic alignment method shown in Figure 9;
  • FIG. 11 is a flowchart of one embodiment of a second step of an automatic antenna alignment method according to Embodiment 2 of the present invention.
  • Figure 13 is a block diagram of an antenna automatic alignment system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 14 is a block diagram of one embodiment of a feature information acquisition module of the antenna automatic alignment system shown in FIG. 13;
  • FIG. 15 is a block diagram of one embodiment of an antenna selection module of the antenna automatic alignment system shown in FIG. 13;
  • FIG. 16 is a specific block diagram of an antenna selection module of an antenna automatic alignment system according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 17 is a specific block diagram of an antenna automatic alignment system according to Embodiment 3 of the present invention.
  • Figure 18 is a circuit schematic diagram of a moving object according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 19 is a circuit schematic diagram of a mobile terminal communicatively coupled to the mobile object shown in Figure 18.
  • Embodiments of the present invention provide an antenna automatic alignment method for a mobile object, the mobile object including a plurality of antennas for establishing a communication link with a wireless terminal, the plurality of antennas including a backup antenna.
  • the method acquires current feature information of the multiple antennas in real time, and selects an antenna that can be used for current communication according to current feature information of the multiple antennas. For example, according to current feature information of the plurality of antennas, an antenna that is currently aligned with the wireless terminal can be selected and used as an antenna for current communication.
  • the moving object may be a ground moving object, such as a ground remotely controlled vehicle, etc.; or an object may be moved in the air, such as an unmanned aerial vehicle or the like.
  • Unmanned aerial vehicles can be fixed-wing drones, rotary-wing drones, and the like.
  • the wireless terminal may be a terrestrial wireless terminal, for example, a UAV ground base station, a remote controller, etc., or may be an over-the-air wireless terminal, such as a UAV air base station, other aircraft, or the like.
  • the antenna may be a WiFi antenna, a WiMAX antenna, a COFDM antenna, or the like.
  • the current feature information may be signal state information of the antenna, for example, signal power of the antenna, signal strength of the antenna, signal quality of the antenna, etc., may also be Relative position information of the antenna with respect to the wireless terminal, for example, current position information of the plurality of antennas with respect to the moving object, current position information of the wireless terminal with respect to the moving object, and the like.
  • the present invention also provides an antenna alignment system for a moving object.
  • the present invention also provides a moving object based on the above antenna automatic alignment method.
  • the moving object includes: feature information acquiring means for acquiring current feature information of the plurality of antennas in real time, communicably connected to the wireless circuit module and the feature information acquiring device, and configured to be used according to the plurality of antennas
  • the current feature information selects a controller that can be used for the antenna of the current communication.
  • the feature information acquiring apparatus includes at least one of: an attitude sensor for acquiring current posture information of the moving object, for acquiring the current absolute of the moving object or/and the mobile terminal in real time.
  • a position sensor for position information a wireless circuit module for scanning signal power of the plurality of antennas.
  • an antenna automatic alignment method according to Embodiment 1 of the present invention is applied to a moving object 10, which includes a plurality of antennas 11 for establishing a communication link with the wireless terminal 20.
  • the moving object 10 may be an air moving object, a ground moving object, or the like.
  • the wireless terminal 20 may be a terrestrial wireless terminal, an over-the-air wireless terminal, etc., and the antenna 11 may be a WiFi antenna, a WiMAX antenna, a COFDM antenna, or the like.
  • the mobile object 10 is described by taking an unmanned aerial vehicle as an example.
  • the wireless terminal 20 is described by taking a remote controller as an example, and the communication link is exemplified by a MIMO communication link.
  • the antenna automatic alignment method includes steps S1a to S2a.
  • step S1a current feature information of the plurality of antennas 11 is acquired in real time, and the plurality of antennas 11 include spare antennas.
  • the current feature information includes at least one of signal state information of the antenna 11 and relative position information of the antenna 11 with respect to the wireless terminal 20.
  • the current feature information may include current location information of the plurality of antennas 11 with respect to the mobile object 10, current location information of the wireless terminal 20 with respect to the mobile object 10, and the like.
  • the signal state information may be the signal power of the antenna 11, the signal strength of the antenna 11, the signal quality of the antenna 11, and the like.
  • the current feature information is relative position information of the plurality of antennas 11 with respect to the wireless terminal 20, which may include current position information of the plurality of antennas 11 with respect to the moving object 10, and the wireless terminal 20 Relative position information relative to the moving object 10.
  • step S1a specifically includes the following steps:
  • step S11a the current posture information of the moving object 10 and the preset posture information of the plurality of antennas 11 with respect to the moving object 10 are acquired.
  • the angle between the north direction and the nose is a heading angle ⁇ , wherein the clockwise direction is positive and the counterclockwise direction is negative.
  • the angle ⁇ ranges from -180° to 180°.
  • the unmanned aerial vehicle is used as the coordinate system, that is, the X-axis is connected to the tail of the nose, and the horizontal coordinate system (not shown) is established for the left and right sides of the UAV.
  • the four sets of antennas 11 on the unmanned aerial vehicle are respectively A1 ⁇ A4, and ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3, and ⁇ 4 are the horizontal angles of the four antennas A1 ⁇ A4 on the unmanned aerial vehicle and the head direction of the unmanned aerial vehicle, respectively.
  • the four antennas A1 to A4 are respectively mounted on the four corners of the unmanned aircraft at 45°, 135°, 225°, and 315°. Since the four antennas A1 ⁇ A4 are located at the four corners of the unmanned aerial vehicle, it is ensured that the unmanned aircraft always has two antennas 11 not blocked by the fuselage regardless of the posture and heading, and the wireless terminal 20 Form line of sight communication.
  • step S12a based on the current posture information of the moving object 10 and the preset posture information of the plurality of antennas 11 with respect to the moving object 10, the current position information of the plurality of antennas 11 with respect to the moving object 10 is calculated.
  • the geometric center of the unmanned aerial vehicle is taken as the origin
  • the north-south direction is the X-axis (the north is the forward direction)
  • the east-west direction is the Y-axis (the west is the forward direction) to establish the coordinate system.
  • the position of the four antennas A1 ⁇ A4 of the UAV and the position of the wireless terminal 20 are equivalent to four vector points on the plane coordinate system.
  • the angles between the four antennas A1 to A4 and the X axis are ⁇ + ⁇ 1, ⁇ + ⁇ 2, ⁇ + ⁇ 3 and ⁇ + ⁇ 4, respectively.
  • the step S1a specifically includes:
  • step S13a the current absolute position information of the wireless terminal 20 and the current absolute position information of the moving object 10 are acquired in real time.
  • the absolute position of the wireless terminal 20 is Gp, and the absolute position of the wireless terminal 20 is Up, and their absolute positions are acquired by the positioning sensor.
  • Step S14a based on the current absolute position information of the wireless terminal 20 and the current absolute position information of the moving object 10, the current position information of the wireless terminal 20 with respect to the moving object 10 is calculated.
  • the wireless terminal is taken as the origin of the geometric center of the unmanned aerial vehicle, the north-south direction is the X-axis (the north is the forward direction), and the east-west direction is the Y-axis (the west is the forward direction).
  • the position vector is at an angle ⁇ with the X axis.
  • the step S1a specifically includes:
  • Step S13'a acquiring current absolute position information of the moving object 10 in real time
  • Step S14'a based on the position information of the starting point of the moving object 10 and the current absolute position information of the moving object 10, the current position information of the wireless terminal 20 with respect to the moving object 10 is calculated.
  • the starting point of the moving object 10 is the take-off point of the unmanned aerial vehicle.
  • step S2a the antenna 11 that can be used for the current communication is selected based on the current feature information of the plurality of antennas 11.
  • step S2a specifically includes:
  • step S21 it is calculated whether the current feature information of the plurality of antennas 11 satisfies a switching criterion.
  • the switching criterion includes at least one of: selecting an antenna 11 having a larger value of current feature information among the plurality of antennas 11, selecting an antenna 11 having a smaller value of current feature information among the plurality of antennas 11, and selecting a plurality of antennas 11 The current feature information satisfies the antenna 11 of a threshold range.
  • Each current feature information corresponds to a switching criterion, or multiple current feature information corresponds to the same switching criterion. It is calculated whether the current feature information of the plurality of antennas 11 satisfies the corresponding switching criterion.
  • the switching criterion may be set according to a rule of the plurality of antennas 11 that aligns with the current feature information of the antenna 11 of the wireless terminal 20.
  • step S22 according to the switching criterion, the antenna 11 that can be used for the current communication is selected.
  • the antenna 11 whose current feature information satisfies the corresponding switching criterion is selected as the current communication antenna.
  • the current feature information is relative position information of the plurality of antennas 11 with respect to the wireless terminal 20, which may include current position information of the plurality of antennas 11 with respect to the moving object 10, and the wireless terminal 20 is relative to the moving object 10 Current location information.
  • step S2a specifically includes:
  • step S21a it is calculated whether the current position information of the plurality of antennas 11 with respect to the moving object 10 and the current position information of the wireless terminal 20 with respect to the moving object 10 satisfy a switching criterion.
  • the step S21a specifically includes:
  • step S211a a plurality of position ranges are constructed based on the current position information of the plurality of antennas 11 with respect to the moving object.
  • four threshold ranges are constructed based on the current angular positions ⁇ + ⁇ 1, ⁇ + ⁇ 2, ⁇ + ⁇ 3, and ⁇ + ⁇ 4 of the four antennas A1 to A4 with respect to the UAV. +360) mod 360, ( ⁇ + ⁇ 2 + 360) mod 360, ( ⁇ + ⁇ 3 + 360) mod 360, ( ⁇ + ⁇ 4 + 360) mod 360, where mod is a remainder function.
  • Step S212a calculating whether the plurality of location ranges cover the current location information of the wireless terminal 20 with respect to the mobile object 10.
  • the switching criterion is: an antenna 11 corresponding to a range of locations of the wireless terminal 20 with respect to current location information of the mobile object 10, that is, an antenna 11 that is aligned with the wireless terminal 20.
  • the relative angle ⁇ of the wireless terminal relative to the moving object 10 is calculated to fall within four threshold ranges ( ⁇ + ⁇ 1 + 360) mod 360, ( ⁇ + ⁇ 2 + 360) mod 360, ( ⁇ + ⁇ 3+360) mod 360, which of ( ⁇ + ⁇ 4 + 360) mod 360.
  • step S22a the antenna 11 that can be used for the current communication is selected according to the switching criterion.
  • step S22a specifically includes:
  • step S221a one of the antennas 11 corresponding to the range of positions covering the current position information of the wireless terminal 20 with respect to the moving object 10 is selected as the antenna 11 for aligning the wireless terminal 20.
  • the location range includes a coordinate range in which the current position information of the plurality of antennas 11 with respect to the moving object 10 is an end point and a preset protection range.
  • the preset protection range is for preventing the plurality of antennas 11 from frequently switching at the coordinate positions of the end points of the antennas, which easily causes communication interruption.
  • the dead zone protection angle ⁇ is 10°, when the above angle exceeds the dead zone protection angle The antenna is switched afterwards.
  • antennas A1 and A2 are used. Then, with the movement of the aircraft, at the next moment, the relationship between the heading angle ⁇ and the relative angle ⁇ is as follows:
  • the antennas A1 and A2 are still used, and only when ( ⁇ + ⁇ 2 + 360) mod 360 + ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ( ⁇ + ⁇ 3 + 360) mod 360, the antennas A2 and A3 are switched.
  • the relative angle ⁇ angle of the wireless terminal 20 and the UAV and the heading angle ⁇ are calculated according to a certain time interval t, and then the corresponding antenna 11 is switched according to the calculation result.
  • the determination of the time interval t is comprehensively determined according to the time slot allocation scheme of the wireless terminal 20 and the unmanned aerial vehicle, the position refresh rate of the positioning sensor, and the change of the posture of the unmanned aerial vehicle.
  • the switching time of the antenna 11 cannot fall in the time slot of the wireless communication data transmission and reception, otherwise the communication error will be caused.
  • the installation mode and switching mechanism of the antenna 11 are similar to those described above.
  • the arrangement interval angle between the antennas 11 can be changed to 360°/N, and the switching antennas 11 are combined into N groups.
  • the antenna automatic alignment method in the second embodiment of the present invention is substantially the same as the first embodiment, and the difference is that the current feature information in the antenna automatic alignment method in the second embodiment is the current location information of the plurality of antennas 11, And location information of the wireless terminal 20.
  • the step of acquiring the current feature information of the multiple antennas 11 with respect to the wireless terminal 20 includes:
  • step S11b the current posture information of the moving object 10 and the preset posture information of the plurality of antennas 11 with respect to the moving object 10 are acquired.
  • step S12b based on the current posture information of the moving object 10 and the preset posture information of the plurality of antennas 11 with respect to the moving object 10, the current position information of the plurality of antennas 11 with respect to the moving object 10 is calculated.
  • the wireless terminal 20 when the current location information of the wireless terminal 20 can be obtained in real time, for example, the wireless terminal 20 is provided with a positioning sensor such as a GPS, and the current location information of the wireless terminal 20 is acquired in real time by the positioning sensor of the moving object 10, and the step S1b specifically includes :
  • step S13b the current absolute position information of the wireless terminal 20 and the current absolute position information of the moving object 10 are acquired in real time.
  • Step S14b based on the current absolute position information of the wireless terminal 20 and the current absolute position information of the moving object 10, the current position information of the wireless terminal 20 with respect to the moving object 10 is calculated.
  • the step of acquiring the current feature information of the multiple antennas 11 with respect to the wireless terminal 20 specifically includes:
  • step S13'b the current absolute position information of the moving object 10 is acquired in real time.
  • Step S14'b based on the position information of the starting point of the moving object 10 and the current absolute position information of the moving object 10, the current position information of the wireless terminal 20 with respect to the moving object 10 is calculated.
  • the starting point of the moving object 10 is the take-off point of the unmanned aerial vehicle.
  • the step of selecting the antenna 11 that can be used for the current communication specifically includes:
  • step S21b the spacing between the current position of the plurality of antennas 11 and the position of the wireless terminal 20 is calculated separately.
  • the distance between the current position of the plurality of antennas 11 and the position of the wireless terminal 20 can be calculated.
  • step S22b a partial antenna 11 having a short pitch is selected as the antenna 11 for aligning the wireless terminal 20.
  • the switching criterion is: the antenna 11 having a short distance between the current position of the antenna 11 aligned with the wireless terminal 20 and the current position of the wireless terminal 20.
  • the partial antenna 11 in which the pitch is short is selected as the antenna 11 that is aligned with the wireless terminal 20.
  • the antenna automatic alignment method of the third embodiment of the present invention is basically the same as that of the first embodiment, and the difference is that the current feature information in the antenna automatic alignment method of the third embodiment is the signal state information of the antenna 11.
  • the signal state information may be the signal power of the antenna 11, the signal strength of the antenna 11, the signal quality of the antenna 11, and the like.
  • the signal state information of the antenna 11 will be described below by taking the signal power of the antenna 11 as an example.
  • the step of acquiring current feature information of the plurality of antennas 11 with respect to the wireless terminal 20 is specifically as follows:
  • Step S11c scanning signal power of the plurality of antennas 11 in a preset time period
  • the step of selecting the antenna 11 that can be used for the current communication according to the current feature information of the multiple antennas 11 specifically includes:
  • step S21c the signal power integral of each antenna 11 in the preset time period is calculated as the current signal power of the plurality of antennas 11.
  • step S22c at least one antenna 11 in which the current signal power is large is selected as the antenna 11 for aligning the wireless terminal 20, and serves as an antenna for the current communication.
  • the antenna 11 of the wireless terminal 20 can be known according to the switching criterion.
  • an antenna automatic alignment system 100 according to Embodiment 1 of the present invention is applied to a moving object 10 that includes a plurality of antennas 11 for establishing a communication link with the wireless terminal 20.
  • the moving object 10 can be an unmanned aerial vehicle, such as a rotary wing drone, a fixed wing drone, or the like.
  • the wireless terminal 20 can be a terrestrial wireless terminal, such as a remote control, a UAV ground base station, etc., and the wireless terminal 20 can also be an over-the-air wireless terminal, such as other aircraft, UAV air base stations, and the like.
  • the antenna 11 may be a WiFi antenna, a WiMAX antenna COFDM antenna, or the like.
  • the communication link established between the plurality of antennas 11 and the wireless terminal 20 can be any point-to-point communication link, for example, the communication link can be a MIMO communication link.
  • the antenna automatic alignment system 100 includes a feature information acquisition module 101 and an antenna selection module 102.
  • the feature information acquiring module 101 is configured to acquire current feature information of the plurality of antennas 11 in real time, and the plurality of antennas 11 include a backup antenna.
  • the antenna selection module 102 is configured to select an antenna 11 that can be used for current communication according to current feature information of the plurality of antennas 11.
  • the current feature information may include at least one of the following: signal state information of the antenna 11 and relative position information of the antenna 11 with respect to the wireless terminal 20.
  • the signal state information may be the signal power of the antenna 11, the signal strength of the antenna 11, the signal quality of the antenna 11, and the like.
  • the relative position information of the antenna 11 with respect to the wireless terminal 20 may include current position information of the plurality of antennas 11 with respect to the moving object 10, current position information of the wireless terminal 20 with respect to the moving object 10, and the like.
  • the current feature information is that the current feature information is relative position information of the plurality of antennas 11 with respect to the wireless terminal 20.
  • the current feature information includes current position information of the plurality of antennas 11 with respect to the moving object 10, and current position information of the wireless terminal 20 with respect to the moving object 10.
  • the feature information acquiring module 101 specifically includes:
  • the attitude information acquiring module 110 is configured to acquire current posture information of the moving object 10 and preset posture information of the plurality of antennas 11 with respect to the moving object 10.
  • the antenna position information calculation module 120 is configured to calculate current position information of the plurality of antennas 11 relative to the moving object 10 according to current posture information of the moving object 10 and preset posture information of the plurality of antennas 11 with respect to the moving object 10.
  • the feature information acquiring module 101 specifically includes: when the mobile object 10 can obtain the current absolute location information of the wireless terminal 20 in real time, the method further includes:
  • the absolute location information obtaining module 130 is configured to acquire current absolute location information of the wireless terminal 20 and current absolute location information of the mobile object 10 in real time.
  • the wireless terminal 20 location information calculation module 140 is configured to calculate current location information of the wireless terminal 20 relative to the mobile object 10 according to the current absolute location information of the wireless terminal 20 and the current absolute location information of the mobile object 10.
  • the feature information acquiring module 101 specifically includes:
  • the moving object absolute position information acquiring module 130a is configured to acquire current absolute position information of the moving object 10 in real time;
  • the starting point position information calculation module 140a is configured to calculate current position information of the wireless terminal 20 relative to the moving object 10 according to the position information of the starting point of the moving object 10 and the current absolute position information of the moving object 10.
  • the starting point of the moving object 10 is the take-off point of the unmanned aerial vehicle.
  • the antenna selection module 102 specifically includes a criterion module 150 and a switching module 160.
  • the criterion module 150 is configured to calculate whether current feature information of the multiple antennas 11 meets a switching criterion.
  • the switching module 160 is configured to select an antenna 11 that can be used for current communication according to the switching criterion.
  • the switching criterion may include at least one of: selecting an antenna 11 having a larger value of current feature information among the plurality of antennas 11, selecting an antenna 11 having a smaller value of current feature information among the plurality of antennas 11, and selecting a plurality of antennas 11 The current feature information satisfies the antenna 11 of a threshold range.
  • the antenna selection module 102 specifically includes:
  • the position criterion module 150a is configured to calculate current position information of the plurality of antennas 11 with respect to the moving object 10 and whether the current position information of the wireless terminal 20 with respect to the moving object 10 satisfies a switching criterion.
  • the location switching module 160a is configured to select an antenna 11 that can be used for current communication according to the handover criterion.
  • the location criterion module 150a specifically includes:
  • the location range module 151a is configured to construct a plurality of location ranges according to current location information of the plurality of antennas 11 with respect to the moving object.
  • the location determining module 153a is configured to calculate whether the plurality of location ranges cover current location information of the wireless terminal 20 relative to the mobile object 10.
  • the location switching module 160a specifically includes:
  • the location range switching module 161a is configured to select one of the antennas 11 corresponding to the range of locations covering the current location information of the wireless terminal 20 with respect to the mobile object 10 as the antenna 11 that aligns the wireless terminal 20.
  • the position range includes a coordinate range in which the current position information of the plurality of antennas 11 with respect to the moving object 10 is an end point and a preset protection range.
  • the antenna automatic alignment system 200 of the second embodiment of the present invention is substantially similar to the antenna automatic alignment system 100 of the first embodiment, except that the antenna automatic alignment system 200 antenna selection module 202 is selected. Specifically, the distance calculation module 210 and the distance switching module 220 are included.
  • the distance calculation module 210 is configured to calculate a spacing between a current location of the plurality of antennas 11 and a current location of the wireless terminal 20, respectively.
  • the distance switching module 220 is configured to select a partial antenna 11 having a short interval as the antenna 11 that is aligned with the wireless terminal 20.
  • the antenna automatic alignment system 300 of the third embodiment of the present invention is substantially similar to the antenna automatic alignment system 100 of the first embodiment, except that the current feature information is the signal state information of the antenna 11.
  • the signal state information may be the signal power of the antenna 11, the signal strength of the antenna 11, the signal quality of the antenna 11, and the like.
  • the feature information acquiring module 301 specifically includes:
  • the power scanning module 310a is configured to scan signal power of the plurality of antennas 11 within a preset time period.
  • the antenna selection module 302 specifically includes:
  • the power calculation module 320a is configured to calculate signal power integration of each antenna 11 in a preset time period as the current signal power of the plurality of antennas 11.
  • the power switching module 360a is configured to select at least one antenna 11 in which the current signal power is large as the antenna 11 of the aligning wireless terminal 20, and as an antenna for current communication.
  • the present invention also provides a moving object 10 to which the antenna alignment method is applied.
  • the moving object 10 can move an object on the ground, for example, a ground remote control vehicle; it can also move an object in the air, for example, an unmanned aerial vehicle or the like.
  • an unmanned aerial vehicle for example, an unmanned aerial vehicle or the like.
  • the moving object 10 of the present embodiment includes a plurality of antennas 11, a feature information acquiring device 12, a wireless circuit module 13, and a controller 14.
  • a plurality of antennas 11 are provided for establishing a communication link with the wireless terminal 20, wherein the plurality of antennas 11 comprise spare antennas.
  • the communication link is a point-to-point communication link, for example, the communication link can be a MIMO communication link.
  • the antenna 11 may be a WiFi antenna, a WiMAX antenna, a COFDM antenna, or the like.
  • the number of spare antennas and current communication antennas of the plurality of antennas 11 can be designed according to actual needs.
  • the number of spare antennas is equal to the number of current communication antennas.
  • the number of the spare antenna and the current communication antenna are both two.
  • the current feature information may include at least one of signal state information of the antenna 11 and relative position information of the antenna 11 with respect to the wireless terminal 20.
  • the signal state information may be the signal power of the antenna 11, the signal strength of the antenna 11, the signal quality of the antenna 11, and the like.
  • the relative position information of the plurality of antennas 11 with respect to the wireless terminal 20 may include current position information of the plurality of antennas 11 with respect to the moving object 10, current position information of the wireless terminal 20 with respect to the moving object 10, and the like.
  • the feature information acquiring device 12 is configured to acquire current feature information of the plurality of antennas 11 in real time.
  • the specific structure of the feature information acquiring means 12 can be designed based on the current feature information.
  • the current feature information is relative position information of the plurality of antennas 11 with respect to the wireless terminal 20, and accordingly, the feature information acquiring means 12 includes an attitude sensor 12a for acquiring current posture information of the moving object 10. And a positioning sensor 12b for acquiring the current absolute position information of the wireless terminal 20 and the current absolute position information of the moving object 10 in real time.
  • the current feature information is the signal power of the antenna 11, and accordingly, the feature information acquiring means 12 includes a wireless circuit module 13 for scanning the signal power of the plurality of antennas 11 for a preset period of time.
  • the controller 14 is communicably connected to the plurality of antennas 11 through the wireless circuit module 13 and transmits and receives wireless signals through the wireless circuit module 13.
  • the controller 14 is communicably connected to the antenna 11 and the feature information acquiring device 12 for selecting the antenna 11 that can be used for the current communication based on the current feature information of the plurality of antennas 11.
  • the moving object 10 further includes a control switch 15 electrically connected between the wireless circuit module 13 and the plurality of antennas 11.
  • the controller 14 is specifically configured to calculate whether the current feature information of the plurality of antennas 11 meets a switching criterion. And according to the switching criterion, the antenna 11 that can be used for the current communication is selected by the control switch 15.
  • the switching criterion includes at least one of: selecting an antenna 11 having a larger value of current feature information among the plurality of antennas 11, selecting an antenna 11 having a smaller value of current feature information among the plurality of antennas 11, and selecting a plurality of antennas 11 The current feature information satisfies the antenna 11 of a threshold range.
  • the function of the controller 14 may be designed according to current feature information of the antenna 11, for example, in one embodiment, the current feature information is relative position information of the plurality of antennas 11 with respect to the wireless terminal 20, the moving object 10 Also included is a memory 16 for storing preset attitude information of the plurality of antennas 11 with respect to the moving object 10, the feature information acquiring means 12 including an attitude sensor 12a for acquiring current posture information of the moving object 10 for acquiring the wireless terminal in real time The current absolute position information of 20, and the position sensor 12b of the current absolute position information of the moving object 10.
  • the controller 14 calculates current position information of the plurality of antennas 11 with respect to the moving object 10 based on the current posture information of the moving object 10 and the preset posture information of the plurality of antennas 11 with respect to the moving object 10. At the same time, the controller 14 calculates the current position information of the wireless terminal 20 with respect to the moving object 10 based on the current absolute position information of the wireless terminal 20 and the current absolute position information of the moving object 10.
  • the memory 16 is also used to store the position information of the starting point of the moving object 10, and the controller 14 according to the position information of the starting point of the moving object 10 and the moving object 10
  • the current absolute position information calculates the current position information of the wireless terminal 20 relative to the moving object 10.
  • the starting point of the moving object 10 is the take-off point of the unmanned aerial vehicle.
  • the controller 14 calculates whether the current position information of the plurality of antennas 11 with respect to the moving object 10 and the current position information of the wireless terminal 20 with respect to the moving object 10 satisfy a switching criterion, and selects an antenna that can be used for current communication by controlling the switch 15. 11.
  • the function of the controller 14 to calculate whether the current feature information of the plurality of antennas 11 satisfies a switching criterion can be designed according to actual needs.
  • the controller 14 is configured to move relative to the plurality of antennas 11 according to the plurality of antennas 11
  • the current position information of the object, constructing a plurality of position ranges, and calculating whether the plurality of position ranges cover current position information of the wireless terminal 20 with respect to the moving object 10 to determine current position information of the plurality of antennas 11 with respect to the moving object 10 and wirelessly Whether the current position information of the terminal 20 with respect to the moving object 10 satisfies a switching criterion.
  • the controller 14 selects the function of aligning the antenna 11 of the wireless terminal 20 according to the switching criterion.
  • the function of the antenna 11 can be designed according to actual needs.
  • the controller 14 is further configured to select one of the coverage wireless terminals 20 to be relatively
  • the antenna 11 corresponding to the position range of the current position information of the moving object 10 serves as the antenna 11 that aligns with the wireless terminal 20.
  • the position range includes a coordinate range in which the current position information of the plurality of antennas 11 with respect to the moving object 10 is an end point and a preset protection range.
  • the controller 14 calculates whether the current feature information of the plurality of antennas 11 satisfies a switching criterion.
  • the controller 14 is for calculating the spacing between the current position of the plurality of antennas 11 and the position of the wireless terminal 20, respectively, and selecting the partial antenna 11 in which the pitch is shorter as the antenna 11 that aligns the wireless terminal 20.
  • the controller 14 when the current feature information is the signal state information of the antenna 11, the controller 14 is configured to: the controller 14 is configured to calculate whether the signal state information of the plurality of antennas 11 satisfies a switching criterion, and according to the switching criterion, The antenna 11 that can be used for the current communication is selected.
  • the signal state information may be the signal power of the antenna 11, and the moving object 10 further includes a wireless circuit module 13 for scanning the signal power of the plurality of antennas 11 within a preset time period, and the controller 14 calculates each time period within the preset time period.
  • the signal power of the antennas 11 is integrated as the current signal power of the plurality of antennas 11.
  • the controller 14 selects at least one antenna 11 in which the current signal power is large as the antenna 11 of the aligning wireless terminal 20, and serves as an antenna for the current communication.
  • the wireless terminal 20 may be a terrestrial wireless terminal, a UAV ground base station, a remote controller, etc., or may be an over-the-air wireless terminal, such as a UAV air base station, other aircraft, and the like.
  • a remote controller will be described as an example.
  • the wireless terminal 20 includes a plurality of communication antennas 21, a terminal controller 22, a terminal positioning sensor 23, a terminal wireless circuit module 24, and a terminal memory 25.
  • the number of communication antennas 21 can be designed according to requirements.
  • the number of communication antennas 21 is two, which is constructed as a 2x2 MIMO communication link with the antenna 11 of the moving object 10.
  • the terminal controller 22 is communicably connected to the communication antenna 21 via the terminal radio circuit module 24, and controls the communication antenna 21 to transmit and receive data through the radio circuit module 13.
  • the terminal location sensor 23 is in communication with the terminal controller 22 for sensing current location information of the wireless terminal 20.
  • the terminal positioning sensor 23 can be a GPS, a Beidou satellite positioning sensor, or the like.
  • the terminal memory 25 is connected to the terminal controller 22 for storing data, for example, for storing data and the like transmitted by the communication link established by the communication antenna 21 of the mobile terminal 10 and the communication antenna 21 established by the communication terminal 21 of the wireless terminal 20.
  • the present invention further provides a controller for performing the steps of calculation, judgment, selection, and the like in the above-described antenna automatic alignment method.
  • the related apparatus and method disclosed may be implemented in other manners.
  • the device embodiments described above are merely illustrative.
  • the division of the modules or units is only a logical function division.
  • there may be another division manner for example, multiple units or components may be used. Combinations can be integrated into another system, or some features can be ignored or not executed.
  • the mutual coupling or direct coupling or communication connection shown or discussed may be an indirect coupling or communication connection through some interface, device or unit, and may be in an electrical, mechanical or other form.
  • the units described as separate components may or may not be physically separated, and the components displayed as units may or may not be physical units, that is, may be located in one place, or may be distributed to multiple network units. Some or all of the units may be selected according to actual needs to achieve the purpose of the solution of the embodiment.
  • each functional unit in each embodiment of the present invention may be integrated into one processing unit, or each unit may exist physically separately, or two or more units may be integrated into one unit.
  • the above integrated unit can be implemented in the form of hardware or in the form of a software functional unit.
  • the integrated unit if implemented in the form of a software functional unit and sold or used as a standalone product, may be stored in a computer readable storage medium.
  • the technical solution of the present invention which is essential or contributes to the prior art, or all or part of the technical solution, may be embodied in the form of a software product stored in a storage medium.
  • a number of instructions are included to cause a computer processor to perform all or part of the steps of the methods described in various embodiments of the present invention.
  • the foregoing storage medium includes: a U disk, a removable hard disk, a read-only memory (ROM), a random access memory (RAM), a magnetic disk, or an optical disk, and the like, which can store program codes.

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Abstract

本发明公开一种移动物体及其天线自动对准方法、系统，所述天线自动对准方法，所述移动物体包括用于与无线终端之间建立通信链路的多个天线，所述方法包括如下步骤：实时获取所述多个天线的当前特征信息，所述多个天线包括备用天线；根据所述多个天线的当前特征信息，选择出能够用于当前通信的天线。上述天线自动对准方法，在移动物体上设置包含备用天线的多个天线，通过实时获取的所述多个天线的当前特征信息，切换用于通信的天线，始终保持收发天线不被遮挡，从而维持通信的稳定性和可靠性。上述天线自动对准方法中无需采用体积较大的伺服云台，使得天线体积小，重量轻，结构方面也比较简单，非常适用于移动物体。

Description

移动物体及其天线自动对准方法、系统 技术领域
本发明涉及一种天线对准方法，特别涉及一种移动物体及其天线自动对准方法、系统。
背景技术
现有的通用商业型的无人飞行器的控制和数据传输主要是点对点传输方式，分为地面端和飞行器端。地面端主要是完成遥控飞行器、接收飞行端传回的数据并进行处理等工作，而飞行器端主要是根据地面端指令进行飞行，根据地面端的指令发送对应的数据给地面端。地面端和飞行器端形成一个点对点的通信链路，通信链路的稳定性和可靠性对飞行器的安全可控飞行以及数据回传起着重要的意义。
为了提高通信链路的稳定性和可靠性，需要尽可能提高两者之间的通信系统增益以及维持系统增益的稳定性。系统增益GSYS的计算公式如下：GSYS=PT+GT+GR-PSEN，其中，PT是发射功率，GT是发射天线的增益，GR是接收天线的增益，PSEN是接收端的接收灵敏度。
在无人飞行器的两端，发射功率和接收灵敏度会基本保持不变，稳定性比较高。然而，收发天线的实际相对增益会随两者之间的相对位置以及方位而发生变化。那么，由上述系统增益GSYS的计算公式可以看出，要维持系统增益的稳定性，那么就必须尽量保证收发天线均处在对方的最大增益方向上。
目前，为了保证收发天线的对准，通常会采用伺服云台的方式，根据对方方位或者接收信号强度来动态调整天线的位置，国内外也有这方面的专利，例如，专利号为CN 202257283 U、发明名称为“一种自动跟踪天线装置和移动终端”的中国专利。此中国专利在伺服云台和电子罗盘仪的基础上，自动让类似于车载GPS天线对准卫星。然而，该中国专利的自动跟踪天线装置的结构较为复杂，体积较大，根本不适用于无人飞行器领域中的无线通信。
发明内容
鉴于此，本发明有必要提供一种移动物体的天线自动对准方法，该天线自动对准方法便于天线的结构简单化，体积小型化。
一种移动物体的天线自动对准方法，所述移动物体包括用于与无线终端之间建立通信链路的多个天线，所述方法包括如下步骤：
实时获取所述多个天线的当前特征信息，所述多个天线包括备用天线；
根据所述多个天线的当前特征信息，选择出能够用于当前通信的天线。
上述天线自动对准方法，在移动物体上设置包含备用天线的多个天线，通过实时获取的所述多个天线的当前特征信息，切换用于通信的天线，始终保持收发天线不被遮挡，从而维持通信的稳定性和可靠性。上述天线自动对准方法中无需采用体积较大的伺服云台，使得天线体积小，重量轻，结构方面也比较简单，非常适用于移动物体。
同时，基于上述天线自动对准方法，本发明还提供一种天线自动对准系统。
一种移动物体的天线自动对准系统，其特征在于，所述移动物体包括用于与无线终端之间建立通信链路的多个天线，所述天线自动对准系统包括：
特征信息获取模块，用于实时获取所述多个天线的当前特征信息，所述多个天线包括备用天线；
天线选择模块，用于根据所述多个天线的当前特征信息，选择出能够用于当前通信的天线。
另外，本发明还提供一种应用上述天线自动对准方法的移动物体。
一种移动物体，包括：
多个天线，用于与无线终端之间的建立通信链路，所述多个天线包括备用天线；
特征信息获取装置，用于实时获取所述多个天线的当前特征信息；
控制器，与所述多个天线及所述特征信息获取装置通信连接，用于根据所述多个天线的当前特征信息，选择出能够用于当前通信的天线。
基于上述天线自动对准方法，本发明还提供一种控制器，用于执行上述天线自动对准方法中的计算、判断、选择等步骤。
一种控制器，用于控制移动物体的多个天线，所述多个天线用于与无线终端之间的建立通信链路，所述多个天线包括备用天线，所述控制器被配置为：根据所述多个天线的当前特征信息，选择出能够用于当前通信的天线。
 附图说明
图1为本发明的实施方式的天线自动对准方法的示意图；
图2为图1所示的天线自动对准方法的原理示意图；
图3为本发明的实施方式一的天线自动对准方法的流程图；
图4为图3所示的天线自动对准方法的步骤S1a的其中一个实施例的流程图；
图5为图3所示的天线自动对准方法的步骤S1a的另外一个实施例的流程图；
图6为图3所示的天线自动对准方法的步骤S2a的其中一个实施例的流程图；
图7为图6所示的天线自动对准方法的具体流程图；
图8为图7所示的天线自动对准方法的步骤S21a及步骤S22a的具体流程图；
图9为本发明的实施方式二的天线自动对准方法的第一步骤的其中一个实施例的流程图；
图10为图9所示的天线自动对准方法的第一步骤的另外一个实施例的流程图；
图11为本发明的实施方式二的天线自动对准方法的第二步骤的其中一个实施例的流程图；
图12为本发明的实施方式三的天线自动对准方法的具体流程图；
图13为本发明的实施方式一的天线自动对准系统的模块图；
图14为图13所示的天线自动对准系统的特征信息获取模块的其中一个实施例的模块图；
图15为图13所示的天线自动对准系统的天线选择模块的其中一个实施例的模块图；
图16为本发明的实施方式二的天线自动对准系统的天线选择模块的具体模块图；
图17为本发明的实施方式三的天线自动对准系统的具体模块图；
图18为本发明的实施方式的移动物体的电路原理图；
图19为与图18所示的移动物体通信连接的移动终端的电路原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明的实施方式提供一种移动物体的天线自动对准方法，所述移动物体包括用于与无线终端之间建立通信链路的多个天线，所述多个天线包括备用天线。所述方法通过实时获取所述多个天线的当前特征信息，并根据所述多个天线的当前特征信息，选择出能够用于当前通信的天线。例如，根据所述多个天线的当前特征信息，可以选择出当前对准无线终端的天线，并作为当前通信的天线。
在其中一些实施例中，所述移动物体可以为地面移动物体，例如，地面遥控战车等；也可以空中移动物体，例如，无人飞行器等。无人飞行器可以为固定翼无人机，旋翼无人机等。所述无线终端可以为地面无线终端，例如，UAV地面基站，遥控器等，也可以为空中无线终端，例如，UAV空中基站，其他飞行器等。
在其中一些实施例中，所述天线可以为WiFi天线，WiMAX天线，COFDM天线等。
在其中一些实施例中，所述当前特征信息可以为所述天线的信号状态信息，例如，所述天线的信号功率，所述天线的信号强度，所述天线的信号质量等，也可以为所述天线相对于所述无线终端的相对位置信息，例如，所述多个天线相对于所述移动物体的当前位置信息，所述无线终端相对于所述移动物体的当前位置信息等。
基于上述天线自动对准方法，本发明还提供一种移动物体的天线对准系统。
基于上述天线自动对准方法，本发明还提供一种移动物体。所述移动物体包括：用于实时获取所述多个天线的当前特征信息的特征信息获取装置，与所述无线电路模块及所述特征信息获取装置通信连接、用于根据所述多个天线的当前特征信息，选择出能够用于当前通信的天线的控制器。
在其中一些实施例中，特征信息获取装置包括如下至少一种：用于获取所述移动物体的当前姿态信息的姿态传感器，用于实时获取所述移动物体或/及所述移动终端的当前绝对位置信息的定位传感器，用于扫描所述多个天线的信号功率的无线电路模块。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参阅图1，本发明的实施方式一的天线自动对准方法应用于移动物体10上，移动物体10包括用于与无线终端20之间建立通信链路的多个天线11。
移动物体10可以为空中移动物体、地面移动物体等。无线终端20可以为地面无线终端、空中无线终端等，天线11可以WiFi天线，WiMAX天线，COFDM天线等。在下述实施例中，移动物体10以无人飞行器为例进行说明，无线终端20以遥控器为例进行说明，通信链路以MIMO通信链路为例进行说明。
请参阅图3，所述天线自动对准方法包括步骤S1a~S2a。
步骤S1a，实时获取多个天线11的当前特征信息，多个天线11包括备用天线。
当前特征信息包括如下至少一种：天线11的信号状态信息，天线11相对于无线终端20的相对位置信息。其中，当前特征信息可以包括多个天线11相对于移动物体10的当前位置信息，无线终端20相对于移动物体10的当前位置信息等。信号状态信息可以为天线11的信号功率、天线11的信号强度、天线11的信号质量等。
请参阅图4，在其中一个实施例中，当前特征信息为多个天线11相对于无线终端20的相对位置信息，其可以包括多个天线11相对于移动物体10的当前位置信息，无线终端20相对于移动物体10的当前位置信息。相应地，步骤S1a具体包括如下步骤：
步骤S11a，获取移动物体10的当前姿态信息以及多个天线11相对于移动物体10的预设姿态信息。
请一并参阅图2，具体在图示的实施例中，无人飞行器在飞行过程中，正北方向与机头的夹角为航向角α，其中顺时针为正，逆时针为负，航向角α的范围为-180°~180°。
以无人飞行器为坐标系，即，分别以机头机尾连线为X轴，无人飞行器左侧与右侧连线为Y轴建立一个水平坐标系（图未示）。无人飞行器上的四组天线11分别为A1~A4，θ1、θ2、θ3、θ4分别为无人飞行器上的四个天线A1~A4与无人飞行器的机头方向的水平夹角。具体地，四个天线A1~A4分别安装在无人飞行器上45°、135°、225°和315°的四个角上。由于四个天线A1~A4位于无人飞行器的四个角上，从而保证了无人飞行器不管出于何种姿态和航向时，始终有两个天线11不被机身所遮挡，跟无线终端20形成视距通信。
步骤S12a，根据移动物体10的当前姿态信息以及多个天线11相对于移动物体10的预设姿态信息，计算得出多个天线11相对于移动物体10的当前位置信息。
具体在图示的实施例中，以无人飞行器的几何中心为原点，南北方向为X轴（北为正向），东西方向为Y轴（西为正向）建立坐标系。把无人飞行器的四个天线A1~A4所在的位置以及无线终端20位置等效于该平面坐标系上的四个矢量点。则在该坐标系下，四个天线A1~A4与X轴的夹角分别为α+θ1，α+θ2，α+θ3和α+θ4。
其中，当能够实时获取无线终端20的当前位置信息时，例如，无线终端20上设有GNSS等定位传感器，则步骤S1a步骤具体还包括：
步骤S13a，实时获取无线终端20的当前绝对位置信息、以及移动物体10的当前绝对位置信息。
具体在图示的实施例中，无人飞行器在飞行过程中，无线终端20的绝对位置为Gp，无线终端20的绝对位置为Up，它们的绝对位置均由定位传感器获取。
步骤S14a，根据无线终端20的当前绝对位置信息、以及移动物体10的当前绝对位置信息，计算得出无线终端20相对于移动物体10的当前位置信息。
具体在图示的实施例中，在以无人飞行器的几何中心为原点，南北方向为X轴（北为正向），东西方向为Y轴（西为正向）的坐标系内，无线终端20所在位置矢量与X轴的夹角为β。
请参阅图5，当不能实时获取无线终端20的当前位置信息时，步骤S1a具体还包括：
步骤S13’a，实时获取移动物体10的当前绝对位置信息；
步骤S14’a，根据移动物体10的起始点的位置信息以及移动物体10的当前绝对位置信息，计算得出无线终端20相对于移动物体10的当前位置信息。
需要说明的是，若移动物体10为无人飞行器，则移动物体10的起始点为无人飞行器的起飞点。
步骤S2a，根据多个天线11的当前特征信息，选择出能够用于当前通信的天线11。
请参阅图6，步骤S2a具体包括：
步骤S21，计算多个天线11的当前特征信息是否满足一切换准则。
切换准则包括如下至少一种：选择多个天线11中的当前特征信息的数值较大的天线11，选择多个天线11中的当前特征信息的数值较小的天线11，选择多个天线11的当前特征信息满足一阈值范围的天线11。
每一种当前特征信息对应一种切换准则，或者，多种当前特征信息对应同一种切换准则。计算多个天线11的当前特征信息是否满足相应的切换准则。该切换准则可以根据多个天线11中对准无线终端20的天线11的当前特征信息的规则来设定。
步骤S22，根据切换准则，选择出能够用于当前通信的天线11。
具体地，根据多个天线11的当前特征信息是否满足相应的切换准则的计算结果，选择出当前特征信息满足相应的切换准则的天线11，作为当前通信天线。
在其中一个实施例中，当前特征信息为多个天线11相对于无线终端20的相对位置信息，其可以包括多个天线11相对于移动物体10的当前位置信息，无线终端20相对于移动物体10的当前位置信息。请参阅图7，对应于该特征信息，步骤S2a具体包括：
步骤S21a，计算多个天线11相对于移动物体10的当前位置信息以及无线终端20相对于移动物体10的当前位置信息是否满足一切换准则。
请参阅图8，在其中一个实施例中，步骤S21a步骤具体包括：
步骤S211a，根据多个天线11相对于移动物体的当前位置信息，构建多个位置范围。
具体在图示的实施例中，根据四个天线A1~A4相对于无人飞行器的当前角度位置α+θ1，α+θ2，α+θ3和α+θ4，构建四个阈值范围（α+θ1+360）mod 360，（α+θ2+360）mod 360，（α+θ3+360）mod 360，（α+θ4+360）mod 360，其中mod为求余函数。
步骤S212a，计算多个位置范围是否覆盖无线终端20相对于移动物体10的当前位置信息。
具体地，该切换准则为：覆盖无线终端20相对于移动物体10的当前位置信息的位置范围对应的天线11，即为对准无线终端20的天线11。
根据该切换准则，计算无线终端20相对于移动物体10的当前位置信息是否在多个天线11的当前位置信息构建的多个位置范围内。
具体在图示的实施例中，计算无线终端相对于移动物体10的相对角度β落入四个阈值范围（α+θ1+360）mod 360，（α+θ2+360）mod 360，（α+θ3+360）mod 360，（α+θ4+360）mod 360中的哪一个。
步骤S22a，根据切换准则，选择出能够用于当前通信的天线11。
具体地，根据切换准则，步骤S22a具体包括：
步骤S221a，选择其中一个覆盖无线终端20相对于移动物体10的当前位置信息的位置范围对应的天线11，作为对准无线终端20的天线11。
具体在图示的实施例中，根据相对角度β是否落入四个阈值范围（α+θ1+360）mod 360，（α+θ2+360）mod 360，（α+θ3+360）mod 360，（α+θ4+360）mod 360的关系，选择出其中对准无线终端20的天线11。例如：
（1）（α+θ1+360）mod 360 <β ≤ （α+θ2+360）mod 360时，选择天线A1，A2；
（2）（α+θ2+360）mod 360 <β ≤ （α+θ3+360）mod 360时，选择天线A2，A3；
（3）（α+θ3+360）mod 360 <β ≤ （α+θ4+360）mod 360时，选择天线A3，A4；
（4）（α+θ4+360）mod 360 <β ≤0或者0< β ≤（α+θ1+360）mod 360时，选择天线A4，A1。
进一步地，该位置范围包括以多个天线11相对于移动物体10的当前位置信息为端点的坐标范围以及预设保护范围。该预设保护范围用于防止该多个天线11在天线的端点的坐标位置频繁切换，容易导致通信中断。
具体在图示的实施例中，为了避免在交界处频繁切换的问题，需在交界处设置一个死区保护角γ，例如，死区保护角γ为10°，当上述角度超越死区保护角后才进行天线切换。
例如，在某一时刻，使用天线A1和A2。接着，随着飞机器的运动，在下一时刻，航向角α与相对角度β的关系如下：
（α+θ1+360）mod 360< β ≤（α+θ2+360）mod 360+γ；
此时，仍使用天线A1和A2，只有当（α+θ2+360）mod 360+γ <β ≤（α+θ3+360）mod 360 时，才会切换成天线A2和A3。
接着在下一时刻，如果（α+θ2+360）mod 360-γ<β≤（α+θ3+360）mod 360，则仍使用天线A2和A3。只有当（α+θ1+360）mod 360 <β≤（α+θ2+360）mod 360-γ时，才会重新切回天线A1和A2。
在整个系统运行过程中，需按照一定时间间隔t来计算无线终端20与无人飞行器的相对角度β角以及航向角α，然后根据计算结果来切换对应的天线11。时间间隔t的确定是根据无线终端20与无人飞行器的时隙分配方案、定位传感器的位置刷新率和无人飞行器的自身姿态变化情况等综合确定的。并且，天线11的切换时间不能落在无线通信收发数据的时隙里，否则会造成通信误码。
如果是M×N的无线通信，天线11的安装方式以及切换机制同上述描述的类似。天线11之间的排列间隔角度可变成360°/N，切换天线11组合变成N组。
本发明的实施方式二的天线自动对准方法，与实施方式一基本相同，其不同之处在于：实施方式二的天线自动对准方法中的当前特征信息为多个天线11的当前位置信息、以及无线终端20的位置信息。
其中，如图9所示，获取多个天线11相对于无线终端20的当前特征信息的步骤具体包括：
步骤S11b，获取移动物体10的当前姿态信息以及多个天线11相对于移动物体10的预设姿态信息。
步骤S12b，根据移动物体10的当前姿态信息以及多个天线11相对于移动物体10的预设姿态信息，计算得出多个天线11相对于移动物体10的当前位置信息。
其中，当能够实时获取无线终端20的当前位置信息时，例如，无线终端20上设有GPS等定位传感器，通过移动物体10的定位传感器实时获取无线终端20的当前位置信息，步骤S1b具体还包括：
步骤S13b，实时获取无线终端20的当前绝对位置信息、以及移动物体10的当前绝对位置信息。
步骤S14b，根据无线终端20的当前绝对位置信息、以及移动物体10的当前绝对位置信息，计算得出无线终端20相对于移动物体10的当前位置信息。
请参阅图10，当不能实时获取无线终端20的当前位置信息时，获取多个天线11相对于无线终端20的当前特征信息的步骤具体还包括：
步骤S13’b，实时获取移动物体10的当前绝对位置信息。
步骤S14’b，根据移动物体10的起始点的位置信息以及移动物体10的当前绝对位置信息，计算得出无线终端20相对于移动物体10的当前位置信息。
需要说明的是，若移动物体10为无人飞行器，则移动物体10的起始点为无人飞行器的起飞点。
请参阅图11，根据多个天线11的当前特征信息，选择出能够用于当前通信的天线11的步骤具体包括：
步骤S21b，分别计算多个天线11的当前位置与无线终端20的位置之间的间距。
通过获取多个天线11的当前位置信息与无线终端20的位置信息，即可计算得出多个天线11的当前位置与无线终端20的位置之间的间距。
步骤S22b，选择其中间距较短的部分天线11，作为对准无线终端20的天线11。
具体在本实施例中，该切换准则为：与无线终端20对准的天线11的当前位置与无线终端20的当前位置之间的间距较短的天线11。
根据该切换准则，选择其中间距较短的部分天线11，作为对准无线终端20的天线11。
本发明的实施方式三的天线自动对准方法，与实施方式一基本相同，其不同之处在于：实施方式三的天线自动对准方法中的当前特征信息为天线11的信号状态信息。
其中，信号状态信息可以为天线11的信号功率、天线11的信号强度、天线11的信号质量等。以下以天线11的信号功率为例说明天线11的信号状态信息。
请一并参阅图12，其中，获取多个天线11相对于无线终端20的当前特征信息的步骤具体为：
步骤S11c，在预设时间段内扫描多个天线11的信号功率；
其中，根据多个天线11的当前特征信息，选择出能够用于当前通信的天线11步骤具体包括：
步骤S21c，计算预设时间段内每个天线11的信号功率积分，作为多个天线11的当前信号功率。
步骤S22c，选择其中当前信号功率较大的至少一个天线11作为对准无线终端20的天线11，并作为当前通信的天线。
由于获取多个天线的当前信号功率，就可以根据该切换准则得知对准无线终端20的天线11。
请参阅图13，本发明的实施方式一的天线自动对准系统100，应用于移动物体10上，该移动物体10包括用于与无线终端20之间建立通信链路的多个天线11。
该移动物体10可以为无人飞行器，例如，旋翼无人机，固定翼无人机等。无线终端20可以为地面无线终端，例如，遥控器，UAV地面基站等，无线终端20也可以为空中无线终端，例如，其他飞行器、UAV空中基站等。
该天线11可以为WiFi天线、WiMAX天线COFDM天线等。该多个天线11与无线终端20之间建立通信链路可以为任何点对点的通信链路，例如，通信链路可以为MIMO通信链路。
天线自动对准系统100包括特征信息获取模块101、以及天线选择模块102。特征信息获取模块101，用于实时获取多个天线11的当前特征信息，多个天线11包括备用天线。天线选择模块102，用于根据多个天线11的当前特征信息，选择出能够用于当前通信的天线11。
其中，当前特征信息可以包括如下至少一种：天线11的信号状态信息，天线11相对于无线终端20的相对位置信息。其中，信号状态信息可以为天线11的信号功率，天线11的信号强度，天线11的信号质量等。天线11相对于无线终端20的相对位置信息可以包括多个天线11相对于移动物体10的当前位置信息，无线终端20相对于移动物体10的当前位置信息等。
在其中一个实施例中，当前特征信息为当前特征信息为多个天线11相对于无线终端20的相对位置信息。具体地，当前特征信息包括多个天线11相对于移动物体10的当前位置信息、以及无线终端20相对于移动物体10的当前位置信息。如图14所示，相应地，特征信息获取模块101具体包括：
姿态信息获取模块110，用于获取移动物体10的当前姿态信息以及多个天线11相对于移动物体10的预设姿态信息。
天线位置信息计算模块120，用于根据移动物体10的当前姿态信息以及多个天线11相对于移动物体10的预设姿态信息，计算得出多个天线11相对于移动物体10的当前位置信息。
其中，当移动物体10可以实时获取无线终端20的当前绝对位置信息时，特征信息获取模块101具体还包括：
绝对位置信息获取模块130，用于实时获取无线终端20的当前绝对位置信息、以及移动物体10的当前绝对位置信息。
无线终端20位置信息计算模块140，用于根据无线终端20的当前绝对位置信息、以及移动物体10的当前绝对位置信息，计算得出无线终端20相对于移动物体10的当前位置信息。
如图14所示，当移动物体10不能实时获取无线终端20的当前绝对位置信息时，特征信息获取模块101具体包括：
移动物体绝对位置信息获取模块130a，用于实时获取移动物体10的当前绝对位置信息；
起始点位置信息计算模块140a，用于根据移动物体10的起始点的位置信息以及移动物体10的当前绝对位置信息，计算得出无线终端20相对于移动物体10的当前位置信息。
需要说明的是，若移动物体10为无人飞行器，则移动物体10的起始点为无人飞行器的起飞点。
天线选择模块102具体包括准则模块150、以及切换模块160。准则模块150，用于计算多个天线11的当前特征信息是否满足一切换准则。切换模块160，用于根据切换准则，选择出能够用于当前通信的天线11。
切换准则可以包括如下至少一种：选择多个天线11中的当前特征信息的数值较大的天线11，选择多个天线11中的当前特征信息的数值较小的天线11，选择多个天线11的当前特征信息满足一阈值范围的天线11。
如图15所示，相应地，天线选择模块102具体包括：
位置准则模块150a，用于计算多个天线11相对于移动物体10的当前位置信息以及无线终端20相对于移动物体10的当前位置信息是否满足一切换准则。
位置切换模块160a，用于根据切换准则，选择出能够用于当前通信的天线11。
其中，位置准则模块150a具体包括：
位置范围模块151a，用于根据多个天线11相对于移动物体的当前位置信息，构建多个位置范围。
位置判断模块153a，用于计算多个位置范围是否覆盖无线终端20相对于移动物体10的当前位置信息。
位置切换模块160a具体包括：
位置范围切换模块161a，用于选择其中一个覆盖无线终端20相对于移动物体10的当前位置信息的位置范围对应的天线11，作为对准无线终端20的天线11。
进一步地，为了防止移动物体10在天线11所在的位置频繁切换，而影响正常通讯，位置范围包括以多个天线11相对于移动物体10的当前位置信息为端点的坐标范围以及预设保护范围。
请参阅图16，本发明的实施方式二的天线自动对准系统200，与实施方式一的天线自动对准系统100基本相似，其不同之处在于：天线自动对准系统200天线选择取模块202具体包括距离计算模块210、以及距离切换模块220。
距离计算模块210，用于分别计算多个天线11的当前位置与无线终端20的当前位置之间的间距。
距离切换模块220，用于选择其中间距较短的部分天线11，作为对准无线终端20的天线11。
本发明的实施方式三的天线自动对准系统300，与实施方式一的天线自动对准系统100基本相似，其不同之处在于：当前特征信息为天线11的信号状态信息。信号状态信息可以为天线11的信号功率，天线11的信号强度，天线11的信号质量等。
如图17所示，相应地，特征信息获取模块301具体包括：
功率扫描模块310a，用于在预设时间段内扫描多个天线11的信号功率。
天线选择模块302具体包括：
功率计算模块320a，用于计算预设时间段内每个天线11的信号功率积分，作为多个天线11的当前信号功率。
功率切换模块360a，用于选择其中当前信号功率较大的至少一个天线11作为对准无线终端20的天线11，并作为当前通信的天线。
基于上述天线对准方法，本发明还提供一种应用该天线对准方法的移动物体10。该移动物体10可以地面移动物体，例如，地面遥控战车；也可以空中移动物体，例如，无人飞行器等等。在下述的实施例中，以无人飞行器为例进行说明移动物体10的具体结构。
请一并参阅图1、2及18，本实施方式的移动物体10，包括多个天线11、特征信息获取装置12、无线电路模块13、以及控制器14。
多个天线11，用于与无线终端20之间的建立通信链路，其中该多个天线11包括备用天线。通信链路为点对点通信链路，例如，该通信链路可以为MIMO通信链路。天线11可以为WiFi天线，WiMAX天线，COFDM天线等。
多个天线11的备用天线与当前通信天线的数量可以根据实际需要来设计，例如，在图示的实施例中，备用天线的数量等于当前通信天线的数量。具体地，备用天线及当前通信天线的数量均为两个。
当前特征信息可以包括如下至少一种：天线11的信号状态信息，天线11相对于无线终端20的相对位置信息。其中，信号状态信息可以为天线11的信号功率，天线11的信号强度，天线11的信号质量等。多个天线11相对于无线终端20的相对位置信息可以包括多个天线11相对于移动物体10的当前位置信息，无线终端20相对于移动物体10的当前位置信息等。
特征信息获取装置12，用于实时获取多个天线11的当前特征信息。
特征信息获取装置12的具体结构可以根据当前特征信息来设计。例如，在其中一个实施例中，当前特征信息为多个天线11相对于无线终端20的相对位置信息，相应地，特征信息获取装置12包括用于获取移动物体10的当前姿态信息的姿态传感器12a，以及用于实时获取无线终端20的当前绝对位置信息、以及移动物体10的当前绝对位置信息的定位传感器12b。
在其他实施例中，当前特征信息为天线11的信号功率，相应地，特征信息获取装置12包括用于在预设时间段内扫描多个天线11的信号功率的无线电路模块13。具体地，控制器14通过无线电路模块13与多个天线11通信连接，并通过无线电路模块13收发无线信号。
控制器14，与天线11及特征信息获取装置12通信连接，用于根据多个天线11的当前特征信息，选择出能够用于当前通信的天线11。
具体地，所述移动物体10还包括电连接于无线电路模块13与多个天线11之间的控制开关15，控制器14具体用于计算多个天线11的当前特征信息是否满足一切换准则，并且根据切换准则，通过控制开关15选择出能够用于当前通信的天线11。
切换准则包括如下至少一种：选择多个天线11中的当前特征信息的数值较大的天线11，选择多个天线11中的当前特征信息的数值较小的天线11，选择多个天线11的当前特征信息满足一阈值范围的天线11。
所述控制器14的功能可以根据天线11的当前特征信息来设计，例如，在其中一个实施例中，当前特征信息为多个天线11相对于无线终端20的相对位置信息，所述移动物体10还包括用于存储多个天线11相对于移动物体10的预设姿态信息的存储器16，特征信息获取装置12包括用于获取移动物体10的当前姿态信息的姿态传感器12a，用于实时获取无线终端20的当前绝对位置信息、以及移动物体10的当前绝对位置信息的定位传感器12b。控制器14根据移动物体10的当前姿态信息以及多个天线11相对于移动物体10的预设姿态信息，计算得出多个天线11相对于移动物体10的当前位置信息。同时，控制器14根据无线终端20的当前绝对位置信息、以及移动物体10的当前绝对位置信息，计算得出无线终端20相对于移动物体10的当前位置信息。
若移动物体10的定位传感器12b难以获取无线终端20的信息，则存储器16还用于存储移动物体10的起始点的位置信息，控制器14根据移动物体10的起始点的位置信息以及移动物体10的当前绝对位置信息，计算得出无线终端20相对于移动物体10的当前位置信息。
需要说明的是，若移动物体10为无人飞行器，则移动物体10的起始点为无人飞行器的起飞点。
控制器14计算多个天线11相对于移动物体10的当前位置信息以及无线终端20相对于移动物体10的当前位置信息是否满足一切换准则，并通过控制开关15选择出能够用于当前通信的天线11。
控制器14计算多个天线11的当前特征信息是否满足一切换准则的功能可以根据实际需求来设计，例如，具体在图示的实施例中，控制器14用于根据多个天线11相对于移动物体的当前位置信息，构建多个位置范围，并且计算多个位置范围是否覆盖无线终端20相对于移动物体10的当前位置信息，以判断多个天线11相对于移动物体10的当前位置信息以及无线终端20相对于移动物体10的当前位置信息是否满足一切换准则。
控制器14根据切换准则选择出对准无线终端20的天线11的功能可以根据实际需求来设计，例如，具体在图示的实施例中，控制器14还用于选择其中一个覆盖无线终端20相对于移动物体10的当前位置信息的位置范围对应的天线11，作为对准无线终端20的天线11。
进一步地，为了防止移动物体10在天线11的所在坐标位置频繁切换，该位置范围包括以多个天线11相对于移动物体10的当前位置信息为端点的坐标范围以及预设保护范围。
在其他实施例中，当切换准则是基于天线11的当前位置与无线终端20的位置之间的间距时，控制器14计算多个天线11的当前特征信息是否满足一切换准则的功能可以设计为：控制器14用于分别计算多个天线11的当前位置与无线终端20的位置之间的间距，并且选择其中间距较短的部分天线11，作为对准无线终端20的天线11。
在其他实施例中，当前特征信息为天线11的信号状态信息时，控制器14功能设计为：控制器14用于计算多个天线11的信号状态信息是否满足一切换准则，并且根据切换准则，选择出能够用于当前通信的天线11。
例如，信号状态信息可以为天线11的信号功率，移动物体10还包括用于在预设时间段内扫描多个天线11的信号功率的无线电路模块13，控制器14计算预设时间段内每个天线11的信号功率积分，作为多个天线11的当前信号功率。控制器14选择其中当前信号功率较大的至少一个天线11作为对准无线终端20的天线11，并作为当前通信的天线。
所述无线终端20可以为地面无线终端，UAV地面基站，遥控器等等，也可以为空中无线终端，例如，UAV空中基站，其他飞行器等等。在本实施例中，以遥控器为例进行说明。
请参阅图19，无线终端20包括多个通信天线21、终端控制器22、终端定位传感器23、终端无线电路模块24、以及终端存储器25。
通信天线21的数量可以根据需求来设计，例如，在图示的实施例中，通信天线21的数量为两个，其与移动物体10的天线11构建成2×2 MIMO通信链路。
终端控制器22通过终端无线电路模块24与通信天线21通信连接，并通过无线电路模块13控制通信天线21收发数据。
终端定位传感器23与终端控制器22通信连接，用于感测无线终端20的当前位置信息。终端定位传感器23可以为GPS，北斗卫星定位传感器等。
终端存储器25与终端控制器22连接，用于存储数据，例如，用于存储通过移动物体10的当前通信天线21与无线终端20的通信天线21建立的通信链路传输的数据等。
基于上述天线自动对准方法，本发明还提供一种控制器，用于执行上述天线自动对准方法中的计算、判断、选择等步骤。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的相关装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得计算机处理器（processor）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁盘或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (86)

  1. 一种移动物体的天线自动对准方法，其特征在于，所述移动物体包括用于与无线终端之间建立通信链路的多个天线，所述方法包括如下步骤：
    实时获取所述多个天线的当前特征信息，所述多个天线包括备用天线；
    根据所述多个天线的当前特征信息，选择出能够用于当前通信的天线。
  2. 根据权利要求1所述的天线自动对准方法，其特征在于，所述移动物体为无人飞行器。
  3. 根据权利要求1所述的天线自动对准方法，其特征在于，所述无线终端包括如下至少一种：地面无线终端，空中无线终端。
  4. 根据权利要求1所述的天线自动对准方法，其特征在于，所述通信链路为MIMO通信链路。
  5. 根据权利要求1所述的天线自动对准方法，其特征在于，所述天线包括如下至少一种：WiFi天线，WiMAX天线，COFDM天线。
  6. 根据权利要求1所述的天线自动对准方法，其特征在于，所述当前特征信息包括如下至少一种：所述天线的信号状态信息，所述天线相对于所述无线终端的相对位置信息。
  7. 根据权利要求1所述的天线自动对准方法，其特征在于，所述根据所述多个天线的当前特征信息，选择出能够用于当前通信的天线的步骤具体包括：
    计算所述多个天线的当前特征信息是否满足一切换准则；
    根据所述切换准则，选择出能够用于当前通信的天线。
  8. 根据权利要求7所述的天线自动对准方法，其特征在于，所述切换准则包括如下至少一种：选择所述多个天线中的所述当前特征信息的数值较大的天线，选择所述多个天线中的所述当前特征信息的数值较小的天线，选择所述多个天线的所述当前特征信息满足一阈值范围的天线。
  9. 根据权利要求1所述的天线自动对准方法，其特征在于，所述当前特征信息为所述多个天线相对于无线终端的相对位置信息。
  10. 根据权利要求9所述的天线自动对准方法，其特征在于，所述多个天线相对于无线终端的相对位置信息包括如下至少一种：所述多个天线相对于所述移动物体的当前位置信息，所述无线终端相对于所述移动物体的当前位置信息。
  11. 根据权利要求10所述的天线自动对准方法，其特征在于，所述实时获取所述多个天线的当前特征信息的步骤具体包括：
    获取所述移动物体的当前姿态信息以及所述多个天线相对于所述移动物体的预设姿态信息；
    根据所述移动物体的当前姿态信息以及所述多个天线相对于所述移动物体的预设姿态信息，计算得出所述多个天线相对于所述移动物体的当前位置信息。
  12. 根据权利要求11所述的天线自动对准方法，其特征在于，所述实时获取所述多个天线的当前特征信息的步骤还包括：
    实时获取所述无线终端的当前绝对位置信息、以及所述移动物体的当前绝对位置信息；
    根据所述无线终端的当前绝对位置信息、以及所述移动物体的当前绝对位置信息，计算得出所述无线终端相对于所述移动物体的当前位置信息。
  13. 根据权利要求11所述的天线自动对准方法，其特征在于，所述实时获取所述多个天线的当前特征信息的步骤还包括：
    实时获取所述移动物体的当前绝对位置信息；
    根据所述移动物体的起始点的位置信息以及所述移动物体的当前绝对位置信息，计算得出所述无线终端相对于所述移动物体的当前位置信息。
  14. 根据权利要求12或13所述的天线自动对准方法，其特征在于，所述根据所述多个天线的当前特征信息，选择出能够用于当前通信的天线的步骤包括：
    计算所述多个天线相对于所述移动物体的当前位置信息以及所述无线终端相对于所述移动物体的当前位置信息是否满足一切换准则；
    根据所述切换准则，选择出能够用于当前通信的天线。
  15. 根据权利要求14所述的天线自动对准方法，其特征在于，计算所述多个天线相对于所述移动物体的当前位置信息以及所述无线终端相对于所述移动物体的当前位置信息是否满足一切换准则的步骤具体包括：
    根据所述多个天线相对于移动物体的当前位置信息，构建多个位置范围；
    计算所述多个位置范围是否覆盖所述无线终端相对于所述移动物体的当前位置信息。
  16. 根据权利要求15所述的天线自动对准方法，其特征在于，所述根据所述切换准则，选择出能够用于当前通信的天线的步骤具体包括：
    选择其中一个覆盖所述无线终端相对于所述移动物体的当前位置信息的位置范围对应的所述天线，作为对准所述无线终端的天线。
  17. 根据权利要求15所述的天线自动对准方法，其特征在于，所述位置范围包括以所述多个天线相对于移动物体的当前位置信息为端点的坐标范围以及预设保护范围。
  18. 根据权利要求10所述的天线自动对准方法，其特征在于，所述根据所述多个天线的当前特征信息，选择出能够用于当前通信的天线的步骤具体包括：
    分别计算所述多个天线的当前位置与所述无线终端的位置之间的间距；
    选择其中所述间距较短的部分所述天线，作为对准所述无线终端的天线。
  19. 根据权利要求1所述的天线自动对准方法，其特征在于，所述当前特征信息为所述天线的信号状态信息。
  20. 根据权利要求19所述的天线自动对准方法，其特征在于，所述信号状态信息包括如下至少一种：所述天线的信号功率，所述天线的信号强度，所述天线的信号质量。
  21. 根据权利要求20所述的天线自动对准方法，其特征在于，所述信号状态信息为所述天线的信号功率，所述实时获取所述多个天线的当前特征信息的步骤具体包括：
    在预设时间段内扫描所述多个天线的信号功率。
  22. 根据权利要求21所述的天线自动对准方法，其特征在于，根据所述多个天线的当前特征信息，选择出能够用于当前通信的天线的步骤具体包括：
    计算所述预设时间段内每个所述天线的信号功率积分，作为所述多个天线的当前信号功率；
    选择其中当前信号功率较大的至少一个所述天线作为对准所述无线终端的天线，并作为当前通信的天线。
  23. 一种移动物体的天线自动对准系统，其特征在于，所述移动物体包括用于与无线终端之间建立通信链路的多个天线，所述天线自动对准系统包括：
    特征信息获取模块，用于实时获取所述多个天线的当前特征信息，所述多个天线包括备用天线；
    天线选择模块，用于根据所述多个天线的当前特征信息，选择出能够用于当前通信的天线。
  24. 根据权利要求23所述的天线自动对准系统，其特征在于，所述移动物体为无人飞行器。
  25. 根据权利要求23所述的天线自动对准系统，其特征在于，所述无线终端包括如下至少一种：地面无线终端，空中无线终端。
  26. 根据权利要求23所述的天线自动对准系统，其特征在于，所述通信链路为MIMO通信链路。
  27. 根据权利要求23所述的天线自动对准系统，其特征在于，所述天线包括如下至少一种：WiFi天线，WiMAX天线，COFDM天线。
  28. 根据权利要求23所述的天线自动对准系统，其特征在于，所述当前特征信息包括如下至少一种：所述天线的信号状态信息，所述天线相对于所述无线终端的相对位置信息。
  29. 根据权利要求23所述的天线自动对准系统，其特征在于，所述天线选择模块具体包括：
    准则模块，用于计算所述多个天线的当前特征信息是否满足一切换准则；
    切换模块，用于根据所述切换准则，选择出能够用于当前通信的天线。
  30. 根据权利要求29所述的天线自动对准系统，其特征在于，所述切换准则包括如下至少一种：选择所述多个天线中的所述当前特征信息的数值较大的天线，选择所述多个天线中的所述当前特征信息的数值较小的天线，选择所述多个天线的所述当前特征信息满足一阈值范围的天线。
  31. 根据权利要求23所述的天线自动对准系统，其特征在于，所述当前特征信息为所述多个天线相对于无线终端的相对位置信息。
  32. 根据权利要求31所述的天线自动对准系统，其特征在于，所述多个天线相对于无线终端的相对位置信息包括如下至少一种：所述多个天线相对于所述移动物体的当前位置信息，所述无线终端相对于所述移动物体的当前位置信息。
  33. 根据权利要求32所述的天线自动对准系统，其特征在于，所述特征信息获取模块具体包括：
    姿态信息获取模块，用于获取所述移动物体的当前姿态信息以及所述多个天线相对于所述移动物体的预设姿态信息；
    天线位置信息计算模块，用于根据所述移动物体的当前姿态信息以及所述多个天线相对于所述移动物体的预设姿态信息，计算得出所述多个天线相对于所述移动物体的当前位置信息。
  34. 根据权利要求33所述的天线自动对准系统，其特征在于，所述特征信息获取模块具体还包括：
    绝对位置信息获取模块，用于实时获取所述无线终端的当前绝对位置信息、以及所述移动物体的当前绝对位置信息；
    无线终端位置信息计算模块，用于根据所述无线终端的当前绝对位置信息、以及所述移动物体的当前绝对位置信息，计算得出所述无线终端相对于所述移动物体的当前位置信息。
  35. 根据权利要求33所述的天线自动对准系统，其特征在于，所述特征信息获取模块具体还包括：
    移动物体绝对位置信息获取模块，用于实时获取所述移动物体的当前绝对位置信息；
    起始点位置信息计算模块，用于根据所述移动物体的起始点的位置信息以及所述移动物体的当前绝对位置信息，计算得出所述无线终端相对于所述移动物体的当前位置信息。
  36. 根据权利要求34或35所述的天线自动对准系统，其特征在于，所述天线选择模块具体包括：
    位置准则模块，用于计算所述多个天线相对于所述移动物体的当前位置信息以及所述无线终端相对于所述移动物体的当前位置信息是否满足一切换准则；
    位置切换模块，用于根据所述切换准则，选择出能够用于当前通信的天线。
  37. 根据权利要求36所述的天线自动对准系统，其特征在于，所述位置准则模块具体包括：
    位置范围模块，用于根据所述多个天线相对于移动物体的当前位置信息，构建多个位置范围；
    位置判断模块，用于计算所述多个位置范围是否覆盖所述无线终端相对于所述移动物体的当前位置信息。
  38. 根据权利要求37所述的天线自动对准系统，其特征在于，所述位置切换模块具体包括：
    位置范围切换模块，用于选择其中一个覆盖所述无线终端相对于所述移动物体的当前位置信息的位置范围对应的所述天线，作为对准所述无线终端的天线。
  39. 根据权利要求37所述的天线自动对准系统，其特征在于，所述位置范围包括以所述多个天线相对于移动物体的当前位置信息为端点的坐标范围以及预设保护范围。
  40. 根据权利要求32所述的天线自动对准系统，其特征在于，所述天线选择模块具体包括：
    距离计算模块，用于分别计算所述多个天线的当前位置与所述无线终端的当前位置之间的间距；
    距离切换模块，用于选择其中所述间距较短的部分所述天线，作为对准所述无线终端的天线。
  41. 根据权利要求23所述的天线自动对准系统，其特征在于，所述当前特征信息为所述天线的信号状态信息。
  42. 根据权利要求41所述的天线自动对准系统，其特征在于，所述信号状态信息包括如下至少一种：所述天线的信号功率，所述天线的信号强度，所述天线的信号质量。
  43. 根据权利要求42所述的天线自动对准系统，其特征在于，所述信号状态信息为所述天线的信号功率，所述特征信息获取模块具体包括：
    功率扫描模块，用于在预设时间段内扫描所述多个天线的信号功率。
  44. 根据权利要求43所述的天线自动对准系统，其特征在于，所述天线选择模块具体包括：
    功率计算模块，用于计算所述预设时间段内每个所述天线的信号功率积分，作为所述多个天线的当前信号功率；
    功率切换模块，用于选择其中当前信号功率较大的至少一个所述天线作为对准所述无线终端的天线，并作为当前通信的天线。
  45. 一种移动物体，其特征在于，包括：
    多个天线，用于与无线终端之间的建立通信链路，所述多个天线包括备用天线；
    特征信息获取装置，用于实时获取所述多个天线的当前特征信息；
    控制器，与所述多个天线及所述特征信息获取装置通信连接，用于根据所述多个天线的当前特征信息，选择出能够用于当前通信的天线。
  46. 根据权利要求45所述的移动物体，其特征在于，所述移动物体为无人飞行器。
  47. 根据权利要求45所述的移动物体，其特征在于，所述无线终端包括如下至少一种：地面无线终端，空中无线终端。
  48. 根据权利要求45所述的移动物体，其特征在于，所述通信链路为MIMO通信链路。
  49. 根据权利要求45所述的移动物体，其特征在于，所述天线包括如下至少一种：WiFi天线，WiMAX天线，COFDM天线。
  50. 根据权利要求45所述的移动物体，其特征在于，所述当前特征信息包括如下至少一种：所述天线的信号状态信息，所述天线相对于所述无线终端的相对位置信息。
  51. 根据权利要求45所述的移动物体，其特征在于，还包括电连接于所述控制器与所述多个天线之间的控制开关，所述控制器具体用于计算所述多个天线的当前特征信息是否满足一切换准则，并且通过所述控制开关选择出能够用于当前通信的天线。
  52. 根据权利要求51所述的移动物体，其特征在于，所述切换准则包括如下至少一种：选择所述多个天线中的所述当前特征信息的数值较大的天线，选择所述多个天线中的所述当前特征信息的数值较小的天线，选择所述多个天线的所述当前特征信息满足一阈值范围的天线。
  53. 根据权利要求45所述的移动物体，其特征在于，所述当前特征信息为所述多个天线相对于无线终端的相对位置信息。
  54. 根据权利要求53所述的移动物体，其特征在于，所述多个天线相对于无线终端的相对位置信息包括如下至少一种：所述多个天线相对于所述移动物体的当前位置信息，所述无线终端相对于所述移动物体的当前位置信息。
  55. 根据权利要求54所述的移动物体，其特征在于，还包括用于存储所述多个天线相对于所述移动物体的预设姿态信息的存储器，所述特征信息获取装置包括用于获取所述移动物体的当前姿态信息的姿态传感器；
    所述控制器根据所述移动物体的当前姿态信息以及所述多个天线相对于所述移动物体的预设姿态信息，计算得出所述多个天线相对于所述移动物体的当前位置信息。
  56. 根据权利要求55所述的移动物体，其特征在于，所述特征信息获取装置还包括用于实时获取所述无线终端的当前绝对位置信息、以及所述移动物体的当前绝对位置信息的定位传感器；
    所述控制器根据所述无线终端的当前绝对位置信息、以及所述移动物体的当前绝对位置信息，计算得出所述无线终端相对于所述移动物体的当前位置信息。
  57. 根据权利要求55所述的移动物体，其特征在于，所述存储器还用于存储所述移动物体的起始点的位置信息，所述特征信息获取装置还包括用于实时获取所述移动物体的当前绝对位置信息的定位传感器；
    所述控制器根据所述移动物体的起始点的位置信息以及所述移动物体的当前绝对位置信息，计算得出所述无线终端相对于所述移动物体的当前位置信息。
  58. 根据权利要求56或57所述的移动物体，其特征在于，还包括电连接于所述控制器与所述多个天线之间的控制开关；
    所述控制器计算所述多个天线相对于所述移动物体的当前位置信息以及所述无线终端相对于所述移动物体的当前位置信息是否满足一切换准则，并通过所述控制开关选择出能够用于当前通信的天线。
  59. 根据权利要求58所述的移动物体，其特征在于，所述控制器根据所述多个天线相对于移动物体的当前位置信息，构建多个位置范围，并且计算所述多个位置范围是否覆盖所述无线终端相对于所述移动物体的当前位置信息，以判断所述多个天线相对于所述移动物体的当前位置信息以及所述无线终端相对于所述移动物体的当前位置信息是否满足一切换准则。
  60. 根据权利要求59所述的移动物体，其特征在于，所述控制器还用于选择其中一个覆盖所述无线终端相对于所述移动物体的当前位置信息的位置范围对应的所述天线，作为对准所述无线终端的天线。
  61. 根据权利要求59所述的移动物体，其特征在于，所述位置范围包括以所述多个天线相对于移动物体的当前位置信息为端点的坐标范围以及预设保护范围。
  62. 根据权利要求54所述的移动物体，其特征在于，所述控制器用于分别计算所述多个天线的当前位置与所述无线终端的位置之间的间距，并选择其中所述间距较短的部分所述天线，作为对准所述无线终端的天线。
  63. 根据权利要求45所述的移动物体，其特征在于，所述当前特征信息为所述天线的信号状态信息。
  64. 根据权利要求63所述的移动物体，其特征在于，所述信号状态信息包括如下至少一种：所述天线的信号功率，所述天线的信号强度，所述天线的信号质量。
  65. 根据权利要求64所述的移动物体，其特征在于，所述信号状态信息为所述天线的信号功率，所述移动物体还包括用于在预设时间段内扫描所述多个天线的信号功率的无线电路模块，所述控制器计算所述预设时间段内每个所述天线的信号功率积分，作为所述多个天线的当前信号功率，并选择其中当前信号功率较大的至少一个所述天线作为对准所述无线终端的天线，并作为当前通信的天线。
  66. 一种控制器，用于控制移动物体的多个天线，所述多个天线用于与无线终端之间的建立通信链路，所述多个天线包括备用天线，其特征在于，所述控制器被配置为：根据所述多个天线的当前特征信息，选择出能够用于当前通信的天线。
  67. 根据权利要求66所述的控制器，其特征在于，所述移动物体为无人飞行器。
  68. 根据权利要求66所述的控制器，其特征在于，所述无线终端包括如下至少一种：地面无线终端，空中无线终端。
  69. 根据权利要求66所述的控制器，其特征在于，所述通信链路为MIMO通信链路。
  70. 根据权利要求66所述的控制器，其特征在于，所述天线包括如下至少一种：WiFi天线，WiMAX天线，COFDM天线。
  71. 根据权利要求66所述的控制器，其特征在于，所述当前特征信息包括如下至少一种：所述天线的信号状态信息，所述天线相对于所述无线终端的相对位置信息。
  72. 根据权利要求66所述的控制器，其特征在于，所述控制器被配置为：
    计算所述多个天线的当前特征信息是否满足一切换准则；
    根据所述切换准则，选择出能够用于当前通信的天线。
  73. 根据权利要求72所述的控制器，其特征在于，所述切换准则包括如下至少一种：选择所述多个天线中的所述当前特征信息的数值较大的天线，选择所述多个天线中的所述当前特征信息的数值较小的天线，选择所述多个天线的所述当前特征信息满足一阈值范围的天线。
  74. 根据权利要求66所述的控制器，其特征在于，所述当前特征信息为所述多个天线相对于无线终端的相对位置信息。
  75. 根据权利要求74所述的控制器，其特征在于，所述多个天线相对于无线终端的相对位置信息包括如下至少一种：所述多个天线相对于所述移动物体的当前位置信息，所述无线终端相对于所述移动物体的当前位置信息。
  76. 根据权利要求75所述的控制器，其特征在于，所述控制器被配置为：
    根据所述移动物体的当前姿态信息以及所述多个天线相对于所述移动物体的预设姿态信息，计算得出所述多个天线相对于所述移动物体的当前位置信息。
  77. 根据权利要求76所述的控制器，其特征在于，所述控制器被配置为：
    根据所述无线终端的当前绝对位置信息、以及所述移动物体的当前绝对位置信息，计算得出所述无线终端相对于所述移动物体的当前位置信息。
  78. 根据权利要求76所述的控制器，其特征在于，所述控制器被配置为：
    根据所述移动物体的起始点的位置信息以及所述移动物体的当前绝对位置信息，计算得出所述无线终端相对于所述移动物体的当前位置信息。
  79. 根据权利要求77或78所述的控制器，其特征在于，所述控制器被配置为：
    计算所述多个天线相对于所述移动物体的当前位置信息以及所述无线终端相对于所述移动物体的当前位置信息是否满足一切换准则；
    根据所述切换准则，选择出能够用于当前通信的天线。
  80. 根据权利要求79所述的控制器，其特征在于，所述控制器被配置为：
    根据所述多个天线相对于移动物体的当前位置信息，构建多个位置范围；
    计算所述多个位置范围是否覆盖所述无线终端相对于所述移动物体的当前位置信息。
  81. 根据权利要求80所述的控制器，其特征在于，所述控制器还被配置为：
    选择其中一个覆盖所述无线终端相对于所述移动物体的当前位置信息的位置范围对应的所述天线，作为对准所述无线终端的天线。
  82. 根据权利要求80所述的控制器，其特征在于，所述位置范围包括以所述多个天线相对于移动物体的当前位置信息为端点的坐标范围以及预设保护范围。
  83. 根据权利要求75所述的控制器，其特征在于，所述控制器被配置为：
    分别计算所述多个天线的当前位置与所述无线终端的位置之间的间距；
    选择其中所述间距较短的部分所述天线，作为对准所述无线终端的天线。
  84. 根据权利要求66所述的控制器，其特征在于，所述当前特征信息为所述天线的信号状态信息。
  85. 根据权利要求84所述的控制器，其特征在于，所述信号状态信息包括如下至少一种：所述天线的信号功率，所述天线的信号强度，所述天线的信号质量。
  86. 根据权利要求85所述的控制器，其特征在于，所述信号状态信息为所述天线的信号功率，所述控制器被配置为：
    计算所述预设时间段内每个所述天线的信号功率积分，作为所述多个天线的当前信号功率；
    选择其中当前信号功率较大的至少一个所述天线作为对准所述无线终端的天线，并作为当前通信的天线。
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