WO2018098768A1 - 定向天线的追踪方法及通信设备 - Google Patents

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吴军
龚明
黄
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SZ DJI Technology Co Ltd
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    • H04W16/24—Cell structures
    • H04W16/28—Cell structures using beam steering

Definitions

  • the present invention relates to the field of wireless communication technologies, and in particular, to a directional antenna tracking method and a communication device.
  • an antenna system is interfaced with an external medium.
  • a typical point-to-point wireless communication system such as between two unmanned aerial vehicles, or between a drone and a remote control
  • both sides of the communication are provided with antennas, and since the two communicating parties may be in motion in real time, they are mutually The distance and the respective postures will change.
  • the communication parties In order to ensure uninterrupted communication during the above changes, the communication parties often use omnidirectional antennas for communication, thereby increasing the coverage of the communication.
  • the omnidirectional antenna can ensure that the communication party receives the opposite end signal in all directions within the coverage of the antenna, the structure of the omnidirectional antenna makes it impossible to perform centralized transmission and reception of the communication signal, thereby Affect the communication distance and communication quality between the two parties.
  • the invention provides a tracking method and a communication device for a directional antenna.
  • a tracking method for a directional antenna is provided, the method being applied to a first device provided with a first directional antenna in a point-to-point communication system, the point-to-point communication system further comprising A second device in which a device performs wireless communication and is provided with a second directional antenna, the method comprising:
  • the first directional antenna is controlled according to the tracking information such that the first directional antenna faces the second directional antenna.
  • a second tracking method for a directional antenna the method being applied to a first device provided with a first directional antenna in a point-to-point communication system, the point-to-point communication system further comprising The first device performs wireless communication and is provided with a second device of the second directional antenna, the method comprising:
  • a third aspect of the present invention there is provided another tracking method for a directional antenna, the method being applied to a first device provided with a first directional antenna in a point-to-point communication system, the point-to-point communication system further comprising The first device performs wireless communication and is provided with a second device of the second directional antenna, the method comprising:
  • the first directional antenna is controlled to move according to the tracking information such that the first directional antenna faces the second directional antenna.
  • a communication device as a first device in a point-to-point communication system, the point-to-point communication system further comprising wirelessly communicating with the first device and providing a second orientation a second device of the antenna, the communication device includes: a device body and a first directional antenna, the device body includes an acquisition module, an interface module, and a processor, where
  • the collecting module is configured to collect first motion feature information of the first device
  • the interface module is configured to receive second motion feature information sent by the second device
  • the processor is configured to calculate tracking information of the first directional antenna relative to the second directional antenna according to the first motion feature information and the second motion feature information, and according to the tracking information
  • the first directional antenna is controlled such that the first directional antenna faces the second directional antenna.
  • another communication device as a first device in a point-to-point communication system, the point-to-point communication system further comprising wirelessly communicating with the first device and being provided with a second a second device of the directional antenna, the communication device includes: a device body and a first directional antenna, the device body includes an acquisition module, an interface module, and a processor, where
  • the collecting module is configured to collect first motion feature information of the first device
  • the interface module is configured to receive second motion feature information sent by the second device
  • the processor is configured to calculate tracking information of the second directional antenna relative to the first directional antenna according to the first motion feature information and the second motion feature information;
  • the interface module is further configured to send the tracking information to the second device, so that the second device controls the second directional antenna to perform motion according to the tracking information, to the second directional antenna Facing the first directional antenna.
  • another communication device as a first device in a point-to-point communication system, the point-to-point communication system further comprising wirelessly communicating with the first device and being provided with a second a second device of the directional antenna, the communication device includes: a device body and a first directional antenna, the device body includes an acquisition module, an interface module, and a processor, where
  • the collecting module is configured to collect first motion feature information of the first device
  • the interface module is configured to send the first motion feature information to the second device, and receive tracking information returned by the second device, where the tracking information is that the second device is according to the first Tracking information of the first directional antenna relative to the second directional antenna calculated by the feature information and the second motion feature information of the second device;
  • the processor is configured to control the first directional antenna to move according to the tracking information, so that the first directional antenna faces the second directional antenna.
  • the embodiment of the present invention is applicable to a point-to-point communication system including a first device and a second device, where the first device acquires its own first motion feature information and receives the second device. And second tracking feature information, and then calculating tracking information of the first directional antenna relative to the second directional antenna according to the first motion feature information and the second motion feature information, so that the first directional antenna can be performed according to the tracking information.
  • the control is such that the first directional antenna faces the second directional antenna, and the tracking process of the same directional antenna as the first device can also be performed on the second device side.
  • the directional antenna is disposed on both the first device and the second device, the two sides of the device can implement centralized transmission and reception of communication signals, and the directional antenna can be automatically tracked according to the motion feature information of the device in real time. Therefore, the communication distance and communication quality between the communication parties are improved.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an application scenario of a point-to-point wireless communication system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2A is a flow chart showing an embodiment of a tracking method of a directional antenna according to the present invention
  • 2B is a schematic diagram of a directional antenna in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flow chart of another embodiment of a tracking method for a directional antenna of the present invention.
  • FIG. 4A is a flow chart showing another embodiment of a tracking method of a directional antenna according to the present invention.
  • 4B is a three-dimensional space diagram of a communication partner in a point-to-point wireless communication system according to the present invention.
  • FIG. 5 is a flow chart of another embodiment of a tracking method of a directional antenna according to the present invention.
  • FIG. 6 is a flow chart of another embodiment of a tracking method of a directional antenna according to the present invention.
  • FIG. 7A is a schematic diagram of an application scenario of a point-to-point wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7B is a schematic diagram of another application scenario of a point-to-point wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a block diagram of an embodiment of a tracking device for a directional antenna of the present invention.
  • FIG. 9 is a block diagram of another embodiment of a tracking device for a directional antenna of the present invention.
  • FIG. 10 is a block diagram of another embodiment of a tracking device for a directional antenna of the present invention.
  • FIG. 11 is a block diagram of another embodiment of a tracking device for a directional antenna of the present invention.
  • Figure 12 is a block diagram of another embodiment of a tracking device for a directional antenna of the present invention.
  • Figure 13 is a block diagram of one embodiment of a communication device of the present invention.
  • Embodiments of the present invention are applied in a point-to-point wireless communication system in which both sides of a point-to-point communication can implement long-range wireless communication.
  • 1 is a schematic diagram of a point-to-point wireless communication system according to an embodiment of the present invention:
  • the two parties of the point-to-point communication are respectively referred to as a first device and a second device, and the first device and the second device are mutually the communication local end and the communication opposite end.
  • the peer-to-peer communication parties establish a wireless communication link through the directional antenna, thereby implementing wireless communication.
  • the directional antenna disposed on the first device is referred to as a first directional antenna
  • the directional antenna provided on the second device is referred to as a second directional antenna.
  • the two sides of the communication can be two drones, a drone and a remote control, two aircraft, two ships, and the like.
  • FIG. 2A is a flowchart of an embodiment of a method for tracking a directional antenna according to the present invention.
  • the embodiment is applied to a first device, and shows a process for the first device to calculate tracking information of the first directional antenna, including the following steps. :
  • Step 201 Acquire first motion feature information of the first device
  • Step 202 Receive second motion feature information sent by the second device.
  • the first device and the second device may be in a moving state during the communication process, that is, the spatial position and the motion posture of the device may change, and correspondingly, the spatial position of the directional antenna disposed on the device
  • the change is consistent with the device, but the directional antenna's own motion posture may also change, such as rotation.
  • the spatial position can be characterized by spatial coordinate information
  • the motion pose can be characterized by angle information.
  • the embodiments of the present invention may refer to coordinate information of the device and the directional antenna, posture information of the device, and posture information of the directional antenna as motion feature information of the device.
  • the motion feature information collection module may be set on the device, and the module may include: an IMU (Inertial Measurement Unit), a compass module, a GPS (Global Positioning System) module, Positioning module based on positioning base station, positioning module based on vision and map, and the like.
  • a GPS module may be disposed on the device body for collecting coordinate information of the device and the directional antenna, setting an IMU on the device body, acquiring posture information of the device, and setting an IMU on the directional antenna. For collecting attitude information of the directional antenna.
  • the first device and the second device are each a communication peer, and the motion feature information collection module can be set on the device.
  • the motion feature information set on the first device is collected.
  • the module is called a first motion feature information collecting module
  • the motion feature information collecting module set on the second device is referred to as a second motion feature information collecting module.
  • the first device collects the first motion feature information by using the first motion feature information collection module
  • the second device collects the second motion feature information by using the second motion feature information collection module, and sends the second motion feature information to First device.
  • Step 203 Calculate tracking information of the first directional antenna relative to the second directional antenna according to the first motion feature information and the second motion feature information.
  • the tracking information of the first directional antenna relative to the second directional antenna is calculated by the first device, where the first motion feature information may include: coordinate information of the first device, posture information of the first device, and The attitude information of the directional antenna; the second motion feature information may include: coordinate information of the second device.
  • the coordinate information of the first device and the coordinate information of the second device may be firstly used. Calculating position information of the first device and the second device in the vertical direction and position information in the horizontal direction respectively; then calling a preset trigonometric function, such as a sine function, a cosine function, a tangent function, etc., according to the vertical direction Position information on the upper direction and position information in the horizontal direction, respectively calculating a target pitch angle of the first directional antenna with respect to the second directional antenna in the vertical direction, and a target yaw angle in the horizontal direction; finally according to the first device
  • the attitude information and/or the attitude information of the first directional antenna, and the target pitch angle and the target yaw angle determine the adjusted pitch angle of the first directional antenna relative to the second directional antenna, and the first directional antenna relative to The yaw angle of the second directional antenna is adjusted
  • Step 204 Control the first directional antenna according to the tracking information so that the first directional antenna faces the second directional antenna.
  • the first device can drive the first orientation by controlling the vertical adjustment servo of the multi-axis mechanical head.
  • the antenna moves according to the adjusted pitch angle, and by controlling the horizontal adjustment servo of the multi-axis mechanical pan/tilt, the first directional antenna is driven to move according to the adjusted yaw angle so that the first directional antenna faces the second directional antenna.
  • the first target antenna when the first directional antenna is an antenna array, the first target antenna may be selected from the antenna array of the first directional antenna according to the adjusted pitch angle and the adjusted yaw angle, so that the first antenna The target antenna is oriented toward the second target antenna, wherein the second target antenna is a target antenna selected from the antenna array of the second directional antenna.
  • an orientation plane of each directional antenna may be defined, and the orientation plane may be a plane perpendicular to a transmission direction of a signal transmitted by the directional antenna, and the first directional antenna may be referred to as a first orientation antenna toward the second directional antenna.
  • the orientation plane of the directional antenna is parallel to the orientation plane of the second directional antenna, and the connection between the coordinate points of the first directional antenna and the second directional antenna is perpendicular to the two orientation planes, wherein the coordinate point of the directional antenna can be It is consistent with the coordinates of the device it is on.
  • 2B is a schematic diagram of a directional antenna in an embodiment of the present invention.
  • the embodiment is applied to a point-to-point communication system including a first device and a second device, wherein the first device acquires its own first motion feature information and receives the second motion feature information of the second device. And calculating, according to the first motion feature information and the second motion feature information, tracking information of the first directional antenna relative to the second directional antenna, so that the first directional antenna can be controlled according to the tracking information, so that the first setting The orientation surface of the antenna faces the orientation surface of the second directional antenna. Similarly, the tracking process of the same directional antenna as the first device can also be performed on the second device side.
  • the directional antenna is disposed on both the first device and the second device, the two sides of the device can implement centralized transmission and reception of communication signals, and the directional antenna can be automatically tracked according to the motion feature information of the device in real time. Therefore, the communication distance and communication quality between the communication parties are improved.
  • FIG. 3 is a flowchart of another embodiment of a method for tracking a directional antenna according to the present invention.
  • the embodiment is applied to a first device, and the first device is configured to calculate a first directional antenna based on a change of motion feature information.
  • the process of tracking information including the following steps:
  • Step 301 Establish a point-to-point wireless communication link between the first device and the second device.
  • the first device and the second device which are both sides of the point-to-point communication, establish a point-to-point wireless communication link with each other in advance.
  • the wireless communication link may be a direct wireless communication link between the first device and the second device.
  • the wireless communication link may be established by using a Bluetooth device.
  • the wireless communication link; or the wireless communication link may also be a wireless communication link established by a third-party relay point, for example, when the distance between the first device and the second device is relatively long, A plurality of APs (Access Points, wireless access points) establish the wireless communication link.
  • APs Access Points, wireless access points
  • Step 302 Acquire first motion feature information of the first device, and receive second motion feature information sent by the second device by using a wireless communication link.
  • step 201 For the specific implementation process of this step, refer to the foregoing description of step 201 and step 202, and details are not described herein again.
  • Step 303 Detect changes of the first motion feature information and the second motion feature information with respect to a previous time period.
  • the spatial position and the motion posture of the first device and the second device are in a dynamic change process during the entire communication process, but in a short time interval, large changes may not occur. Even if there is no change, it is possible to predefine a time period, for example, 3 seconds, the first device and the second device can obtain the respective motion feature information according to the time period, and send the information to the opposite end.
  • the first device may first detect the change of the motion feature information compared to the previous time period, that is, detect the first motion feature of the current time period and the previous time period. Whether the information and the second motion feature information are the same. If they are the same, the position and posture of the first device and the second device and their directional antennas are not changed, so the subsequent step 304 may not be performed, thereby saving the first The computing resources of the device; if not, indicating that at least one of the position and posture of the first device and the second device and its directional antenna has changed, the subsequent step 304 can be continued.
  • Step 304 Calculate tracking information of the first directional antenna relative to the second directional antenna according to the change of the first motion feature information and the second motion feature information.
  • Step 305 Control the first directional antenna according to the tracking information so that the first directional antenna faces the second directional antenna.
  • step 304 and step 305 For the specific implementation process of step 304 and step 305, refer to the foregoing description of step 203 and step 204, and details are not described herein again.
  • the directional antenna since the directional antenna is disposed on both the first device and the second device, the two sides of the device can implement centralized transmission and reception of communication signals, and can automatically perform real-time according to the motion feature information of the device.
  • the directional antenna performs tracking, thereby improving the communication distance and communication quality between the two communication parties; in addition, since the first device only detects the change of the motion characteristic information, the first directional antenna is calculated relative to the second directional antenna. Tracking information, so it can effectively save the computing resources of the first device.
  • FIG. 4A is a flowchart of another embodiment of a method for tracking a directional antenna according to the present invention.
  • the embodiment is applied to a first device, and shows that the first device simultaneously calculates the tracking of the first directional antenna and the second directional antenna.
  • the process of information including the following steps:
  • Step 401 Acquire first motion feature information of the first device, and receive second motion feature information sent by the second device.
  • the first motion feature information of the first device that is acquired by the first device may include: coordinate information of the first device, posture information of the first device, and posture information of the first directional antenna;
  • the second motion feature information sent by the second device may include: coordinate information of the second device, posture information of the second device, and posture information of the second directional antenna.
  • Step 402 Calculate tracking information of the first directional antenna with respect to the second directional antenna and tracking information of the second directional antenna with respect to the first directional antenna according to the first motion feature information and the second motion feature information.
  • the first device and the second device may be separately calculated according to the coordinate information of the first device and the coordinate information of the second device. Position information of the device in the vertical direction and position information in the horizontal direction. Then, a preset trigonometric function, such as a sine function, a cosine function, a tangent function, or the like, a right triangle function can be called, and the first directional antenna is calculated relative to the position information according to the position information in the vertical direction and the position information in the horizontal direction.
  • a preset trigonometric function such as a sine function, a cosine function, a tangent function, or the like, a right triangle function can be called, and the first directional antenna is calculated relative to the position information according to the position information in the vertical direction and the position information in the horizontal direction.
  • a target pitch angle of the directional antenna in the vertical direction and a target yaw angle in the horizontal direction; and calculating a target pitch angle of the second directional antenna in the vertical direction with respect to the first directional antenna, and in the horizontal direction Target yaw angle.
  • determining, according to the attitude information of the first device and/or the attitude information of the first directional antenna, and the target pitch angle and the target yaw angle of the first directional antenna determining the first directional antenna relative to the second directional antenna Adjusting the pitch angle and adjusting the yaw angle; and determining, according to the attitude information of the second device and/or the attitude information of the second directional antenna, and the target pitch angle and the target yaw angle of the second directional antenna, determining the second directional antenna relative to The pitch angle of the first directional antenna is adjusted and the yaw angle is adjusted.
  • Step 403 Send tracking information of the second directional antenna relative to the first directional antenna to the second device, and control the first directional antenna according to the tracking information of the first directional antenna relative to the second directional antenna, so that The first directional antenna faces the second directional antenna.
  • control process of the directional antennas of the first device and the second device is consistent with the description of the foregoing step 204, and details are not described herein again.
  • 4B is a schematic diagram of a three-dimensional space of two communicating parties in a point-to-point wireless communication system according to the present invention. The following describes the calculation process of the tracking information of the directional antenna in combination with the schematic diagram:
  • the motion feature information acquired by the drone 1 includes the spatial coordinates of the point A, the initial pitch angle a ⁇ 1 of the drone 1 and the initial yaw angle ⁇ A1 , the initial pitch angle a ⁇ 2 of the directional antenna 1 and the initial yaw angle.
  • the motion characteristic information transmitted by the drone 1 to the drone 2 may include the spatial coordinates of the point B, the initial pitch angle a B1 of the drone 2 and the initial yaw angle ⁇ B1 , the directional antenna 2
  • the initial pitch angle a B2 and the initial yaw angle ⁇ B2 may refer to an angle between the head direction of the drone and the reference direction
  • the pitch angle and the yaw angle of the directional antenna may be specified to the antenna and the reference direction. The angle between the two.
  • the horizontal reference plane and the vertical reference plane (not shown in FIG. 4B) which are perpendicular to each other are respectively established with reference to the spatial coordinates of the point B, wherein, according to the spatial coordinates of the point A and the spatial coordinates of the point B,
  • the distance from point A to the horizontal reference plane is H, which corresponds to point X on the horizontal reference plane, the distance between point X and point B is D2, and the angle between H and D2 is a right angle;
  • point X to The distance of the vertical reference plane is W, the distance W corresponds to the point Y on the vertical reference plane, the distance between the point Y and the point B is D1, and the angle between W and D1 is a right angle.
  • the right triangle function is called, and the angle c and the angle d are calculated according to H and D2, wherein the angle c is the target pitch angle of the directional antenna 1 with respect to the directional antenna 2 in the vertical direction, and the angle d is The target pitch angle of the directional antenna 2 with respect to the directional antenna 1 in the vertical direction; and, calculated from W and D1, the angle a and the angle c, wherein the angle a is the target of the directional antenna 1 in the horizontal direction with respect to the directional antenna 2
  • the yaw angle, angle b is the target yaw angle of the directional antenna 2 with respect to the directional antenna 1 in the horizontal direction.
  • the drone 1 can determine the following angles based on the aforementioned calculation results:
  • the UAV 1 of the initial pitch angle a ⁇ 1, the initial pitch angle of the directional antenna 1 a ⁇ 2, and the calculated target pitch angle c, determine the orientation of the antenna 1 with respect to the adjustment of the pitch angle of the directional antenna 2 a ⁇ 3;
  • the UAV initial yaw angle ⁇ B1 2, the directional antenna ⁇ B2 2 initial yaw angle, and the calculated target yaw angle B, the directional antenna 2 is determined with respect to a yaw angle adjustment of the directional antenna 1 beta] B3 .
  • the drone 1 controls the directional antenna 1 to move according to the adjusted pitch angle a ⁇ 3 of the directional antenna 1 and the adjusted yaw angle ⁇ A3 .
  • the drone 2 adjusts the pitch angle a B3 according to the directional antenna 2 and adjusts The yaw angle ⁇ B3 controls the directional antenna 2 to move; finally, the directional antenna 1 is oriented toward the directional antenna 2, that is, the directional antenna 2 faces the directional antenna 1.
  • the difference between the embodiment shown in FIG. 4A and the foregoing embodiment shown in FIG. 2 and FIG. 3 is that, when the computing capability of the first device is relatively strong, the first device can complete the calculation of the tracking information of the first directional antenna.
  • the tracking information of the second directional antenna of the second device may also be calculated, so that the computing resources of the second device may be saved correspondingly while fully utilizing the computing power of the first device.
  • FIG. 5 is a flowchart of another embodiment of a method for tracking a directional antenna according to the present invention.
  • the embodiment is applied to a first device, where the first device calculates tracking information of the second directional antenna for the second device.
  • the process includes the following steps:
  • Step 501 Acquire first motion feature information of the first device, and receive second motion feature information sent by the second device.
  • the first motion feature information collection module may be integrated on the first device, and the first motion feature information is collected by the first motion feature information collection module.
  • the second motion feature information collection module may be integrated on the second device, and the second motion feature information is collected by the second motion feature information collection module.
  • any of the motion feature information collection modules may include at least one of the following modules: an IMU, a compass module, a GPS module, a positioning module based on the positioning base station, and a positioning module based on a vision and a map.
  • a wireless communication link may be established in advance between the first device and the second device, and information interaction with each other is performed through the wireless communication link.
  • the wireless communication link may include a directly connected wireless communication link or a wireless communication link established through a third-party relay point.
  • Step 502 Calculate tracking information of the second directional antenna relative to the first directional antenna according to the first motion feature information and the second motion feature information.
  • the first device may detect the first motion feature information and the second motion feature information relative to the previous time before calculating the tracking information of the second directional antenna relative to the first directional antenna.
  • the change of the period is calculated if there is a change, and if there is no change, the calculation may not be performed.
  • the first motion feature information may include: coordinate information of the first device; the second motion feature information may include: coordinate information of the second device, posture information of the second device, and posture information of the second directional antenna.
  • Step 503 Send the tracking information to the second device, so that the second device controls the second directional antenna to move according to the tracking information, and the second directional antenna faces the first directional antenna.
  • the difference between the embodiment shown in FIG. 5 and the foregoing embodiment shown in FIG. 2 and FIG. 3 is that when the computing capability of the first device is relatively strong, the first device can calculate the tracking information of the second directional antenna of the second device, and the same. The computing resources of the second device can be saved while making full use of the computing power of the first device.
  • FIG. 6 is a flowchart of another embodiment of a method for tracking a directional antenna according to the present invention.
  • the embodiment is applied to a first device, where the first device uses the second device to calculate tracking information of the first directional antenna.
  • the process includes the following steps:
  • Step 601 Acquire first motion feature information of the first device.
  • Step 602 Send first motion feature information to the second device, so that the second device calculates tracking information of the first directional antenna relative to the second directional antenna according to the first transport feature information and the second motion feature information of the second device. .
  • the first motion feature information acquired by the first device may include coordinate information of the first device, posture information of the first device, and posture information of the first directional antenna; and correspondingly, the second device calculates the first setting
  • the process of tracking information to the antenna with respect to the second directional antenna is consistent with the calculation process of the first device described in the foregoing embodiment, and details are not described herein again.
  • Step 603 Receive tracking information returned by the second device.
  • Step 604 Control the first directional antenna to move according to the tracking information, so that the first directional antenna faces the second directional antenna.
  • the embodiment shown in FIG. 6 is different from the foregoing embodiment in that, when the computing capability of the first device is relatively weak, and the computing capability of the second device is relatively strong, the first device may be calculated by the second device.
  • the tracking information of the directional antenna is returned and returned, so that the computing resources of the first device can be saved while fully utilizing the computing power of the second device.
  • FIG. 7A is a schematic diagram of an application scenario of a point-to-point wireless communication system according to the present invention.
  • the two sides of the point-to-point communication in the application scenario shown in FIG. 7A are two drones, and the structures of the two drones can be consistent.
  • the directional antenna on the UAV is disposed on the multi-axis mechanical head; the UAV body includes an interface module, a processor connected to the interface module, and a GPS module and an IMU connected to the processor.
  • the first drone may control the first multi-angle according to the above angle after determining the adjusted pitch angle of the first directional antenna relative to the second directional antenna and adjusting the yaw angle.
  • the shaft mechanical pan/tilt performs vertical rotation and horizontal rotation respectively, so that the first orientation surface of the first directional antenna faces the second orientation surface of the second directional antenna
  • the second drone can determine the second antenna Relative After adjusting the pitch angle of the first directional antenna and adjusting the yaw angle, controlling the second multi-axis mechanical pan/tilt to perform vertical rotation and horizontal rotation respectively according to the above angle, so that the second orientation surface of the second directional antenna faces the first The first orientation surface of the directional antenna.
  • FIG. 7B is a schematic diagram of an application scenario of the point-to-point wireless communication system according to the present invention.
  • the two sides of the peer-to-peer communication in the application scenario shown in FIG. 7A are two passenger aircrafts, and the structures of the two passenger aircrafts can be consistent, wherein the scenario shown in FIG. 7A is the same.
  • the multi-axis mechanical pan/tilt is different.
  • the pan/tilt in Fig. 7B is a pan/tilt that can move in a spatial range, for example, can be rotated on a horizontal reference plane, and pitched on a vertical reference plane, and the corresponding directional antenna is disposed in the
  • the gimbal can move with the gimbal to change its own motion characteristics.
  • the first guest may control the first pan/tilt according to the above angle after determining the adjusted pitch angle of the first directional antenna relative to the second directional antenna and adjusting the yaw angle.
  • the second passenger plane can determine the adjusted pitch angle of the second directional antenna relative to the first directional antenna
  • the second pan/tilt is controlled to move according to the above angle, so that the second directional plane of the second directional antenna faces the first directional plane of the first directional antenna.
  • the two sides of the point-to-point communication are two drones, which is different from the setting of a directional antenna in the foregoing FIG. 7A and FIG. 7B, and is set on the drone in the application scenario.
  • the directional antenna may be an antenna array, that is, a plurality of antennas are disposed in a certain direction; the UAV body may still include an interface module, a processor connected to the interface module, and a GPS module and an IMU connected to the processor.
  • the first unmanned aerial vehicle is provided with a first antenna array
  • the second unmanned aerial vehicle is provided with a second antenna array.
  • the first drone may determine the first predetermined After adjusting the pitch angle of the antenna relative to the second directional antenna and adjusting the yaw angle, the first target antenna is selected from the first antenna array according to the above angle.
  • the second drone may determine the relative direction of the second directional antenna. After adjusting the pitch angle of the first directional antenna and adjusting the yaw angle, selecting a second target antenna from the second antenna array according to the foregoing angle, the first orientation surface of the first target antenna and the second target antenna The two orientation faces are parallel to each other, and a line connecting the coordinate points of the first target antenna and the second target antenna is perpendicular to the two orientation faces.
  • the present invention also provides an embodiment of a tracking device and a communication device for a directional antenna.
  • FIG. 8 is a block diagram of an embodiment of a tracking device for a directional antenna according to the present invention.
  • the device is applied to a first device, and includes: an obtaining module 810, a receiving module 820, a first calculating module 830, and a control module 840.
  • the obtaining module 810 is configured to acquire first motion feature information of the first device.
  • the receiving module 820 is configured to receive second motion feature information sent by the second device.
  • a first calculation module 830 configured to calculate tracking information of the first directional antenna relative to the second directional antenna according to the first motion feature information and the second motion feature information;
  • the control module 840 is configured to control the first directional antenna according to the tracking information, so that the first directional antenna faces the second directional antenna.
  • Integrating a first motion feature information collection module on the first device Integrating a first motion feature information collection module on the first device
  • the acquiring module 810 is specifically configured to acquire the first motion feature information collected by the first motion feature information collecting module in real time during the motion of the first device.
  • the first motion feature information collection module may include at least one of the following modules: an inertial measurement unit, a compass module, a GPS module, a positioning module based on a positioning base station, and a positioning module based on a vision and a map.
  • the device also includes (not shown in Figure 8):
  • Establishing a module configured to establish a point-to-point wireless communication link with the second device, where the wireless communication link includes a directly connected wireless communication link or a wireless communication link established by a third-party relay point road;
  • the receiving module 820 is specifically configured to receive, by using the wireless communication link, second motion feature information that is sent by the second device.
  • the first calculating module 830 can include:
  • An information detecting submodule configured to detect a change of the first motion feature information and the second motion feature information with respect to a previous time period
  • an information calculation submodule configured to calculate tracking information of the first directional antenna relative to the second directional antenna according to the change of the first motion feature information and the second motion feature information.
  • the first motion feature information includes: coordinate information of the first device, posture information of the first device, and posture information of the first directional antenna; and the second motion feature information includes: The coordinate information of the two devices;
  • the first calculating module 830 can include:
  • a first position information calculation submodule configured to calculate position information and a horizontal direction of the first device and the second device in a vertical direction according to the coordinate information of the first device and the coordinate information of the second device location information;
  • a first target angle calculation submodule configured to call a preset trigonometric function, and calculate, according to the position information in the vertical direction and the position information in the horizontal direction, the first directional antenna relative to the first Two directional antennas at Target pitch angle in the vertical direction and target yaw angle in the horizontal direction;
  • a first adjustment angle determining submodule configured to determine the first according to posture information of the first device and/or posture information of the first directional antenna, and the target pitch angle and a target yaw angle An adjusted pitch angle of the directional antenna relative to the second directional antenna and an adjusted yaw angle of the first directional antenna relative to the second directional antenna.
  • the first directional antenna is disposed on a multi-axis mechanical head
  • the control module 840 is specifically configured to drive the first directional antenna to move according to the adjusted pitch angle by controlling a vertical adjustment servo of the multi-axis mechanical pan/tilt, and by controlling the level of the multi-axis mechanical head
  • the adjusting servo mechanism drives the first directional antenna to move according to the adjusted yaw angle such that the first directional antenna faces the second directional antenna.
  • the first directional antenna is an antenna array
  • the control module 840 is specifically configured to select a first target antenna from the antenna array of the first directional antenna according to the adjusted pitch angle and the adjusted yaw angle, so that the first target antenna faces the first And a second target antenna, wherein the second target antenna is a target antenna selected from an antenna array of the second directional antenna.
  • FIG. 9 is a block diagram of another embodiment of a tracking device for a directional antenna according to the present invention.
  • the device is applied to a first device.
  • the device further includes: a first sending module 850, based on the device shown in FIG.
  • the first sending module 850 is configured to send the first motion feature information to the second device, so that the second device calculates the first information according to the first motion feature information and the second motion feature information Tracking information of the directional antenna relative to the first directional antenna.
  • the first motion feature information may include coordinate information of the first device.
  • FIG. 10 is a block diagram of another embodiment of a tracking device for a directional antenna according to the present invention.
  • the device is applied to a first device.
  • the device further includes: a second computing module 860 and a Two transmitting module 870.
  • a second calculating module 860 configured to calculate tracking information of the second directional antenna relative to the first directional antenna according to the second motion feature information and the first motion feature information;
  • the second sending module 870 is configured to send, to the second device, tracking information of the second directional antenna relative to the first directional antenna.
  • the second motion feature information includes: coordinate information of the second device, posture information of the second device, The posture information of the second directional antenna, the first motion feature information includes: coordinate information of the first device;
  • the second computing module 860 can include:
  • a second position information calculation sub-module configured to calculate position information and a horizontal direction of the second device and the first device in a vertical direction according to the coordinate information of the second device and the coordinate information of the first device location information;
  • a second target angle calculation submodule configured to call a preset trigonometric function, respectively calculating the second directional antenna relative to the first according to the position information in the vertical direction and the position information in the horizontal direction
  • a second adjustment angle calculation submodule configured to determine the second orientation according to the posture information of the second device and/or the posture information of the second directional antenna, and the target pitch angle and the target yaw angle An adjusted pitch angle of the antenna relative to the first directional antenna and an adjusted yaw angle of the second directional antenna relative to the first directional antenna.
  • FIG. 11 is a block diagram of another embodiment of a tracking device for a directional antenna according to the present invention.
  • the device is applied to a first device, and the device includes: an obtaining module 1110, a receiving module 1120, a calculating module 1130, and a sending module 1140.
  • the obtaining module 1110 is configured to acquire first motion feature information of the first device.
  • the receiving module 1120 is configured to receive second motion feature information that is sent by the second device.
  • the calculation module 1130 is configured to calculate tracking information of the second directional antenna relative to the first directional antenna according to the first motion feature information and the second motion feature information;
  • the sending module 1140 is configured to send the tracking information to the second device, so that the second device controls the second directional antenna to move according to the tracking information, to the second directional antenna facing the The first directional antenna is described.
  • Integrating a first motion feature information collection module on the first device Integrating a first motion feature information collection module on the first device
  • the acquiring module 1110 is specifically configured to acquire the first motion feature information collected by the first motion feature information collecting module in real time during the motion of the first device.
  • the first motion feature information collection module includes at least one of the following modules: an inertial measurement unit, a compass module, a GPS module, a positioning module based on a positioning base station, and a positioning module based on a vision and a map.
  • the device may also include (not shown in Figure 11):
  • Establishing a module configured to establish a point-to-point wireless communication link with the second device, where the wireless communication link includes a directly connected wireless communication link or a wireless communication link established by a third-party relay point road;
  • the receiving module 1120 is specifically configured to receive, by using the wireless communication link, the first transport sent by the first device Dynamic feature information;
  • the sending module 1140 is specifically configured to send the tracking information to the second device by using the wireless communication link.
  • the calculating module 1130 can include:
  • An information detecting submodule configured to detect a change of the first motion feature information and the second motion feature information with respect to a previous time period
  • an information calculation submodule configured to calculate tracking information of the second directional antenna relative to the first directional antenna according to the change of the first motion feature information and the second motion feature information.
  • the first motion feature information includes: coordinate information of the first device;
  • the second motion feature information includes: coordinate information of the second device, posture information of the second device, and the second orientation Attitude information of the antenna;
  • the calculating module 1130 can include:
  • a position information calculation sub-module configured to calculate position information of the first device and the second device in a vertical direction and position information in a horizontal direction according to coordinate information of the first device and coordinate information of the second device, respectively ;
  • a target angle calculation sub-module configured to call a preset trigonometric function, respectively calculating the second directional antenna relative to the first orientation according to the position information in the vertical direction and the position information in the horizontal direction
  • Adjusting an angle determining submodule configured to determine the second orientation according to posture information of the second device and/or posture information of the second directional antenna, and the target pitch angle and the target yaw angle An adjusted pitch angle of the antenna relative to the first directional antenna and an adjusted yaw angle of the second directional antenna relative to the first directional antenna.
  • FIG. 12 it is a block diagram of another embodiment of a tracking device for a directional antenna according to the present invention.
  • the device is applied to a first device, and the device includes: an obtaining module 1210, a sending module 1220, a receiving module 1230, and a control module 1240.
  • the obtaining module 1210 is configured to acquire first motion feature information of the first device.
  • the sending module 1220 is configured to send the first motion feature information to the second device, so that the second device calculates, according to the first transport feature information and the second motion feature information of the second device, Tracking information of the first directional antenna relative to the second directional antenna;
  • the receiving module 1230 is configured to receive the tracking information returned by the second device
  • the control module 1240 is configured to control the first directional antenna to move according to the tracking information, so that the first directional antenna faces the second directional antenna.
  • Integrating a first motion feature information collection module on the first device Integrating a first motion feature information collection module on the first device
  • the acquiring module 1210 is specifically configured to acquire the first motion feature information collected by the first motion feature information collecting module in real time during the motion of the first device.
  • the first motion feature information collection module includes at least one of the following modules: an inertial measurement unit, a compass module, a GPS module, a positioning module based on a positioning base station, and a positioning module based on a vision and a map.
  • the device may also include (not shown in Figure 12):
  • Establishing a module configured to establish a point-to-point wireless communication link with the second device, where the wireless communication link includes a directly connected wireless communication link or a wireless communication link established by a third-party relay point road;
  • the sending module 1220 is specifically configured to send the first motion feature information to the second device by using the wireless communication link;
  • the receiving module 1230 is specifically configured to receive, by using the wireless communication link, the tracking information returned by the second device.
  • the first motion feature information includes: coordinate information of the first device, posture information of the first device, and posture information of the first directional antenna; and the second motion feature information includes: The coordinate information of the two devices;
  • the tracking information of the first directional antenna relative to the second directional antenna includes: an adjusted pitch angle of the first directional antenna relative to the second directional antenna, and the first directional antenna is opposite to Adjusting the yaw angle of the second directional antenna.
  • the first directional antenna is disposed on a multi-axis mechanical head
  • the control module 1240 is specifically configured to drive the first directional antenna to move according to the adjusted pitch angle by controlling a vertical adjustment servo of the multi-axis mechanical pan/tilt, and by controlling the level of the multi-axis mechanical head
  • the adjusting servo mechanism drives the first directional antenna to move according to the adjusted yaw angle such that the first directional antenna faces the second directional antenna.
  • the first directional antenna is an antenna array
  • the control module 1240 is specifically configured to select a first target antenna from the antenna array of the first directional antenna according to the adjusted pitch angle and the adjusted yaw angle, so that the first target antenna faces the first And a second target antenna, wherein the second target antenna is a target antenna selected from an antenna array of the second directional antenna.
  • the communication device is used in a point-to-point communication system.
  • the first device the communication device includes: a device body 1310 and a first directional antenna 1320.
  • the device body includes an acquisition module 1311, an interface module 1312, and a processor 1313.
  • the collecting module 1311 is configured to collect first motion feature information of the first device.
  • the interface module 1312 is configured to receive second motion feature information sent by the second device.
  • the processor 1313 is configured to calculate tracking information of the first directional antenna relative to the second directional antenna according to the first motion feature information and the second motion feature information, and follow the tracking information.
  • the first directional antenna is controlled such that the first directional antenna faces the second directional antenna.
  • the acquisition module 1311 may include at least one of the following modules: an inertial measurement unit, a compass module, a GPS module, a positioning module based on a positioning base station, and a positioning module based on vision and map.
  • the interface module 1312 is further configured to establish a point-to-point wireless communication link with the second device, and receive, by using the wireless communication link, second motion feature information sent by the second device, where
  • the wireless communication link includes a directly connected wireless communication link or a wireless communication link established by a third party relay point.
  • the processor 1313 is specifically configured to detect a change of the first motion feature information and the second motion feature information with respect to a previous time period, and according to the first motion feature information and the second motion feature information The change calculates tracking information of the first directional antenna relative to the second directional antenna.
  • the first motion feature information includes: coordinate information of the first device, posture information of the first device, and posture information of the first directional antenna; and the second motion feature information includes: The coordinate information of the two devices;
  • the processor 1313 may be specifically configured to calculate position information and a horizontal direction of the first device and the second device in a vertical direction according to the coordinate information of the first device and the coordinate information of the second device.
  • Position information calling a preset trigonometric function, respectively calculating, according to the position information in the vertical direction and the position information in the horizontal direction, the first directional antenna in a vertical direction with respect to the second directional antenna a target pitch angle, and a target yaw angle in a horizontal direction; according to the attitude information of the first device and/or the attitude information of the first directional antenna, and the target pitch angle and the target yaw angle Determining an adjusted pitch angle of the first directional antenna relative to the second directional antenna and an adjusted yaw angle of the first directional antenna relative to the second directional antenna.
  • the first directional antenna is disposed on the multi-axis mechanical head; the processor 1313 is specifically configured to drive the first directional antenna according to a vertical adjustment servo that controls the multi-axis mechanical head Adjusting the pitch angle Row movement, and by controlling a horizontal adjustment servo of the multi-axis mechanical head, the first directional antenna is moved according to the adjusted yaw angle such that the first directional antenna faces the second Directional antenna.
  • the first directional antenna is an antenna array.
  • the processor 1313 may be specifically configured to select a first target from the antenna array of the first directional antenna according to the adjusted pitch angle and the adjusted yaw angle.
  • An antenna such that the first target antenna faces the second target antenna, and the second target antenna is a target antenna selected from an antenna array of the second directional antenna.
  • the interface module 1312 is further configured to send the first motion feature information to the second device, so that the second device calculates the first motion feature information and the second motion feature information. Tracking information of the second directional antenna relative to the first directional antenna.
  • the first motion feature information may include coordinate information of the first device.
  • the processor 1313 is further configured to calculate, according to the second motion feature information and the first motion feature information, tracking information of the second directional antenna relative to the first directional antenna, and to the second device Transmitting tracking information of the second directional antenna relative to the first directional antenna.
  • the second motion feature information includes: coordinate information of the second device, posture information of the second device, posture information of the second directional antenna, and the first motion feature information includes: Coordinate information of the first device;
  • the processor 1313 may be specifically configured to calculate position information and a horizontal direction of the second device and the first device in a vertical direction according to the coordinate information of the second device and the coordinate information of the first device.
  • Position information calling a preset trigonometric function, respectively calculating, according to the position information in the vertical direction and the position information in the horizontal direction, the second directional antenna in a vertical direction with respect to the first directional antenna Target pitch angle, and a target yaw angle in a horizontal direction; according to attitude information of the second device and/or attitude information of the second directional antenna, and the target pitch angle and the target yaw And determining an adjusted pitch angle of the second directional antenna relative to the first directional antenna and an adjusted yaw angle of the second directional antenna relative to the first directional antenna.
  • the collecting module 1311 is configured to collect first motion feature information of the first device.
  • the interface module 1312 is configured to receive second motion feature information sent by the second device.
  • the processor 1313 is configured to calculate tracking information of the second directional antenna relative to the first directional antenna according to the first motion feature information and the second motion feature information;
  • the interface module 1312 is further configured to send the tracking information to the second device, so that the second device Controlling the second directional antenna to move according to the tracking information until the second directional antenna faces the first directional antenna.
  • the acquisition module 1311 may include at least one of the following modules: an inertial measurement unit, a compass module, a GPS module, a positioning module based on a positioning base station, and a positioning module based on vision and map.
  • the interface module 1312 is further configured to establish a point-to-point wireless communication link with the second device, where the wireless communication link includes a directly connected wireless communication link, or is established by a third-party relay point. a wireless communication link, and receiving, by the wireless communication link, first motion characteristic information sent by the first device, and transmitting the tracking information to the second device by using the wireless communication link.
  • the processor 1313 may be specifically configured to detect a change of the first motion feature information and the second motion feature information with respect to a previous time period, and according to the first motion feature information and the second motion feature information The change of the second directional antenna relative to the first directional antenna is calculated.
  • the first motion feature information includes: coordinate information of the first device;
  • the second motion feature information includes: coordinate information of the second device, posture information of the second device, and the second orientation Attitude information of the antenna;
  • the processor 1313 may be specifically configured to calculate position information and a horizontal direction of the first device and the second device in a vertical direction according to the coordinate information of the first device and the coordinate information of the second device.
  • Position information calling a preset trigonometric function, respectively calculating, according to the position information in the vertical direction and the position information in the horizontal direction, the second directional antenna in a vertical direction with respect to the first directional antenna Target pitch angle, and a target yaw angle in a horizontal direction; according to attitude information of the second device and/or attitude information of the second directional antenna, and the target pitch angle and the target yaw And determining an adjusted pitch angle of the second directional antenna relative to the first directional antenna and an adjusted yaw angle of the second directional antenna relative to the first directional antenna.
  • the collecting module 1311 is configured to collect first motion feature information of the first device.
  • the interface module 1312 is configured to send the first motion feature information to the second device, and receive tracking information returned by the second device, where the tracking information is that the second device is according to the first Tracking information of the first directional antenna relative to the second directional antenna calculated by the transport feature information and the second motion feature information of the second device;
  • the processor 1313 is configured to control, according to the tracking information, to control, move the first directional antenna, so that The first directional antenna faces the second directional antenna.
  • the acquisition module 1311 may include at least one of the following modules: an inertial measurement unit, a compass module, a GPS module, a positioning module based on a positioning base station, and a positioning module based on vision and map.
  • the interface module 1312 is further configured to establish a point-to-point wireless communication link with the second device, where the wireless communication link includes a directly connected wireless communication link, or is established by a third-party relay point. And a wireless communication link, and transmitting, by the wireless communication link, the first motion feature information to the second device, and receiving, by the wireless communication link, the tracking information returned by the second device.
  • the first motion feature information includes: coordinate information of the first device, posture information of the first device, and posture information of the first directional antenna; and the second motion feature information includes: The coordinate information of the two devices;
  • the tracking information of the first directional antenna relative to the second directional antenna includes: an adjusted pitch angle of the first directional antenna relative to the second directional antenna, and the first directional antenna is opposite to Adjusting the yaw angle of the second directional antenna.
  • the first directional antenna is disposed on a multi-axis mechanical head
  • the processor 1313 may be specifically configured to drive the first directional antenna to move according to the adjusted pitch angle by controlling a vertical adjustment servo of the multi-axis mechanical pan/tilt, and by controlling the multi-axis mechanical head
  • the horizontal adjustment servo drives the first directional antenna to move according to the adjusted yaw angle such that the first directional antenna faces the second directional antenna.
  • the first directional antenna is an antenna array
  • the processor 1313 may be specifically configured to select a first target antenna from the antenna array of the first directional antenna according to the adjusted pitch angle and the adjusted yaw angle, so that the first target antenna faces the a second target antenna, the second target antenna being a target antenna selected from an antenna array of the second directional antenna.
  • the system, device, module or unit illustrated in the above embodiments may be implemented by a computer chip or an entity, or by a product having a certain function.
  • the above devices are described separately by function into various units.
  • the functions of each unit may be implemented in the same software or software and/or hardware when implementing the present application.
  • Those skilled in the art will appreciate that embodiments of the present invention can be provided as a method, system, or computer program.
  • Product Accordingly, the present invention may take the form of an entirely hardware embodiment, an entirely software embodiment, or a combination of software and hardware.
  • the invention can take the form of a computer program product embodied on one or more computer-usable storage media (including but not limited to disk storage, CD-ROM, optical storage, etc.) including computer usable program code.

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Abstract

一种定向天线的追踪方法及通信设备，该方法应用在点对点通信系统中设置有第一定向天线的第一设备上，该通信系统还包括与第一设备进行无线通信且设置有第二定向天线的第二设备，该方法包括：获取第一设备的第一运动特征信息；接收第二设备发送的第二运动特征信息；根据第一运动特征信息和所述第二运动特征信息计算第一定向天线相对于第二定向天线的追踪信息；按照追踪信息对第一定向天线进行控制，以使第一定向天线朝向第二定向天线。由于第一设备和第二设备上都设置有定向天线，可以使设备双方实现通信信号的集中发送和接收，并且由于可以实时根据设备的运动特征信息自动对定向天线进行跟踪，因此提升了通信双方之间的通信距离和通信质量。

Description

定向天线的追踪方法及通信设备 技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及定向天线的追踪方法及通信设备。
背景技术
在无线通信系统中，与外界传播媒介接口的是天线系统。在一个典型的点对点无线通信系统中，比如两架无人机之间，或者无人机与遥控器之间，通信双方均设置了天线，由于通信双方可能实时处于运动状态，因此其相互之间的距离和各自的姿态都会发生变化，为了保证在上述变化过程中的通信不中断，通信双方往往采用全向天线进行通信，从而增加通信的覆盖范围。
相关技术中，虽然全向天线可以保证通信一方在天线覆盖范围内的全方向上接收到对端信号，但是基于全向天线的结构，使其无法对通信信号进行集中的发送和接收，从而会影响通信双方之间的通信距离和通信质量。
发明内容
本发明提供定向天线的追踪方法及通信设备。
依据本发明的第一方面，提供一种定向天线的追踪方法，所述方法应用在点对点通信系统中设置有第一定向天线的第一设备上，所述点对点通信系统还包括与所述第一设备进行无线通信且设置有第二定向天线的第二设备，所述方法包括：
获取第一设备的第一运动特征信息；
接收第二设备发送的第二运动特征信息；
根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息计算所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的追踪信息；
按照所述追踪信息对所述第一定向天线进行控制，以使所述第一定向天线朝向所述第二定向天线。
依据本发明的第二方面，提供另一种定向天线的追踪方法，所述方法应用在点对点通信系统中设置有第一定向天线的第一设备上，所述点对点通信系统还包括与所述第一设备进行无线通信且设置有第二定向天线的第二设备，所述方法包括：
获取第一设备的第一运动特征信息；
接收第二设备发送的第二运动特征信息；
根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息计算所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的追踪信息；
将所述追踪信息发送给所述第二设备，以使所述第二设备按照所述追踪信息控制所述第二定向天线进行运动，至所述第二定向天线朝向所述第一定向天线。
依据本发明的第三方面，提供另一种定向天线的追踪方法，所述方法应用在点对点通信系统中设置有第一定向天线的第一设备上，所述点对点通信系统还包括与所述第一设备进行无线通信且设置有第二定向天线的第二设备，所述方法包括：
获取第一设备的第一运动特征信息；
向所述第二设备发送所述第一运动特征信息，以使所述第二设备根据所述第一运特征信息和所述第二设备的第二运动特征信息计算所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的追踪信息；
接收所述第二设备返回的所述追踪信息；
按照所述追踪信息控制所述第一定向天线进行运动，以使所述第一定向天线朝向所述第二定向天线。
依据本发明的第四方面，提供一种通信设备，所述通信设备作为点对点通信系统中的第一设备，所述点对点通信系统还包括与所述第一设备进行无线通信且设置有第二定向天线的第二设备，所述通信设备包括：设备本体和第一定向天线，所述设备本体包括采集模块、接口模块和处理器，其中，
所述采集模块，用于采集所述第一设备的第一运动特征信息；
所述接口模块，用于接收所述第二设备发送的第二运动特征信息；
所述处理器，用于根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息计算所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的追踪信息，并按照所述追踪信息对所述第一定向天线进行控制，以使所述第一定向天线朝向所述第二定向天线。
依据本发明的第五方面，提供另一种通信设备，所述通信设备作为点对点通信系统中的第一设备，所述点对点通信系统还包括与所述第一设备进行无线通信且设置有第二定向天线的第二设备，所述通信设备包括：设备本体和第一定向天线，所述设备本体包括采集模块、接口模块和处理器，其中，
所述采集模块，用于采集第一设备的第一运动特征信息；
所述接口模块，用于接收第二设备发送的第二运动特征信息；
所述处理器，用于根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息计算所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的追踪信息；
所述接口模块，还用于将所述追踪信息发送给所述第二设备，以使所述第二设备按照所述追踪信息控制所述第二定向天线进行运动，至所述第二定向天线朝向所述第一定向天线。
依据本发明的第六方面，提供另一种通信设备，所述通信设备作为点对点通信系统中的第一设备，所述点对点通信系统还包括与所述第一设备进行无线通信且设置有第二定向天线的第二设备，所述通信设备包括：设备本体和第一定向天线，所述设备本体包括采集模块、接口模块和处理器，其中，
所述采集模块，用于采集第一设备的第一运动特征信息；
所述接口模块，用于向所述第二设备发送所述第一运动特征信息，以及接收所述第二设备返回的追踪信息，所述追踪信息为所述第二设备根据所述第一运特征信息和所述第二设备的第二运动特征信息计算得到的所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的追踪信息；
所述处理器，用于按照所述追踪信息控制控制所述第一定向天线进行运动，以使所述第一定向天线朝向所述第二定向天线。
由以上本发明实施例提供的技术方案可见，本发明实施例应用在包括第一设备和第二设备的点对点通信系统中，其中第一设备获取自身的第一运动特征信息，以及接收第二设备的第二运动特征信息，然后根据第一运动特征信息和第二运动特征信息计算出第一定向天线相对于第二定向天线的追踪信息，从而可以按照该追踪信息对第一定向天线进行控制，以使第一定向天线朝向第二定向天线，同理在第二设备侧也可进行与第一设备相同的定向天线的追踪过程。本发明实施例中，由于第一设备和第二设备上都设置有定向天线，可以使设备双方实现通信信号的集中发送和接收，并且由于可以实时根据设备的运动特征信息自动对定向天线进行跟踪，因此提升了通信双方之间的通信距离和通信质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的一个点对点无线通信系统的应用场景示意图；
图2A是本发明定向天线的追踪方法的一个实施例流程图；
图2B是本发明实施例中一个定向天线的示意图；
图3是本发明定向天线的追踪方法的另一个实施例流程图；
图4A是本发明定向天线的追踪方法的另一个实施例流程图；
图4B是本发明点对点无线通信系统中一个通信双方的三维空间示意图；
图5是本发明定向天线的追踪方法的另一个实施例流程图；
图6是本发明定向天线的追踪方法的另一个实施例流程图；
图7A是本发明实施例中点对点无线通信系统的一个应用场景示意图；
图7B是本发明实施例中点对点无线通信系统的另一个应用场景示意图；
图8是本发明定向天线的追踪装置的一个实施例框图；
图9是本发明定向天线的追踪装置的另一个实施例框图；
图10是本发明定向天线的追踪装置的另一个实施例框图；
图11是本发明定向天线的追踪装置的另一个实施例框图；
图12是本发明定向天线的追踪装置的另一个实施例框图；
图13是本发明通信设备的一个实施例框图。
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。另外，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。
本发明实施例应用在点对点无线通信系统中，该系统中的点对点通信双方可以实现远距离无线通信。参见图1，为本发明实施例中一个点对点无线通信系统的示意图：
在图1所示系统中，点对点通信双方分别称为第一设备和第二设备，上述第一设备和第二设备互为通信本端和通信对端。本发明实施例中点对点通信双方通过定向天线建立无线通信链路，从而实现无线通信。其中，第一设备上设置的定向天线称为第一定向天线， 第二设备上设置的定向天线称为第二定向天线。在一些例子中，通信双方可以为两架无人机，无人机和遥控器，两架飞机，两艘轮船等。
下面结合图1示出的应用场景，对本发明方法实施例进行详细说明。
参见图2A，为本发明定向天线的追踪方法的一个实施例流程图，该实施例应用在第一设备上，示出了第一设备计算第一定向天线的追踪信息的过程，包括以下步骤：
步骤201：获取第一设备的第一运动特征信息
步骤202：接收第二设备发送的第二运动特征信息。
本发明实施例中，第一设备和第二设备在通信过程中，可能实时处于运动状态，也就是设备的空间位置和运动姿态都会发生变化，相应的，设备上设置的定向天线的空间位置的变化情况与设备一致，但定向天线自身运动姿态也可能发生变化，比如发生转动。其中，空间位置可以用空间坐标信息表征，运动姿态可以用角度信息表征。
本发明实施例可以将设备和定向天线的坐标信息、设备的姿态信息、以及定向天线的姿态信息称为设备的运动特征信息。为了获取设备的运动特征信息，可以在设备上设置运动特征信息采集模块，该模块可以包括：IMU(Inertial Measurement Unit，惯性测量单元)，指南针模块、GPS(Global Positioning System，全球定位系统)模块、基于定位基站的定位模块、基于视觉和地图的定位模块等。
在一个可选的例子中，可以在设备本体上设置GPS模块，用于采集设备和定向天线的坐标信息，在设备本体上设置IMU，用于采集设备的姿态信息，以及在定向天线上设置IMU，用于采集定向天线的姿态信息。
在步骤201和步骤202中，第一设备和第二设备互为通信对端，其上均可以设置运动特征信息采集模块，本实施例为了描述方便，将第一设备上设置的运动特征信息采集模块称为第一运动特征信息采集模块，将第二设备上设置的运动特征信息采集模块称为第二运动特征信息采集模块。其中，第一设备通过第一运动特征信息采集模块采集到第一运动特征信息，第二设备通过第二运动特征信息采集模块采集到第二运动特征信息，并将该第二运动特征信息发送至第一设备。
步骤203：根据第一运动特征信息和第二运动特征信息计算第一定向天线相对于第二定向天线的追踪信息。
本步骤中，由第一设备计算第一定向天线相对于第二定向天线的追踪信息，其中，第一运动特征信息可以包括：第一设备的坐标信息，第一设备的姿态信息，以及第一定向天线的姿态信息；第二运动特征信息可以包括：第二设备的坐标信息。
在第一设备根据第一运动特征信息和第二运动特征信息计算第一定向天线相对于第二定向天线的追踪信息时，可以首先根据第一设备的坐标信息和第二设备的坐标信息，分别计算第一设备和第二设备在垂直方向上的位置信息和水平方向上的位置信息；然后调用预设的三角函数，比如正弦函数、余弦函数、正切函数等直角三角形函数，根据该垂直方向上的位置信息和水平方向上的位置信息，分别计算第一定向天线相对于第二定向天线在垂直方向上的目标俯仰角，以及在水平方向上的目标偏航角；最后根据第一设备的姿态信息和/或第一定向天线的姿态信息，以及目标俯仰角和目标偏航角，确定第一定向天线相对于第二定向天线的调整俯仰角，以及第一定向天线相对于第二定向天线的调整偏航角。
步骤204：按照追踪信息对第一定向天线进行控制，以使第一定向天线朝向第二定向天线。
在一个可选的例子中，当第一定向天线设置在第一设备的多轴机械云台上时，第一设备可以通过控制多轴机械云台的垂直调节伺服机构，带动第一定向天线按照调整俯仰角进行运动，以及通过控制多轴机械云台的水平调节伺服机构，带动第一定向天线按照调整偏航角进行运动，以使第一定向天线朝向第二定向天线。
在另一个可选的例子中，当第一定向天线为天线阵列时，可以根据调整俯仰角和调整偏航角从第一定向天线的天线阵列中选择第一目标天线，以使第一目标天线朝向第二目标天线，其中第二目标天线为从第二定向天线的天线阵列中选择的目标天线。
在本发明实施例中，可以定义每个定向天线的定向面，该定向面可以是与定向天线所发射信号的发射方向垂直的平面，则第一定向天线朝向第二定向天线可以指第一定向天线的定向面与第二定向天线的定向面平行，且第一定向天线与第二定向天线的坐标点之间的连线与上述两个定向面垂直，其中定向天线的坐标点可以与其所在设备的坐标点一致。参见图2B，为本发明实施例中的一个定向天线的示意图。
由上述实施例可见，该实施例应用在包括第一设备和第二设备的点对点通信系统中，其中第一设备获取自身的第一运动特征信息，以及接收第二设备的第二运动特征信息，然后根据第一运动特征信息和第二运动特征信息计算出第一定向天线相对于第二定向天线的追踪信息，从而可以按照该追踪信息对第一定向天线进行控制，以使第一定向天线的定向面朝向第二定向天线的定向面，同理在第二设备侧也可进行与第一设备相同的定向天线的追踪过程。本发明实施例中，由于第一设备和第二设备上都设置有定向天线，可以使设备双方实现通信信号的集中发送和接收，并且由于可以实时根据设备的运动特征信息自动对定向天线进行跟踪，因此提升了通信双方之间的通信距离和通信质量。
参见图3，为本发明定向天线的追踪方法的另一个实施例流程图，该实施例应用在第一设备上，示出了第一设备基于运动特征信息的变化情况计算第一定向天线的追踪信息的过程，包括以下步骤：
步骤301：第一设备与第二设备之间建立点对点的无线通信链路。
本发明实施例中，作为点对点通信双方的第一设备和第二设备，其相互之间预先建立点对点的无线通信链路。其中，该无线通信链路可以是第一设备和第二设备之间的直连的无线通信链路，比如在第一设备和第二设备之间的距离相对比较近时，可以通过蓝牙方式建立该无线通信链路；或者，该无线通信链路也可以是通过第三方中继点建立的无线通信链路，比如，在第一设备和第二设备之间距离较远时，可以通过一个或多个AP(Access Point，无线接入点)建立该无线通信链路。
步骤302：获取第一设备的第一运动特征信息，以及通过无线通信链路接收第二设备发送的第二运动特征信息。
本步骤的具体实现过程可以参见前述对步骤201和步骤202的描述，在此不再赘述。
步骤303：检测第一运动特征信息和第二运动特征信息相对于前一时间周期的变化。
本发明实施例中，通常第一设备和第二设备在整个通信过程中，其空间位置和运动姿态处于一个动态的变化过程，但是在较短的时间间隔内，可能不会发生较大的变化，甚至不发生变化，因此可以预定义一个时间周期，比如3秒，则第一设备和第二设备可以按照该时间周期获取各自的运动特征信息，并发送给对端。
相应的，本步骤中，在当前时间周期内，第一设备可以先检测一下运动特征信息相较于前一时间周期的变化情况，即检测一下当前时间周期和前一时间周期的第一运动特征信息和第二运动特征信息是否相同，如果相同，则说明第一设备和第二设备及其定向天线的位置和姿态均未发生变化，因此可以不执行后续步骤304，由此也可以节省第一设备的计算资源；如果不相同，则说明第一设备和第二设备及其定向天线的位置和姿态至少有一项发生了变化，则可以继续执行后续步骤304。
步骤304：根据第一运动特征信息和第二运动特征信息的变化计算第一定向天线相对于第二定向天线的追踪信息。
步骤305：按照追踪信息对第一定向天线进行控制，以使第一定向天线朝向第二定向天线。
步骤304和步骤305的具体实现过程可以参见前述对步骤203和步骤204的描述，在此不再赘述。
由上述实施例可见，该实施例中由于第一设备和第二设备上都设置有定向天线，可以使设备双方实现通信信号的集中发送和接收，并且由于可以实时根据设备的运动特征信息自动对定向天线进行跟踪，因此提升了通信双方之间的通信距离和通信质量；另外，由于第一设备只有在检测到运动特征信息发生变化时，才会计算第一定向天线相对于第二定向天线的追踪信息，因此可以有效节省第一设备的计算资源。
参见图4A，为本发明定向天线的追踪方法的另一个实施例流程图，该实施例应用在第一设备上，示出了第一设备同时计算第一定向天线和第二定向天线的追踪信息的过程，包括以下步骤：
步骤401：获取第一设备的第一运动特征信息，以及接收第二设备发送的第二运动特征信息。
本实施例中，第一设备获取的自身的第一运动特征信息可以包括：第一设备的坐标信息，第一设备的姿态信息，以及第一定向天线的姿态信息；第一设备所接收到的第二设备发送的第二运动特征信息可以包括：第二设备的坐标信息，第二设备的姿态信息，以及第二定向天线的姿态信息。
步骤402：根据第一运动特征信息和第二运动特征信息计算第一定向天线相对于第二定向天线的追踪信息，以及第二定向天线相对于第一定向天线的追踪信息。
本步骤中，第一设备在计算第一定向天线和第二定向天线的追踪信息时：首先，可以根据第一设备的坐标信息和第二设备的坐标信息，分别计算第一设备和第二设备在垂直方向上的位置信息和水平方向上的位置信息。然后，可以调用预设的三角函数，比如正弦函数、余弦函数、正切函数等直角三角形函数，根据该垂直方向上的位置信息和水平方向上的位置信息，分别计算第一定向天线相对于第二定向天线在垂直方向上的目标俯仰角，以及在水平方向上的目标偏航角；并且计算第二定向天线相对于第一定向天线在垂直方向上的目标俯仰角，以及在水平方向上的目标偏航角。最后，根据第一设备的姿态信息和/或第一定向天线的姿态信息，以及第一定向天线的目标俯仰角和目标偏航角，确定第一定向天线相对于第二定向天线的调整俯仰角和调整偏航角；并且根据第二设备的姿态信息和/或第二定向天线的姿态信息，以及第二定向天线的目标俯仰角和目标偏航角，确定第二定向天线相对于第一定向天线的调整俯仰角和调整偏航角。
步骤403：向第二设备发送第二定向天线相对于第一定向天线的追踪信息，以及按照第一定向天线相对于第二定向天线的追踪信息对第一定向天线进行控制，以使第一定向天线朝向第二定向天线。
本步骤中，第一设备和第二设备对各自定向天线的控制过程与前述步骤204的描述一致，在此不再赘述。
参见图4B，为本发明点对点无线通信系统中通信双方的三维空间示意图，下面结合该示意图对前述定向天线的追踪信息的计算过程进行描述：
图4B中，假设无人机1和无人机2之间建立了点对点的无线通信链路，无人机1所在的坐标点为点A，无人机2所在的坐标点为点B。其中，无人机1获取的运动特征信息包括点A的空间坐标，无人机1的初始俯仰角aΑ1和初始偏航角βA1，定向天线1的初始俯仰角aΑ2和初始偏航角βA2；并且，无人机1接收到无人机2发送的其运动特征信息可以包括点B的空间坐标，无人机2的初始俯仰角aB1和初始偏航角βB1，定向天线2的初始俯仰角aB2和初始偏航角βB2。本实施例中，无人机的俯仰角和偏航角可以指无人机的机头方向与参考方向之间的夹角，定向天线的俯仰角和偏航角可以指定向天线与参考方向之间的夹角。
图4B中，以点B的空间坐标为参考，分别建立相互垂直的水平参考面和垂直参考面(图4B中未示出)，其中，根据点A的空间坐标和点B的空间坐标，可以得到点A到水平参考面的距离为H，该距离H对应水平参考面上的点X，点X与点B之间的距离为D2，H和D2之间的夹角为直角；点X到垂直参考面的距离为W，该距离W对应垂直参考面上的点Y，点Y与点B之间的距离为D1，W和D1之间的夹角为直角。
无人机1开始计算时，调用直角三角形函数，根据H和D2计算得到角c和角d，其中，角c为定向天线1相对于定向天线2在垂直方向上的目标俯仰角，角d为定向天线2相对于定向天线1在垂直方向上的目标俯仰角；并且，根据W和D1计算得到角a和角c，其中，角a为定向天线1相对于定向天线2在水平方向上的目标偏航角，角b为定向天线2相对于定向天线1在水平方向上的目标偏航角。
无人机1可以根据前述计算结果确定如下角度：
根据无人机1的初始俯仰角aΑ1，定向天线1的初始俯仰角aΑ2，以及计算得到的目标俯仰角c，确定定向天线1相对于定向天线2的调整俯仰角aΑ3；
根据无人机1的初始偏航角βA1，定向天线1的初始偏航角βA2，以及计算得到的目标偏航角a，确定定向天线1相对于定向天线2的调整偏航角βA3；
根据无人机2的初始俯仰角aB1，定向天线2的初始俯仰角aB2，以及计算得到的目标俯仰角d，确定定向天线2相对于定向天线1的调整俯仰角aB3；
根据无人机2的初始偏航角βB1，定向天线2的初始偏航角βB2，以及计算得到的目标偏航角b，确定定向天线2相对于定向天线1的调整偏航角βB3。
后续，无人机1根据定向天线1的调整俯仰角aΑ3和调整偏航角βA3，控制定向天线1进行运动，同理，无人机2根据定向天线2的调整俯仰角aB3和调整偏航角βB3，控制定向天线2进行运动；最终，实现定向天线1朝向定向天线2，也即定向天线2朝向定向天线1。
上述图4A所示实施例与前述图2和图3所示实施例的不同在于，当第一设备的计算能力比较强时，第一设备除了可以完成自身第一定向天线的追踪信息的计算，还可以计算第二设备的第二定向天线的追踪信息，因此可以在充分利用第一设备的计算能力的同时，相应节省第二设备的计算资源。
参见图5，为本发明定向天线的追踪方法的另一个实施例流程图，该实施例应用在第一设备上，示出了第一设备为第二设备计算其第二定向天线的追踪信息的过程，包括以下步骤：
步骤501：获取第一设备的第一运动特征信息，以及接收第二设备发送的第二运动特征信息。
本步骤中，第一设备上可以集成第一运动特征信息采集模块，并通过该第一运动特征信息采集模块采集自身的第一运动特征信息。同样的，第二设备上可以集成第二运动特征信息采集模块，并通过该第二运动特征信息采集模块采集自身的第二运动特征信息。
其中，上述任一运动特征信息采集模块均可以包括至少一个下述模块：IMU，指南针模块，GPS模块，基于定位基站的定位模块，基于视觉和地图的定位模块。
第一设备和第二设备之间可以预先建立无线通信链路，并通过该无线通信链路进行相互间的信息交互。其中，该无线通信链路可以包括：直连的无线通信链路，或者通过第三方中继点建立的无线通信链路。
步骤502：根据第一运动特征信息和第二运动特征信息计算第二定向天线相对于第一定向天线的追踪信息。
在一个可选的实现方式中，第一设备在计算第二定向天线相对于第一定向天线的追踪信息之前，可以先检测一下第一运动特征信息和第二运动特征信息相对于前一时间周期的变化，如果发生变化则进行计算，如果没有发生变化，则可以不进行计算。
本步骤中，第一运动特征信息可以包括：第一设备的坐标信息；第二运动特征信息可以包括：第二设备的坐标信息，第二设备的姿态信息，第二定向天线的姿态信息。其中，第一设备计算第二定向天线相对于第一定向天线的追踪信息的过程可以参见前述步骤402的描述，在此不再赘述。
步骤503：将追踪信息发送给第二设备，以使第二设备按照追踪信息控制第二定向天线进行运动，至第二定向天线朝向第一定向天线。
图5所示实施例与前述图2和图3所示实施例的不同在于，当第一设备的计算能力比较强时，第一设备可以计算第二设备的第二定向天线的追踪信息，同样可以在充分利用第一设备的计算能力的同时，节省第二设备的计算资源。
参见图6，为本发明定向天线的追踪方法的另一个实施例流程图，该实施例应用在第一设备上，示出了第一设备利用第二设备计算第一定向天线的追踪信息的过程，包括以下步骤：
步骤601：获取第一设备的第一运动特征信息。
步骤602：向第二设备发送第一运动特征信息，以使第二设备根据第一运特征信息和第二设备的第二运动特征信息计算第一定向天线相对于第二定向天线的追踪信息。
本实施例中，第一设备获取的第一运动特征信息可以包括第一设备的坐标信息，第一设备的姿态信息和第一定向天线的姿态信息；相应的，第二设备计算第一定向天线相对于第二定向天线的追踪信息的过程与前述实施例中描述的第一设备的计算过程一致，在此不再赘述。
步骤603：接收第二设备返回的追踪信息。
步骤604：按照追踪信息控制第一定向天线进行运动，以使第一定向天线朝向第二定向天线。
图6所示实施例与前述所示实施例的不同在于，当第一设备的计算能力比较弱，而第二设备的计算能力相对比较强时，可以由第二设备计算第一设备的第一定向天线的追踪信息并返回，因此可以在充分利用第二设备的计算能力的同时，相应节省第一设备的计算资源。
下面对上述定向天线的追踪方法的实施例所应用的两个典型场景进行示例：
参见图7A，为本发明点对点无线通信系统的一个应用场景示意图：图7A所示应用场景中的点对点通信双方为两架无人机，这两架无人机的结构可以一致。其中，无人机上的定向天线设置在多轴机械云台上；无人机本体内包括接口模块，与接口模块连接的处理器，以及与处理器连接的GPS模块和IMU。在该应用场景中，基于前述实施例的描述，第一无人机可以在确定第一定向天线相对于第二定向天线的调整俯仰角和调整偏航角后，按照上述角度控制第一多轴机械云台分别进行垂直旋转和水平旋转，从而使第一定向天线的第一定向面朝向第二定向天线的第二定向面，同样的，第二无人机可以在确定第二天线相对 于第一定向天线的调整俯仰角和调整偏航角后，按照上述角度控制第二多轴机械云台分别进行垂直旋转和水平旋转，从而使第二定向天线的第二定向面朝向第一定向天线的第一定向面。
参见图7B，为本发明点对点无线通信系统的一个应用场景示意图：图7A所示应用场景中的点对点通信双方为两架客机，这两架客机的结构可以一致，其中与图7A所示场景中的多轴机械云台不同，图7B中的云台为能够在空间范围内运动的云台，比如可以在水平参考面进行转动，以及在垂直参考面进行俯仰等，相应的定向天线设置在该云台上且可以随该云台运动从而改变自身运动特征。在该应用场景中，基于前述实施例的描述，第一客机可以在确定第一定向天线相对于第二定向天线的调整俯仰角和调整偏航角后，按照上述角度控制第一云台进行运动，从而使第一定向天线的第一定向面朝向第二定向天线的第二定向面，同样的，第二客机可以在确定第二定向天线相对于第一定向天线的调整俯仰角和调整偏航角后，按照上述角度控制第二云台进行运动，从而使第二定向天线的第二定向面朝向第一定向天线的第一定向面。
另外，在本发明另一个可选的应用场景中，仍然假设点对点通信双方为两架无人机，与前述图7A和图7B中设置一个定向天线不同，该应用场景中的无人机上设置的定向天线可以为天线阵列，即在一定的方向范围内设置了多个天线；无人机本体内仍然可以包括接口模块，与接口模块连接的处理器，以及与处理器连接的GPS模块和IMU。其中，第一无人机上设置有第一天线阵列，第二无人机上设置有第二天线阵列，在该应用场景中，基于前述实施例的描述，第一无人机可以在确定第一定向天线相对于第二定向天线的调整俯仰角和调整偏航角后，按照上述角度从第一天线阵列中选择第一目标天线，同样的，第二无人机可以在确定第二定向天线相对于第一定向天线的调整俯仰角和调整偏航角后，按照上述角度从第二天线阵列中选择第二目标天线，上述第一目标天线的第一定向面和第二目标天线的第二定向面相互平行，且第一目标天线与第二目标天线的坐标点之间的连线与上述两个定向面垂直。
与前述本发明定向天线的追踪方法的实施例相对应，本发明还提供了定向天线的追踪装置及通信设备的实施例。
参见图8，为本发明定向天线的追踪装置的一个实施例框图，该装置应用在第一设备上，该装置包括：获取模块810、接收模块820、第一计算模块830和控制模块840。
其中，获取模块810，用于获取第一设备的第一运动特征信息；
接收模块820，用于接收第二设备发送的第二运动特征信息；
第一计算模块830，用于根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息计算所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的追踪信息；
控制模块840，用于按照所述追踪信息对所述第一定向天线进行控制，以使所述第一定向天线朝向所述第二定向天线。
在一个可选的实现方式中：
所述第一设备上集成有第一运动特征信息采集模块；
所述获取模块810，具体用于在所述第一设备的运动过程中，获取通过所述第一运动特征信息采集模块实时采集的所述第一运动特征信息。
其中，所述第一运动特征信息采集模块可以包括至少一个下述模块：惯性测量单元，指南针模块、GPS模块、基于定位基站的定位模块、基于视觉和地图的定位模块。
在另一个可选的实现方式中：
所述装置还包括(图8中未示出)：
建立模块，用于与所述第二设备之间建立点对点的无线通信链路，其中，所述无线通信链路包括直连的无线通信链路，或者通过第三方中继点建立的无线通信链路；
所述接收模块820，具体用于通过所述无线通信链路接收所述第二设备发送的第二运动特征信息。
在另一个可选的实现方式中：
所述第一计算模块830可以包括：
信息检测子模块，用于检测所述第一运动特征信息和第二运动特征信息相对于前一时间周期的变化；
信息计算子模块，用于根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息的变化计算所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的追踪信息。
在另一个可选的实现方式中：
所述第一运动特征信息包括：所述第一设备的坐标信息，所述第一设备的姿态信息，所述第一定向天线的姿态信息；所述第二运动特征信息包括：所述第二设备的坐标信息；
所述第一计算模块830可以包括：
第一位置信息计算子模块，用于根据所述第一设备的坐标信息和第二设备的坐标信息，分别计算所述第一设备和第二设备在垂直方向上的位置信息和水平方向上的位置信息；
第一目标角度计算子模块，用于调用预设的三角函数，根据所述垂直方向上的位置信息和所述水平方向上的位置信息，分别计算所述第一定向天线相对于所述第二定向天线在 垂直方向上的目标俯仰角，以及在水平方向上的目标偏航角；
第一调整角度确定子模块，用于根据所述第一设备的姿态信息和/或所述第一定向天线的姿态信息，以及所述目标俯仰角和目标偏航角，确定所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的调整俯仰角，以及所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的调整偏航角。
在另一个可选的实现方式中：
所述第一定向天线设置在多轴机械云台上；
所述控制模块840，具体用于通过控制多轴机械云台的垂直调节伺服机构带动所述第一定向天线按照所述调整俯仰角进行运动，以及通过控制所述多轴机械云台的水平调节伺服机构带动所述第一定向天线按照所述调整偏航角进行运动，以使所述第一定向天线朝向所述第二定向天线。
在另一个可选的实现方式中：
所述第一定向天线为天线阵列；
所述控制模块840，具体用于根据所述调整俯仰角和调整偏航角从所述第一定向天线的天线阵列中选择第一目标天线，以使所述第一目标天线朝向所述第二目标天线，所述第二目标天线为从所述第二定向天线的天线阵列中选择的目标天线。
参见图9，为本发明定向天线的追踪装置的另一个实施例框图，该装置应用在第一设备上，该装置在图8所示装置的基础上，进一步包括：第一发送模块850。
第一发送模块850，用于向所述第二设备发送所述第一运动特征信息，以使所述第二设备根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息计算所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的追踪信息。
其中，所述第一运动特征信息可以包括所述第一设备的坐标信息。
参见图10，为本发明定向天线的追踪装置的另一个实施例框图，该装置应用在第一设备上，该装置在图8所示装置的基础上，进一步包括：第二计算模块860和第二发送模块870。
第二计算模块860，用于根据所述第二运动特征信息和第一运动特征信息计算所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的追踪信息；
第二发送模块870，用于向所述第二设备发送所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的追踪信息。
在一个可选的实现方式中：
所述第二运动特征信息包括：所述第二设备的坐标信息，所述第二设备的姿态信息， 所述第二定向天线的姿态信息，所述第一运动特征信息包括：所述第一设备的坐标信息；
所述第二计算模块860可以包括：
第二位置信息计算子模块，用于根据所述第二设备的坐标信息和第一设备的坐标信息，分别计算所述第二设备和第一设备在垂直方向上的位置信息和水平方向上的位置信息；
第二目标角度计算子模块，用于调用预设的三角函数，根据所述垂直方向上的位置信息和所述水平方向上的位置信息，分别计算所述第二定向天线相对于所述第一定向天线在垂直方向上的目标俯仰角，以及在水平方向上的目标偏航角；
第二调整角度计算子模块，用于根据所述第二设备的姿态信息和/或所述第二定向天线的姿态信息，以及所述目标俯仰角和目标偏航角，确定所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的调整俯仰角，以及所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的调整偏航角。
参见图11，为本发明定向天线的追踪装置的另一个实施例框图，该装置应用在第一设备上，该装置包括：获取模块1110、接收模块1120、计算模块1130和发送模块1140。
获取模块1110，用于获取第一设备的第一运动特征信息；
接收模块1120，用于接收第二设备发送的第二运动特征信息；
计算模块1130，用于根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息计算所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的追踪信息；
发送模块1140，用于将所述追踪信息发送给所述第二设备，以使所述第二设备按照所述追踪信息控制所述第二定向天线进行运动，至所述第二定向天线朝向所述第一定向天线。
在一个可选的实现方式中：
所述第一设备上集成有第一运动特征信息采集模块；
所述获取模块1110，具体用于在所述第一设备的运动过程中，获取通过所述第一运动特征信息采集模块实时采集的所述第一运动特征信息。
其中，所述第一运动特征信息采集模块包括至少一个下述模块：惯性测量单元，指南针模块、GPS模块、基于定位基站的定位模块、基于视觉和地图的定位模块。
在另一个可选的实现方式中：
所述装置还可以包括(图11中未示出)：
建立模块，用于与所述第二设备之间建立点对点的无线通信链路，其中，所述无线通信链路包括直连的无线通信链路，或者通过第三方中继点建立的无线通信链路；
所述接收模块1120，具体用于通过所述无线通信链路接收所述第一设备发送的第一运 动特征信息；
所述发送模块1140，具体用于通过所述无线通信链路将所述追踪信息发送给所述第二设备。
在另一个可选的实现方式中：
所述计算模块1130可以包括：
信息检测子模块，用于检测所述第一运动特征信息和第二运动特征信息相对于前一时间周期的变化；
信息计算子模块，用于根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息的变化计算所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的追踪信息。
在另一个可选的实现方式中：
所述第一运动特征信息包括：所述第一设备的坐标信息；所述第二运动特征信息包括：所述第二设备的坐标信息，所述第二设备的姿态信息，所述第二定向天线的姿态信息；
所述计算模块1130可以包括：
位置信息计算子模块，用于根据所述第一设备的坐标信息和第二设备的坐标信息，分别计算所述第一设备和第二设备在垂直方向上的位置信息和水平方向上的位置信息；
目标角度计算子模块，用于调用预设的三角函数，根据所述垂直方向上的位置信息和所述水平方向上的位置信息，分别计算所述第二定向天线相对于所述第一定向天线在垂直方向上的目标俯仰角，以及在水平方向上的目标偏航角；
调整角度确定子模块，用于根据所述第二设备的姿态信息和/或所述第二定向天线的姿态信息，以及所述目标俯仰角和所述目标偏航角，确定所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的调整俯仰角，以及所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的调整偏航角。
参见图12，为本发明定向天线的追踪装置的另一个实施例框图，该装置应用在第一设备上，该装置包括：获取模块1210、发送模块1220、接收模块1230和控制模块1240。
获取模块1210，用于获取第一设备的第一运动特征信息；
发送模块1220，用于向所述第二设备发送所述第一运动特征信息，以使所述第二设备根据所述第一运特征信息和所述第二设备的第二运动特征信息计算所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的追踪信息；
接收模块1230，用于接收所述第二设备返回的所述追踪信息；
控制模块1240，用于按照所述追踪信息控制控制所述第一定向天线进行运动，以使所述第一定向天线朝向所述第二定向天线。
在一个可选的实现方式中：
所述第一设备上集成有第一运动特征信息采集模块；
所述获取模块1210，具体用于在所述第一设备的运动过程中，获取通过所述第一运动特征信息采集模块实时采集的所述第一运动特征信息。
所述第一运动特征信息采集模块包括至少一个下述模块：惯性测量单元，指南针模块、GPS模块、基于定位基站的定位模块、基于视觉和地图的定位模块。
在另一个可选的实现方式中：
所述装置还可以包括(图12中未示出)：
建立模块，用于与所述第二设备之间建立点对点的无线通信链路，其中，所述无线通信链路包括直连的无线通信链路，或者通过第三方中继点建立的无线通信链路；
所述发送模块1220，具体用于通过所述无线通信链路向所述第二设备发送所述第一运动特征信息；
所述接收模块1230，具体用于通过所述无线通信链路接收所述第二设备返回的所述追踪信息。
在另一个可选的实现方式中：
所述第一运动特征信息包括：所述第一设备的坐标信息，所述第一设备的姿态信息，所述第一定向天线的姿态信息；所述第二运动特征信息包括：所述第二设备的坐标信息；
所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的追踪信息包括：所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的调整俯仰角，以及所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的调整偏航角。
在另一个可选的实现方式中：
所述第一定向天线设置在多轴机械云台上；
所述控制模块1240，具体用于通过控制多轴机械云台的垂直调节伺服机构带动所述第一定向天线按照所述调整俯仰角进行运动，以及通过控制所述多轴机械云台的水平调节伺服机构带动所述第一定向天线按照所述调整偏航角进行运动，以使所述第一定向天线朝向所述第二定向天线。
在另一个可选的实现方式中：
所述第一定向天线为天线阵列；
所述控制模块1240，具体用于根据所述调整俯仰角和调整偏航角从所述第一定向天线的天线阵列中选择第一目标天线，以使所述第一目标天线朝向所述第二目标天线，所述第二目标天线为从所述第二定向天线的天线阵列中选择的目标天线。
参见图13，为本发明通信设备的一个实施例框图，通信设备作为点对点通信系统中的 第一设备，通信设备包括：设备本体1310和第一定向天线1320，所述设备本体包括采集模块1311、接口模块1312和处理器1313。
在第一个例子中：
所述采集模块1311，用于采集所述第一设备的第一运动特征信息；
所述接口模块1312，用于接收所述第二设备发送的第二运动特征信息；
所述处理器1313，用于根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息计算所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的追踪信息，并按照所述追踪信息对所述第一定向天线进行控制，以使所述第一定向天线朝向所述第二定向天线。
在上述第一个例子的一个可选的实现方式中：
所述采集模块1311可以包括至少一个下述模块：惯性测量单元，指南针模块、GPS模块、基于定位基站的定位模块、基于视觉和地图的定位模块。
在上述第一个例子的另一个可选的实现方式中：
所述接口模块1312，还用于与所述第二设备之间建立点对点的无线通信链路，以及通过所述无线通信链路接收所述第二设备发送的第二运动特征信息；其中，所述无线通信链路包括直连的无线通信链路，或者通过第三方中继点建立的无线通信链路。
在上述第一个例子的另一个可选的实现方式中：
所述处理器1313，具体用于检测所述第一运动特征信息和第二运动特征信息相对于前一时间周期的变化，并根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息的变化计算所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的追踪信息。
在上述第一个例子的另一个可选的实现方式中：
所述第一运动特征信息包括：所述第一设备的坐标信息，所述第一设备的姿态信息，所述第一定向天线的姿态信息；所述第二运动特征信息包括：所述第二设备的坐标信息；
所述处理器1313，可以具体用于根据所述第一设备的坐标信息和第二设备的坐标信息，分别计算所述第一设备和第二设备在垂直方向上的位置信息和水平方向上的位置信息；调用预设的三角函数，根据所述垂直方向上的位置信息和所述水平方向上的位置信息，分别计算所述第一定向天线相对于所述第二定向天线在垂直方向上的目标俯仰角，以及在水平方向上的目标偏航角；根据所述第一设备的姿态信息和/或所述第一定向天线的姿态信息，以及所述目标俯仰角和目标偏航角，确定所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的调整俯仰角，以及所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的调整偏航角。
其中，所述第一定向天线设置在多轴机械云台上；所述处理器1313，可以具体用于通过控制多轴机械云台的垂直调节伺服机构带动所述第一定向天线按照所述调整俯仰角进 行运动，以及通过控制所述多轴机械云台的水平调节伺服机构带动所述第一定向天线按照所述调整偏航角进行运动，以使所述第一定向天线朝向所述第二定向天线。
其中，所述第一定向天线为天线阵列；所述处理器1313，可以具体用于根据所述调整俯仰角和调整偏航角从所述第一定向天线的天线阵列中选择第一目标天线，以使所述第一目标天线朝向所述第二目标天线，所述第二目标天线为从所述第二定向天线的天线阵列中选择的目标天线。
在上述第一个例子的另一个可选的实现方式中：
所述接口模块1312，还用于向所述第二设备发送所述第一运动特征信息，以使所述第二设备根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息计算所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的追踪信息。
其中，所述第一运动特征信息可以包括所述第一设备的坐标信息。
在上述第一个例子的另一个可选的实现方式中：
所述处理器1313，还用于根据所述第二运动特征信息和第一运动特征信息计算所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的追踪信息，并向所述第二设备发送所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的追踪信息。
其中，所述第二运动特征信息包括：所述第二设备的坐标信息，所述第二设备的姿态信息，所述第二定向天线的姿态信息，所述第一运动特征信息包括：所述第一设备的坐标信息；
所述处理器1313，可以具体用于根据所述第二设备的坐标信息和第一设备的坐标信息，分别计算所述第二设备和第一设备在垂直方向上的位置信息和水平方向上的位置信息；调用预设的三角函数，根据所述垂直方向上的位置信息和所述水平方向上的位置信息，分别计算所述第二定向天线相对于所述第一定向天线在垂直方向上的目标俯仰角，以及在水平方向上的目标偏航角；根据所述第二设备的姿态信息和/或所述第二定向天线的姿态信息，以及所述目标俯仰角和所述目标偏航角，确定所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的调整俯仰角，以及所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的调整偏航角。
在第二个例子中：
所述采集模块1311，用于采集第一设备的第一运动特征信息；
所述接口模块1312，用于接收到第二设备发送的第二运动特征信息；
所述处理器1313，用于根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息计算所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的追踪信息；
所述接口模块1312，还用于将所述追踪信息发送给所述第二设备，以使所述第二设备 按照所述追踪信息控制所述第二定向天线进行运动，至所述第二定向天线朝向所述第一定向天线。
在上述第二个例子的一个可选的实现方式中：
所述采集模块1311可以包括至少一个下述模块：惯性测量单元，指南针模块、GPS模块、基于定位基站的定位模块、基于视觉和地图的定位模块。
在上述第二个例子的另一个可选的实现方式中：
所述接口模块1312，还用于与所述第二设备之间建立点对点的无线通信链路，其中，所述无线通信链路包括直连的无线通信链路，或者通过第三方中继点建立的无线通信链路，以及通过所述无线通信链路接收所述第一设备发送的第一运动特征信息，并通过所述无线通信链路将所述追踪信息发送给所述第二设备。
在上述第二个例子的另一个可选的实现方式中：
所述处理器1313，可以具体用于检测所述第一运动特征信息和第二运动特征信息相对于前一时间周期的变化，并根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息的变化计算所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的追踪信息。
在上述第二个例子的另一个可选的实现方式中：
所述第一运动特征信息包括：所述第一设备的坐标信息；所述第二运动特征信息包括：所述第二设备的坐标信息，所述第二设备的姿态信息，所述第二定向天线的姿态信息；
所述处理器1313，可以具体用于根据所述第一设备的坐标信息和第二设备的坐标信息，分别计算所述第一设备和第二设备在垂直方向上的位置信息和水平方向上的位置信息；调用预设的三角函数，根据所述垂直方向上的位置信息和所述水平方向上的位置信息，分别计算所述第二定向天线相对于所述第一定向天线在垂直方向上的目标俯仰角，以及在水平方向上的目标偏航角；根据所述第二设备的姿态信息和/或所述第二定向天线的姿态信息，以及所述目标俯仰角和所述目标偏航角，确定所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的调整俯仰角，以及所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的调整偏航角。
在第三个例子中：
所述采集模块1311，用于采集第一设备的第一运动特征信息；
所述接口模块1312，用于向所述第二设备发送所述第一运动特征信息，以及接收所述第二设备返回的追踪信息，所述追踪信息为所述第二设备根据所述第一运特征信息和所述第二设备的第二运动特征信息计算得到的所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的追踪信息；
所述处理器1313，用于按照所述追踪信息控制控制所述第一定向天线进行运动，以使 所述第一定向天线朝向所述第二定向天线。
在上述第三个例子的一个可选的实现方式中：
所述采集模块1311可以包括至少一个下述模块：惯性测量单元，指南针模块、GPS模块、基于定位基站的定位模块、基于视觉和地图的定位模块。
在上述第三个例子的另一个可选的实现方式中：
所述接口模块1312，还用于与所述第二设备之间建立点对点的无线通信链路，其中，所述无线通信链路包括直连的无线通信链路，或者通过第三方中继点建立的无线通信链路，以及通过所述无线通信链路向所述第二设备发送所述第一运动特征信息，并通过所述无线通信链路接收所述第二设备返回的所述追踪信息。
在上述第三个例子的另一个可选的实现方式中：
所述第一运动特征信息包括：所述第一设备的坐标信息，所述第一设备的姿态信息，所述第一定向天线的姿态信息；所述第二运动特征信息包括：所述第二设备的坐标信息；
所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的追踪信息包括：所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的调整俯仰角，以及所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的调整偏航角。
在上述第三个例子的另一个可选的实现方式中：
所述第一定向天线设置在多轴机械云台上；
所述处理器1313，可以具体用于通过控制多轴机械云台的垂直调节伺服机构带动所述第一定向天线按照所述调整俯仰角进行运动，以及通过控制所述多轴机械云台的水平调节伺服机构带动所述第一定向天线按照所述调整偏航角进行运动，以使所述第一定向天线朝向所述第二定向天线。
在上述第三个例子的另一个可选的实现方式中：
所述第一定向天线为天线阵列；
所述处理器1313，可以具体用于根据所述调整俯仰角和调整偏航角从所述第一定向天线的天线阵列中选择第一目标天线，以使所述第一目标天线朝向所述第二目标天线，所述第二目标天线为从所述第二定向天线的天线阵列中选择的目标天线。
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产 品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (47)

  1. 一种定向天线的追踪方法，其特征在于，所述方法应用在点对点通信系统中设置有第一定向天线的第一设备上，所述点对点通信系统还包括与所述第一设备进行无线通信且设置有第二定向天线的第二设备，所述方法包括：
    获取第一设备的第一运动特征信息；
    接收第二设备发送的第二运动特征信息；
    根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息计算所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的追踪信息；
    按照所述追踪信息对所述第一定向天线进行控制，以使所述第一定向天线朝向所述第二定向天线。
  2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一设备上集成有第一运动特征信息采集模块，所述获取第一设备的第一运动特征信息包括：在所述第一设备的运动过程中，获取通过所述第一运动特征信息采集模块实时采集的所述第一运动特征信息。
  3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一运动特征信息采集模块包括至少一个下述模块：惯性测量单元，指南针模块、GPS模块、基于定位基站的定位模块、基于视觉和地图的定位模块。
  4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
    与所述第二设备之间建立点对点的无线通信链路，其中，所述无线通信链路包括直连的无线通信链路，或者通过第三方中继点建立的无线通信链路；
    所述接收第二设备发送的第二运动特征信息包括：通过所述无线通信链路接收所述第二设备发送的第二运动特征信息。
  5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息计算所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的追踪信息包括：
    检测所述第一运动特征信息和第二运动特征信息相对于前一时间周期的变化；
    根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息的变化计算所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的追踪信息。
  6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一运动特征信息包括：所述第一设备的坐标信息，所述第一设备的姿态信息，所述第一定向天线的姿态信息；所述第二运动特征信息包括：所述第二设备的坐标信息；
    所述根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息计算所述第一定向天线相 对于所述第二定向天线的追踪信息包括：
    根据所述第一设备的坐标信息和第二设备的坐标信息，分别计算所述第一设备和第二设备在垂直方向上的位置信息和水平方向上的位置信息；
    调用预设的三角函数，根据所述垂直方向上的位置信息和所述水平方向上的位置信息，分别计算所述第一定向天线相对于所述第二定向天线在垂直方向上的目标俯仰角，以及在水平方向上的目标偏航角；
    根据所述第一设备的姿态信息和/或所述第一定向天线的姿态信息，以及所述目标俯仰角和目标偏航角，确定所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的调整俯仰角，以及所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的调整偏航角。
  7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述按照所述追踪信息对所述第一定向天线进行控制，以使所述第一定向天线朝向所述第二定向天线包括：
    当所述第一定向天线设置在多轴机械云台上时，通过控制多轴机械云台的垂直调节伺服机构带动所述第一定向天线按照所述调整俯仰角进行运动，以及通过控制所述多轴机械云台的水平调节伺服机构带动所述第一定向天线按照所述调整偏航角进行运动，以使所述第一定向天线朝向所述第二定向天线。
  8. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述按照所述追踪信息对所述第一定向天线进行控制，以使所述第一定向天线朝向所述第二定向天线包括：
    当所述第一定向天线为天线阵列时，根据所述调整俯仰角和调整偏航角从所述第一定向天线的天线阵列中选择第一目标天线，以使所述第一目标天线朝向所述第二目标天线，所述第二目标天线为从所述第二定向天线的天线阵列中选择的目标天线。
  9. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
    向所述第二设备发送所述第一运动特征信息，以使所述第二设备根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息计算所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的追踪信息。
  10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一运动特征信息包括所述第一设备的坐标信息。
  11. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
    根据所述第二运动特征信息和第一运动特征信息计算所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的追踪信息；
    向所述第二设备发送所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的追踪信息。
  12. 根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第二运动特征信息包括：所述第 二设备的坐标信息，所述第二设备的姿态信息，所述第二定向天线的姿态信息，所述第一运动特征信息包括：所述第一设备的坐标信息；
    所述根据所述第二运动特征信息和第一运动特征信息计算所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的追踪信息，包括：
    根据所述第二设备的坐标信息和第一设备的坐标信息，分别计算所述第二设备和第一设备在垂直方向上的位置信息和水平方向上的位置信息；
    调用预设的三角函数，根据所述垂直方向上的位置信息和所述水平方向上的位置信息，分别计算所述第二定向天线相对于所述第一定向天线在垂直方向上的目标俯仰角，以及在水平方向上的目标偏航角；
    根据所述第二设备的姿态信息和/或所述第二定向天线的姿态信息，以及所述目标俯仰角和目标偏航角，确定所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的调整俯仰角，以及所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的调整偏航角。
  13. 一种定向天线的追踪方法，其特征在于，所述方法应用在点对点通信系统中设置有第一定向天线的第一设备上，所述点对点通信系统还包括与所述第一设备进行无线通信且设置有第二定向天线的第二设备，所述方法包括：
    获取第一设备的第一运动特征信息；
    接收第二设备发送的第二运动特征信息；
    根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息计算所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的追踪信息；
    将所述追踪信息发送给所述第二设备，以使所述第二设备按照所述追踪信息控制所述第二定向天线进行运动，至所述第二定向天线朝向所述第一定向天线。
  14. 根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一设备上集成有第一运动特征信息采集模块，所述获取第一设备的第一运动特征信息包括：在所述第一设备的运动过程中，获取通过所述第一运动特征信息采集模块实时采集的所述第一运动特征信息。
  15. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第一运动特征信息采集模块包括至少一个下述模块：惯性测量单元，指南针模块、GPS模块、基于定位基站的定位模块、基于视觉和地图的定位模块。
  16. 根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
    与所述第二设备之间建立点对点的无线通信链路，其中，所述无线通信链路包括直连的无线通信链路，或者通过第三方中继点建立的无线通信链路；
    所述接收所述第二设备发送的第二运动特征信息包括：通过所述无线通信链路接收所 述第一设备发送的第一运动特征信息；
    所述将所述追踪信息发送给所述第二设备包括：通过所述无线通信链路将所述追踪信息发送给所述第二设备。
  17. 根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息计算所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的追踪信息包括：
    检测所述第一运动特征信息和第二运动特征信息相对于前一时间周期的变化；
    根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息的变化计算所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的追踪信息。
  18. 根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一运动特征信息包括：所述第一设备的坐标信息；所述第二运动特征信息包括：所述第二设备的坐标信息，所述第二设备的姿态信息，所述第二定向天线的姿态信息；
    所述根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息计算所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的追踪信息包括：
    根据所述第一设备的坐标信息和第二设备的坐标信息，分别计算所述第一设备和第二设备在垂直方向上的位置信息和水平方向上的位置信息；
    调用预设的三角函数，根据所述垂直方向上的位置信息和所述水平方向上的位置信息，分别计算所述第二定向天线相对于所述第一定向天线在垂直方向上的目标俯仰角，以及在水平方向上的目标偏航角；
    根据所述第二设备的姿态信息和/或所述第二定向天线的姿态信息，以及所述目标俯仰角和所述目标偏航角，确定所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的调整俯仰角，以及所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的调整偏航角。
  19. 一种定向天线的追踪方法，其特征在于，所述方法应用在点对点通信系统中设置有第一定向天线的第一设备上，所述点对点通信系统还包括与所述第一设备进行无线通信且设置有第二定向天线的第二设备，所述方法包括：
    获取第一设备的第一运动特征信息；
    向所述第二设备发送所述第一运动特征信息，以使所述第二设备根据所述第一运特征信息和所述第二设备的第二运动特征信息计算所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的追踪信息；
    接收所述第二设备返回的所述追踪信息；
    按照所述追踪信息控制所述第一定向天线进行运动，以使所述第一定向天线朝向所述第二定向天线。
  20. 根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述第一设备上集成有第一运动特征信息采集模块，所述获取第一设备的第一运动特征信息包括：在所述第一设备的运动过程中，获取通过所述第一运动特征信息采集模块实时采集的所述第一运动特征信息。
  21. 根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述第一运动特征信息采集模块包括至少一个下述模块：惯性测量单元，指南针模块、GPS模块、基于定位基站的定位模块、基于视觉和地图的定位模块。
  22. 根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
    与所述第二设备之间建立点对点的无线通信链路，其中，所述无线通信链路包括直连的无线通信链路，或者通过第三方中继点建立的无线通信链路；
    所述向所述第二设备发送所述第一运动特征信息包括：通过所述无线通信链路向所述第二设备发送所述第一运动特征信息；
    所述接收所述第二设备返回的所述追踪信息包括：通过所述无线通信链路接收所述第二设备返回的所述追踪信息。
  23. 根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述第一运动特征信息包括：所述第一设备的坐标信息，所述第一设备的姿态信息，所述第一定向天线的姿态信息；所述第二运动特征信息包括：所述第二设备的坐标信息；
    所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的追踪信息包括：所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的调整俯仰角，以及所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的调整偏航角。
  24. 根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述按照所述追踪信息控制控制所述第一定向天线进行运动，以使所述第一定向天线朝向所述第二定向天线包括：
    当所述第一定向天线设置在多轴机械云台上时，通过控制多轴机械云台的垂直调节伺服机构带动所述第一定向天线按照所述调整俯仰角进行运动，以及通过控制所述多轴机械云台的水平调节伺服机构带动所述第一定向天线按照所述调整偏航角进行运动，以使所述第一定向天线朝向所述第二定向天线。
  25. 根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述按照所述追踪信息控制控制所述第一定向天线进行运动，以使所述第一定向天线朝向所述第二定向天线包括：
    当所述第一定向天线为天线阵列时，根据所述调整俯仰角和调整偏航角从所述第一定向天线的天线阵列中选择第一目标天线，以使所述第一目标天线朝向所述第二目标天线，所述第二目标天线为从所述第二定向天线的天线阵列中选择的目标天线。
  26. 一种通信设备，其特征在于，所述通信设备作为点对点通信系统中的第一设备， 所述点对点通信系统还包括与所述第一设备进行无线通信且设置有第二定向天线的第二设备，所述通信设备包括：设备本体和第一定向天线，所述设备本体包括采集模块、接口模块和处理器，其中，
    所述采集模块，用于采集所述第一设备的第一运动特征信息；
    所述接口模块，用于接收所述第二设备发送的第二运动特征信息；
    所述处理器，用于根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息计算所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的追踪信息，并按照所述追踪信息对所述第一定向天线进行控制，以使所述第一定向天线朝向所述第二定向天线。
  27. 根据权利要求26所述的通信设备，其特征在于，所述采集模块包括至少一个下述模块：惯性测量单元，指南针模块、GPS模块、基于定位基站的定位模块、基于视觉和地图的定位模块。
  28. 根据权利要求26所述的通信设备，其特征在于，
    所述接口模块，还用于与所述第二设备之间建立点对点的无线通信链路，以及通过所述无线通信链路接收所述第二设备发送的第二运动特征信息；其中，所述无线通信链路包括直连的无线通信链路，或者通过第三方中继点建立的无线通信链路。
  29. 根据权利要求26所述的通信设备，其特征在于，
    所述处理器，具体用于检测所述第一运动特征信息和第二运动特征信息相对于前一时间周期的变化，并根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息的变化计算所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的追踪信息。
  30. 根据权利要求26所述的通信设备，其特征在于，所述第一运动特征信息包括：所述第一设备的坐标信息，所述第一设备的姿态信息，所述第一定向天线的姿态信息；所述第二运动特征信息包括：所述第二设备的坐标信息；
    所述处理器，具体用于根据所述第一设备的坐标信息和第二设备的坐标信息，分别计算所述第一设备和第二设备在垂直方向上的位置信息和水平方向上的位置信息；调用预设的三角函数，根据所述垂直方向上的位置信息和所述水平方向上的位置信息，分别计算所述第一定向天线相对于所述第二定向天线在垂直方向上的目标俯仰角，以及在水平方向上的目标偏航角；根据所述第一设备的姿态信息和/或所述第一定向天线的姿态信息，以及所述目标俯仰角和目标偏航角，确定所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的调整俯仰角，以及所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的调整偏航角。
  31. 根据权利要求30所述的通信设备，其特征在于，所述第一定向天线设置在多轴机械云台上；
    所述处理器，具体用于通过控制多轴机械云台的垂直调节伺服机构带动所述第一定向天线按照所述调整俯仰角进行运动，以及通过控制所述多轴机械云台的水平调节伺服机构带动所述第一定向天线按照所述调整偏航角进行运动，以使所述第一定向天线朝向所述第二定向天线。
  32. 根据权利要求30所述的通信设备，其特征在于，所述第一定向天线为天线阵列；
    所述处理器，具体用于根据所述调整俯仰角和调整偏航角从所述第一定向天线的天线阵列中选择第一目标天线，以使所述第一目标天线朝向所述第二目标天线，所述第二目标天线为从所述第二定向天线的天线阵列中选择的目标天线。
  33. 根据权利要求26所述的通信设备，其特征在于，
    所述接口模块，还用于向所述第二设备发送所述第一运动特征信息，以使所述第二设备根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息计算所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的追踪信息。
  34. 根据权利要求33所述的通信设备，其特征在于，所述第一运动特征信息包括所述第一设备的坐标信息。
  35. 根据权利要求26所述的通信设备，其特征在于，
    所述处理器，还用于根据所述第二运动特征信息和第一运动特征信息计算所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的追踪信息，并向所述第二设备发送所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的追踪信息。
  36. 根据权利要求35所述的通信设备，其特征在于，所述第二运动特征信息包括：所述第二设备的坐标信息，所述第二设备的姿态信息，所述第二定向天线的姿态信息，所述第一运动特征信息包括：所述第一设备的坐标信息；
    所述处理器，具体用于根据所述第二设备的坐标信息和第一设备的坐标信息，分别计算所述第二设备和第一设备在垂直方向上的位置信息和水平方向上的位置信息；调用预设的三角函数，根据所述垂直方向上的位置信息和所述水平方向上的位置信息，分别计算所述第二定向天线相对于所述第一定向天线在垂直方向上的目标俯仰角，以及在水平方向上的目标偏航角；根据所述第二设备的姿态信息和/或所述第二定向天线的姿态信息，以及所述目标俯仰角和所述目标偏航角，确定所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的调整俯仰角，以及所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的调整偏航角。
  37. 一种通信设备，其特征在于，所述通信设备作为点对点通信系统中的第一设备，所述点对点通信系统还包括与所述第一设备进行无线通信且设置有第二定向天线的第二设备，所述通信设备包括：设备本体和第一定向天线，所述设备本体包括采集模块、接口 模块和处理器，其中，
    所述采集模块，用于采集第一设备的第一运动特征信息；
    所述接口模块，用于接收第二设备发送的第二运动特征信息；
    所述处理器，用于根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息计算所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的追踪信息；
    所述接口模块，还用于将所述追踪信息发送给所述第二设备，以使所述第二设备按照所述追踪信息控制所述第二定向天线进行运动，至所述第二定向天线朝向所述第一定向天线。
  38. 根据权利要求37所述的通信设备，其特征在于，所述第一运动特征信息采集模块包括至少一个下述模块：惯性测量单元，指南针模块、GPS模块、基于定位基站的定位模块、基于视觉和地图的定位模块。
  39. 根据权利要求37所述的通信设备，其特征在于，
    所述接口模块，还用于与所述第二设备之间建立点对点的无线通信链路，其中，所述无线通信链路包括直连的无线通信链路，或者通过第三方中继点建立的无线通信链路，以及通过所述无线通信链路接收所述第一设备发送的第一运动特征信息，并通过所述无线通信链路将所述追踪信息发送给所述第二设备。
  40. 根据权利要求37所述的通信设备，其特征在于，
    所述处理器，具体用于检测所述第一运动特征信息和第二运动特征信息相对于前一时间周期的变化，并根据所述第一运动特征信息和所述第二运动特征信息的变化计算所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的追踪信息。
  41. 根据权利要求37所述的通信设备，其特征在于，所述第一运动特征信息包括：所述第一设备的坐标信息；所述第二运动特征信息包括：所述第二设备的坐标信息，所述第二设备的姿态信息，所述第二定向天线的姿态信息；
    所述处理器，具体用于根据所述第一设备的坐标信息和第二设备的坐标信息，分别计算所述第一设备和第二设备在垂直方向上的位置信息和水平方向上的位置信息；调用预设的三角函数，根据所述垂直方向上的位置信息和所述水平方向上的位置信息，分别计算所述第二定向天线相对于所述第一定向天线在垂直方向上的目标俯仰角，以及在水平方向上的目标偏航角；根据所述第二设备的姿态信息和/或所述第二定向天线的姿态信息，以及所述目标俯仰角和所述目标偏航角，确定所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的调整俯仰角，以及所述第二定向天线相对于所述第一定向天线的调整偏航角。
  42. 一种通信设备，其特征在于，所述通信设备作为点对点通信系统中的第一设备， 所述点对点通信系统还包括与所述第一设备进行无线通信且设置有第二定向天线的第二设备，所述通信设备包括：设备本体和第一定向天线，所述设备本体包括采集模块、接口模块和处理器，其中，
    所述采集模块，用于采集第一设备的第一运动特征信息；
    所述接口模块，用于向所述第二设备发送所述第一运动特征信息，以及接收所述第二设备返回的追踪信息，所述追踪信息为所述第二设备根据所述第一运特征信息和所述第二设备的第二运动特征信息计算得到的所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的追踪信息；
    所述处理器，用于按照所述追踪信息控制控制所述第一定向天线进行运动，以使所述第一定向天线朝向所述第二定向天线。
  43. 根据权利要求42所述的通信设备，其特征在于，所述采集模块包括至少一个下述模块：惯性测量单元，指南针模块、GPS模块、基于定位基站的定位模块、基于视觉和地图的定位模块。
  44. 根据权利要求42所述的通信设备，其特征在于，
    所述接口模块，还用于与所述第二设备之间建立点对点的无线通信链路，其中，所述无线通信链路包括直连的无线通信链路，或者通过第三方中继点建立的无线通信链路，以及通过所述无线通信链路向所述第二设备发送所述第一运动特征信息，并通过所述无线通信链路接收所述第二设备返回的所述追踪信息。
  45. 根据权利要求42所述的通信设备，其特征在于，所述第一运动特征信息包括：所述第一设备的坐标信息，所述第一设备的姿态信息，所述第一定向天线的姿态信息；所述第二运动特征信息包括：所述第二设备的坐标信息；
    所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的追踪信息包括：所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的调整俯仰角，以及所述第一定向天线相对于所述第二定向天线的调整偏航角。
  46. 根据权利要求45所述的通信设备，所述第一定向天线设置在多轴机械云台上；
    所述处理器，具体用于通过控制多轴机械云台的垂直调节伺服机构带动所述第一定向天线按照所述调整俯仰角进行运动，以及通过控制所述多轴机械云台的水平调节伺服机构带动所述第一定向天线按照所述调整偏航角进行运动，以使所述第一定向天线朝向所述第二定向天线。
  47. 根据权利要求45所述的通信设备，所述第一定向天线为天线阵列；
    所述处理器，具体用于根据所述调整俯仰角和调整偏航角从所述第一定向天线的天线 阵列中选择第一目标天线，以使所述第一目标天线朝向所述第二目标天线，所述第二目标天线为从所述第二定向天线的天线阵列中选择的目标天线。
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