WO2021217336A1

WO2021217336A1 - 无人机的天线切换方法、控制终端及无人机

Info

Publication number: WO2021217336A1
Application number: PCT/CN2020/087218
Authority: WO
Inventors: 刘欢; 张志鹏; 王焱; 高建南
Original assignee: 深圳市大疆创新科技有限公司
Priority date: 2020-04-27
Filing date: 2020-04-27
Publication date: 2021-11-04

Abstract

一种无人机的天线切换方法、控制终端及无人机。所述方法包括：无人机按照预设的天线轮替顺序向控制终端发送的探测参考信号，控制终端根据从每根天线接收到的所述探测参考信号，确定所述每根天线对应的信号质量传输参数，所述信号质量传输参数包括从所述每根天线接收到的所述探测参考信号对应的接收信号功率和信噪比；根据所述每根天线对应的信号质量传输参数，确定所述多根天线中的目标天线，无人机使用所述目标天线发送数据信号。在无人机的控制终端实时接收并处理无人机的各天线发送的探测参考信号，可以更加准确地选出最佳天线进行数据传输，避免因通信链路被遮挡或者无人机的姿态变化，导致当前工作天线传输质量较差的问题，进而提升无人机的通信质量。

Description

无人机的天线切换方法、控制终端及无人机

技术领域

本申请涉及通信技术领域，具体而言，涉及无人机的天线切换方法、控制终端及无人机。

背景技术

随着科技的发展，无人机的应用领域越来越广泛，目前的无人机可以应用于航拍、新闻报道以及影视拍摄等诸多领域。无人机主要通过与控制终端之间的通信链路实现与控制终端的交互。

通常，无人机会配置多根天线，通过切换天线，可以在各个方向上获得较为一致的传输性能。相关技术中，可以在无人机端基于不同天线接收信号的接收信号强度指示RSSI(Received Signal Strength Indication)进行天线切换，这种采用上行信号接收质量推测下行信号发送质量的方式，使用范围有限，不适用于上行信号和下行信号不同频的情况。当上行信号和下行信号频率不同时，上行信号和下行信号的衰落不一致，基于上行信号接收质量推测下行信号发送质量的方式并不准确。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种无人机的天线切换方法、控制终端及无人机。

根据本申请的第一方面，提供一种无人机的天线切换方法，适用于所述无人机的控制终端，所述无人机包括多根天线，所述方法包括：

接收所述无人机按照预设的天线轮替顺序发送的探测参考信号；

根据从每根天线接收到的所述探测参考信号，确定所述每根天线对应的信号质量传输参数，所述信号质量传输参数包括从所述每根天线接收到的所述探测参考信号对应的接收信号功率和信噪比；

根据所述每根天线对应的信号质量传输参数，确定所述多根天线中的目标天线，以使所述无人机使用所述目标天线发送数据信号。

根据本申请的第二方面，提供一种无人机的天线切换方法，适用于无人机，所述方法包括：

按照预设的天线轮替顺序向所述无人机的控制终端发送探测参考信号，以使所述控制终端根据从每根天线接收到的所述探测参考信号，确定所述每根天线对应的信号质量传输参数，所述信号质量传输参数包括从所述每根天线接收到的所述探测参考信号对应的接收信号功率和信噪比，以及根据所述每根天线对应的信号质量传输参数、确定所述多根天线中的目标天线；

使用所述目标天线发送数据信号。

根据本申请的第三方面，提供一种无人机的控制终端，所述无人机包括多根天线，所述控制终端包括处理器、存储器以及存储在所述存储器上所述处理器可执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现以下步骤：

根据本申请的第四方面，提供一种无人机，所述无人机包括处理器、存储器以及存储在所述存储器所述处理器可执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现以下步骤：

使用所述目标天线发送数据信号。

应用本申请提供的方案，为了检测无人机各根天线当前的传输性能，无人机可以按照采用各天线轮流向控制终端发送探测参考信号，控制终端可以根据从各天线接收到的探测参考信号确定各天线对应的接收信号功率和信噪比，根据各天线对应的接收信号功率和信噪比选择出当前传输性能最佳的天线作为目标天线，以便无人机使用该目标天线发送数据信号。在无人机的控制终端实时接收并处理无人机的各天线发送的探测参考信号，可以更加准确地选出最佳天线进行数据传输，避免因通信链路被遮挡或者无人机的姿态变化，导致当前工作天线传输质量较差的问题，进而提升无人机的通信质量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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是本申请一个实施例的应用场景示意图。

图2是本申请一个实施例的一种天线切换方法流程图。

图3是本申请一个实施例的一种天线切换方法流程图。

图4是本申请一个实施例的一种控制终端的逻辑结构示意图。

图5是本申请一个实施例的一种无人机的逻辑结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请提供一种无人机的天线切换方法，如图1所示，为本申请的一个应用场景示意图，无人机31包括多根天线，如图中示出的天线0、天线1、天线2、天线N，当然，天线数量至少包括2根，具体不作限制。无人机31可以使用各根天线轮流发送探测参考信号至无人机的控制终端32，控制终端32根据接收的探测参考信号确定各天线的传输质量，从而选择出最优的天线用于传输数据信号。其中，控制终端可以是无人机的遥控器、可与无人机通信智能手机、平板、飞行眼镜等。

以下分别从无人机和控制终端的处理过程来对本申请的天线切换方法进行介绍。图2为控制终端的处理流程示意图，具体包括以下步骤：

S202、接收所述无人机按照预设的天线轮替顺序发送的探测参考信号；

S204、根据从每根天线接收到的所述探测参考信号，确定所述每根天线对应的信号质量传输参数，所述信号质量传输参数包括从所述每根天线接收到的所述探测参考信号对应的接收信号功率和信噪比；

S206、根据所述每根天线对应的信号质量传输参数，确定所述多根天线中的目标天线，以使所述无人机使用所述目标天线发送数据信号。

本申请的天线切换方法，可以在无人机与控制终端刚建立连接时，从多根天线选择一根用于传输数据信号的场景，也可以用于无人机与控制终端已使用一根天线进行数据传输的过程中，确定是否要根据当前各天线的传输性能替换当前的工作天线的场景。

为了测试无人机的各根天线的传输性能，无人机可以按照预设的天线轮替顺序使用多根天线轮流向控制终端发送探测参考信号(SoundingReferenceSignal，SRS)，当然，为了确保控制终端能够确定当前发送探测参考信号的天线是哪一根，无人机和控制终端可以共同维护一组相同的天线轮替顺序，无人机会按照该天线轮替顺序，采用这多根天线轮流发送探测参考信号，同样的，控制终端可以根据该天线轮替顺序确定当前发送探测参考信号的天线。举个例子，假设无人机有编号分别为0，1，2，3的四根天线，天线的轮替顺序可以是“0，1，2，3”，“2，3，0，1”，“3，0，1，2”等多种，在发送探测参考信号之前，无人机和控制终端可以初始化天线轮替顺序，比如，都初始化成“0，1，2，3”，然后无人机按照“0，1，2，3”的天线轮替顺序发送探测参考信号，控制终端也根据该天线轮替顺序来确定当前发送探测参考信号的天线。

在某些实施例中，无人机的每根天线可以对应一个标识，用来唯一标识这根天线，比如，该标识可以是天线的编号，当然也可以是其他可以标记该天线的数字或者符号。控制终端在接收到探测参考信号后，可以确定该探测参考信号的子帧号，然后采用子帧号对天线数量进行取余计算确定当前发送该探测参考信号的天线的标识。举个例子，无人机和控制终端可以通过帧同步来保持两边对于同一个探测参考信号的子帧号一致，假设无人机有4根天线，编号分别为“0，1，2，3”，当前的子帧号为n，因而可以用n对天线数量(4)进行取余计算，根据取余结果确定天线的编号。比如：若mod(n，4)＝0，可以确定当前的探测参考信号是无人机用天线0发送的，若mod(n，4)＝1，可以确定当前的探测参考信号是无人机用天线1发送的，若mod(n，4)＝2，可以确定当前的探测参考信号是无人机用天线2发送的，若mod(n，4)＝3，可以确定当前的探测参考信号是无人机用天线3发送的。

控制终端接收到各根天线发送的探测参考信号后，可以根据接收到的探测参考信号确定用于表征天线传输性能好坏的信号质量传输参数，比如，该信号质量传输参数可以是每根天线接收到的探测参考信号对应的接收信号功率和信噪比，然后根据每根天线对应的接收信号功率和信噪比从无人机的多根天线中确定当前传输性能最佳的天线，作为目标天线。比如，可以选择接收信号功率较强、信噪比较小的天线作为目标天线，以便无人机使用该目标天线作为工作天线发送数据信号，提升无人机的通信质量。其中，接收信号功率可以是参考信号接收功率(Reference Signal Receiving Power，RSRP)，信号质量传输参数还可以包括噪声功率等其他参数，数据信号可以是无人机采集的图像或者视频信号，也可以是无人机的传感器实时测量的飞行参数，如速度、高度等。

在某些实施例中，本申请的天线切换方法可以用于无人机与控制终端已使用一根天线进行数据传输的过程中，确定是否要根据当前各天线的传输性能替换当前的工作天线的场景，其中，无人机的多根天线中包括至少一根用于传输数据信号的工作天线，以及除该工作天线之外的至少一根空闲天线。当空闲天线的传输性能比工作天线的传输性能强的时候，可以采用空闲天线替换当前工作天线。

在某些实施例中，可以以无人机按照预设的天线轮替顺序完成一轮探测参考信号的发送作为一个周期，控制终端可以根据该周期内从各天线接收到的探测参考信号的接收信号功率和信噪比确定目标天线。当然，在某些实施例中，也可以以无人机按照预设的天线轮替顺序完成多轮探测参考信号的发送作为一个周期，控制终端可以根据该周期内从每根天线接收到的多个探测参考信号确定接收信号功率的平均值或者信噪比的平均值，以此来确定目标天线。

比如，在某些实施例中，各天线对应的接收信号功率可以是对当前接收信号功率进行平滑处理得到的接收信号功率平滑值。具体的，当前接收信号功率平滑值Pp可以通过公式(1)计算得到：

Pp＝Pp0×α+(1-α)Pc 公式(1)

其中，Pp为当前接收信号功率平滑值，Pp0为历史接收信号功率平滑值，Pc为当前接收信号功率测量值，α可以根据当前信噪比确定。

由于控制终端可以根据接收到的探测参考信号来确定各天线当前的传输性能，以此决定是否对无人机当前的工作天线进行切换。因此，可以尽量确保通过接收的探测参考信号确定的天线传输性能是比较准确的。比如，在某些场景中，无人机所处的环境可能存在一些突发性的干扰，比如，周围也存在多个其他的无人机在使用相同的信道发送数据，对该无人机的信号传输造成较大干扰，此时，可能并非是因通信链路被遮挡或者无人机的姿态变化，也会造成该天线的接收信号对应的信噪比较小、接收信号功率较小。如果此时，依然根据接收信号的接收功率或者信噪比来确定目标天线，结果可能不太准确。所以，在某些实施例中，在根据每根天线对应的信号质量传输参数确定目标天线之前，还可以先对当前环境中的噪声干扰进行检测，当噪声干扰满足指定条件时，则舍弃当前发送探测参考信号的天线对应的信号质量参数，或者也可以将当前一个周期内所有天线对应的质量传输参数都舍弃。

其中，指定条件可以是当前天线接收到的接收信号对应的噪声功率大于一定值，或者信噪比小于一定值，或者是其他可以表征当前噪声干扰较大的条件。在某些实施例中，所述指定条件可以是天线对应的当前噪声功率测量值与当前噪声功率平滑值的差值大于预设噪声功率阈值，且信噪比小于预设信噪比阈值。其中，预设噪声功率阈值和预设信噪比阈值可以根据实际应用场景灵活设置。举个例子，假设当前接收到天线0发送的探测参考信号，根据接收到的探测参考信号可以确定当前噪声功率的测量值为Nc，然后可以对噪声功率进行平滑处理，得到当前噪声功率平滑值Np，其中，可以根据公式(2)对噪声功率进行平滑处理：

Np＝Np0×α+(1-α)Nc 公式(2)

其中，Np为当前噪声功率平滑值，Np0为历史噪声功率平滑值，Nc为当前噪声功率测量值，α可以根据当前信噪比确定。

在确定当前噪声功率平滑值Np和当前噪声功率测量值Nc后，可以判定Nc与Np的差值是否大于预设噪声功率阈值，如果当前噪声功率测量值Nc超出当前噪声功率平滑值Np较多，则说明当前存在突发性干扰的概率较大。另外，还接结合当前的信噪比进一步判定，比如，如果当前信噪比小于预设信噪比阈值，也说明噪声功率较大。当满足上述两个条件，则可以判定此时存在突然性的噪声干扰，这时通过天线发送的探测参考信号来确定信号质量传输参数，并根据信号质量传输参数确定天线传输性能的结果可能不太准确。此时，控制终端可以舍弃根据当前从天线0接收到的探测参考信号确定的信号质量传输参数。当然，为了确保确定的目标天线更加准确，也可以舍弃当前一周期所有天线对应的信号质量传输参数，通过下一个周期的数据来重新判定。

当然，上述实施例中的突发干扰检测只是排除了噪声干扰较大的一些极端情况，在某些场景中，可能存在噪声干扰较大，但是还没达到突发干扰这种较极端的情况，这时如果根据各天线对应的信号质量传输参数确定目标天线，并进行天线的切换可能也不是太准确。在某些实施例中，为了确保根据各天线对应的信号质量传输参数确定的目标天线更加可靠，可以先根据各天线对应的信噪比确定用于表征当前周期内天线整体的传输质量的目标分值，比如，确定当前一段时间内各天线的整体的传输质量，如果传输质量普遍较差，也有可能是噪声干扰较大，这时采用接收信号功率来确定目标天线可能依然不够准确。如果整体传输质量较好，再采用接收信号质量来确定目标天线可能会更加可靠。

在某些实施例中，在确定目标分值时，可以先根据预设周期内每根天线接收到的探测参考信号对应的信噪比确定用于评价每根天线传输质量的第一分值，在该预设周期内累计每根天线对应的第一分值得到目标分值。举个例子，假设无人机有4个天线，编号分别为“0，1，2，3”，首先接收到天线0发送的探测参考信号，得到接收信号功率P0和信噪比SNR0，这时可以根据SNR0确定天线0对应的第一分值，比如，可以根据公式(3) 确定天线0的第一分值：

其中，M表示每根天线对应的第一分值，SNR表示每根天线的信噪比，L1和L2为预设信噪比阈值，可根据实际应用场景灵活设置。其中，具体分值也可以根据实际应用场景灵活设置，以上公式示出的分值(4，2，1)只是示例性的例子。

假设SNR0大于L2，则天线0对应的第一分值为4，同理可以确定当前周期内天线1、天线2、天线3对应的第一分值，假设分别为2、4、1，则目标分值为当前一周期内各天线对应的第一分值的累计值，即4+2+4+1＝13，即目标分值为13。当然，上述计算目标分值的方法只是一种示例性的方法，还可以结合信噪比、接收信号功率或者噪声功率等同时确定各天线的第一分值，其中，目标分值也不局限于一个周期，也可以是多个周期内的第一分值累加得到。

当确定目标分值后，可以判定目标分值是否大于预设分值，如果大于，说明当前周期或者当前一段时间内各天线整体的传输质量较好，噪声干扰较小，这时可以根据各天线对应的接收信号功率来选择目标天线。其中，预设分值也可以根据具体的应用场景灵活设置。具体的，可以确定各天线对应的接收信号功率，然后确定各空闲天线接收信号功率与工作天线接收信号功率的功率差值，根据各空闲天线接收信号功率与工作天线的接收信号功率的功率差值从空闲天线中确定目标天线。

在某些实施例中，根据空闲天线接收信号功率与工作天线的接收信号功率的功率差值选择目标天线时，可以直接从所有功率差值中选出最大功率差值，判定最大功率差值是否大于第一预设阈值，如果大于，则说明该空闲天线的传输性能比工作天线的传输性能好比较多，这时，可以选择最大功率差值对应的空闲天线作为目标天线。当然，如果最大功率差值小于第一预设阈值，则说明空闲天线与工作天线的传输性能相差不大，因而，没有必要对工作天线进行切换。其中，在某些实施例中，第一预设阈值可以是预先设置的固定阈值，在某些实施例中，第一预设阈值也可以根据当前的信噪比灵活调整，比如，信噪比较大时，第一预设阈值可以设置的大一些，信噪比较小时，第一预设阈值可以设置的较小一些。

在某些实施例中，也可以结合空闲天线接收信号功率与工作天线接收信号功率的功率差值以及其他表征空闲天线传输性能的信息来综合选择目标天线，比如可以根据其他表征天线传输性能的信息确定预设的权重，然后将各空闲天线对应的功率差值乘以该权重，得到对应的目标差值，然后从目标差值中选出最大目标差值，判定该最大目标差值是否大于第二预设阈值，如果大于，则选择该最大目标差值对应的空闲天线作为目标天线。在某些实施例中，第二预设阈值可以是预先设置的固定阈值，在某些实施例中，第二预设阈值也可以根据当前的信噪比来灵活调整，比如，信噪比较大时，第一预设阈值可以设置的大一些，信噪比较小时，第一预设阈值可以设置的较小一些。

在某些实施例中，在确定目标天线时，可以综合考虑空闲天线接收信号功率与工作天线接收信号功率的功率差值以及各空闲天线在当前辐射径方向上的辐射收发增益。比如，可以根据各空闲天线在当前辐射径方向上的辐射收发增益确定预设的权重，然后乘以功率差值，得到上述目标功率差值。当空闲天线在当前辐射径方向上的辐射收发增益较大，说明该天线当前的传输性能较好，这时权重可以设置的大一些，反之，权重可以设置的小一些。其中，在确定各空闲天线在当前辐射径方向上的辐射收发增益时，可以先获取无人机当前相对于控制终端的位置信息和姿态信息，然后根据无人机相对于控制终端的位置信息和姿态信息以及各空闲天线的辐射方向图信息计算该辐射收发增益。

在某些实施例中，如果目标分值小于预设分值，则说明当前周期或者当前一段时间内各天线整体的传输质量都比较差，这时，可能噪声干扰比较大，此时，如果还根据各天线的接收信号功率来确定天线传输性能的好坏可能会不准确。因此，可以根据无人机的相对于控制终端的位置信息和辐射方向图确定目标天线，具体的，可以先确定无人机当前相对于控制终端的位置信息和姿态信息，然后根据无人机相对于控制终端的位置信息、姿态信息以及无人机的多根天线的辐射方向图信息计算这多根天线在当前辐射径方向上的辐射收发增益，然后从这多根天线中选择辐射收发增益超过预设增益阈值的天线作为目标天线，或者选择辐射收发增益最大的天线作为目标天线。

在某些实施例中，当控制终端确定目标天线后，可以将目标天线对应的标识发送给无人机，以便无人机使用该目标天线发送数据信号。当然，如果无人机判定当前使用的工作天线为该目标天线，则无需进行天线的切换，如果无人机判定当前使用的工作天线不是该目标天线，则将工作天线切换成该目标天线。

在某些实施例中，无人机在接收到控制终端发送的目标天线对应的标识后，还可以向控制终端发送用于指示已经成功接收该标识的确认信息，以便控制终端确定已经成功将目标天线对应的标识发给无人机。如果，控制终端未接收到无人机发送的确认信息，则可以再次发送该标识，避免因传输过程中信道质量较差，造成无人机未成功接收。

在某些实施例中，无人机也可以周期性的向控制终端发送当前工作的天线的标识，以便控制终端确定无人机当前使用哪一根天线进行数据发送。控制终端也可以将接收到无人机发送的当前工作天线的标识与确定的目标天线的标识进行比较，以确定无人机是否成功接收自身发送的目标天线的标识。此外，在某些实施例中，由于控制终端能够确定无人机当前工作天线的标识，因此，控制终端在确定出目标天线后，如果发现目标天线即为无人机的当前工作天线，说明无需进行天线切换，即可以不用将目标天线的标识发送给无人机，或者可以通知无人机无需进行天线切换，只有当判定目标天线与无人机当前工作天线不同时，才将目标天线的标识发送给无人机，以便无人机将工作天线切换成目标天线。

通过本申请提供的天线切换方法，控制终端可以根据无人机采用多根天线发送探测参考信号实时确定各天线的传输性能，并且准确地选择当前传输性能最好的天线用于传输数据信号，可以避免因通信链路被遮挡或者无人机的姿态变化，导致当前工作天线传输质量较差的问题，进而提升无人机的通信质量。

图3为无人机的处理流程示意图，具体的，包括以下步骤：

S302、按照预设的天线轮替顺序向所述无人机的控制终端发送探测参考信号，以使所述控制终端根据从每根天线接收到的所述探测参考信号，确定所述每根天线对应的信号质量传输参数，所述信号质量传输参数包括从所述每根天线接收到的所述探测参考信号对应的接收信号功率和信噪比，以及根据所述每根天线对应的信号质量传输参数、确定所述多根天线中的目标天线；

S304、使用所述目标天线发送数据信号。

其中，无人机的具体处理细节可参考上述各实施例中的描述，在此不再赘述。

为了进一步解释本申请提供的天线切换方法，以下以一个具体的实施例加以解释。

参考图1，为该实施例的一个应用场景示意图，无人机与控制终端之间需要传输图像、视频信号等数据信号。假设无人机有4根天线，每根天线都有一个天线标识，天线标识可以是天线的编号，假设分别为“0，1，2，3”。为了从这4根天线中选出传输性能最好的天线来进行数据信号的传输，以下提供了一种无人机天线切换方法，具体流程如下:

无人机和控制终端预先存储了多组天线轮替顺序，比如“0，1，2，3”，“2，3，0，1”，“3，0，1，2”等，在发送探测参考信号之前，无人机和控制终端会对天线轮替顺序进行初始化，初始化成相同的天线轮替顺序，假设为“0，1，2，3”。无人机会根据该天线轮替顺序，使用该4根天线轮流向控制终端发送探测参考信号，控制终端接收到各天线发送的探测参考信号后，可以根据探测参考信号的子帧号对天线数量进行取余计算，来确定当前发送探测参考信号的天线编号，假设当前子帧号为n，若mod(n，4)＝0，可以确定当前的探测参考信号是无人机用天线0发送的，若mod(n，4)＝1，可以确定当前的探测参考信号是无人机用天线1发送的，以次类推。

接收到各天线发送的探测参考信号后，无人机会根据接收到的探测参考信号的时域数据确定各天线对应信号质量传输参数，其中，信号质量传输参数包括当前接收信号功率测量值Pc、当前接收信号功率平滑值Pp、历史接收信号功率平滑值Pp0、当前噪声功率测量值Nc、当前噪声功率平滑值Np、历史噪声功率平滑值Np0以及信噪比SNR。

其中，当前接收功率平滑值根据公式(1)计算得到

Pp＝Pp0×α+(1-α)Pc公式(1)

其中，Pp为当前接收信号功率平滑值，Pp0为历史接收信号功率平滑值，Pc为当前接收信号功率测量值，0<α<1，可以根据当前信噪比确定。

当前噪声功率平滑值根据公式(2)计算得到

Np＝Np0×α+(1-α)Nc 公式(2)

其中，Np为当前噪声功率平滑值，Np0为历史噪声功率平滑值，Nc为当前噪声功率测量值，0<α<1，可以根据当前信噪比确定。

根据当前信噪比确定α时，可以参考公式(4)，

其中，SNR为信噪比，L1和L2为预设信噪比阈值，可根据实际应用场景灵活设置；α1、α2、α3为预设权重，可根据实际应用场景灵活设置。

确定各天线对应的当前接收信号功率测量值Pc、当前接收信号功率平滑值Pp、当前噪声功率测量值Nc、当前噪声功率平滑值Np以及信噪比SNR后，可以判定当前是否存在突发行的噪声干扰，具体的判定条件如下：

Nc–Np>A，且SNR<B

其中，A为预设噪声功率阈值，B为预设信噪比阈值，可根据实际应用场景灵活设置。当符合上述两个条件，则说明存在突发性的噪声干扰，说明此时噪声干扰较大，根据此时的信号质量传输参数确定天线传输性能不太准确，因此，可以将当前发送探测参考信号的天线当前一次的信号质量传输参数丢弃，或者将当前周期内4根天线的信号质量传输参数均丢弃。

如果不存在突发性的噪声干扰，则进一步根据各天线的信噪比确定当前周期内的目标分值。具体的，可以根据各天线的信噪比确定各天线对应的分值，然后累计当前周期内所有天线的分值得到目标分值。各天线对应的分值可以根据公式(3)确定：

其中，M表示每个天线对应的第一分值，SNR表示每根天线的信噪比，L1和L2为预设信噪比阈值，可根据实际应用场景灵活设置。其中，具体分值也可以根据实际应用场景灵活设置。

在确定目标分值后，可以判定目标分值是否大于预设分值，如果大于，则确定各空闲天线(天线0、天线1、天线3)的当前接收信号功率平滑值Pp与工作天线(天线2)的当前接收信号功率平滑值Pp的功率差值，假设分别为C02、C12、C32。然后，可以获取无人机当前相对于控制终端的位置信息和姿态信息，然后根据无人机相对于控制终端的位置信息和姿态信息以及各空闲天线的辐射方向图信息计算各空闲天线(天线0、天线1、天线3)在当前辐射径方向上辐射收发增益，并根据辐射收发增益确定各天线对应的权重λ1、λ2、λ3，然后用各自的权重乘以各自的功率差值，得到目标差值λ1 C02，λ2 C12，λ3 C32，选择目标差值最大的一个，假设为λ1 C02，然后判断λ1 C02是否大于预设阈值，如果大于，则选择天线0作为目标天线。

当然，也可以直接从C02、C12、C32中选择最大一个，假设为C02，判断C02是否大于预设阈值，如果大于，则选择天线0作为目标天线。当然，如果小于，则无需进行天线切换。

当然，如果目标分值小于预设分值，则可以获取无人机当前相对于控制终端的位置信息和姿态信息，然后根据无人机相对于控制终端的位置信息和姿态信息以及各空闲天线的辐射方向图信息计算4根天线(天线0、天线1、天线2、天线3)在当前辐射径方向上辐射收发增益，选择辐射收发增益大于一定阈值的天线作为目标天线。

确定目标天线后，可以将目标天线的编号发送给无人机。无人机也会周期性的将当前工作天线的编号发给控制终端，以便控制终端能够确定当前工作天线是哪根。同时，控制终端也可以根据当前工作天线编号确定是否成功将目标天线发送给无人机。

相应的，本申请还提供了一种无人机的控制终端，该控制终端可以是无人机的遥控器、可与无人机通信智能手机、平板、飞行眼镜等。如图4所示，所述无人机包括多根天线，所述控制终端包括处理器41、存储器42以及存储在所述存储器上所述处理器41可执行的计算机程序，所述处理器41执行所述计算机程序时，实现以下步骤：

在某些实施例中，每根天线对应一个标识，当前发送所述探测参考信号的天线的标识通过所述探测参考信号的子帧号对天线数量进行取余计算得到。

在某些实施例中，所述处理器还用于：

将所述目标天线对应的标识发送给所述无人机。

在某些实施例中，所述将所述目标天线对应的标识发送给所述无人机之后，所述处理器还用于：

接收所述无人机发送的当前工作天线的标识；或者

接收所述无人机发送的确认信息，所述确认信息用于指示所述无人机成功接收所述目标天线对应的标识。

在某些实施例中，所述多根天线包括至少一根用于发送数据信号的工作天线，以及除所述工作天线之外的至少一根空闲天线。

在某些实施例中，所述处理器用于根据所述每根天线对应的信号质量传输参数确定所述多根天线中的目标天线时，具体用于：

基于每根天线接收到的所述探测参考信号对应的信噪比确定目标分值；

当所述目标分值大于预设分值，确定所述空闲天线的接收信号功率与所述工作天线的接收信号功率的功率差值；

基于所述功率差值从所述空闲天线中确定所述目标天线。

在某些实施例中，所述处理器用于基于所述功率差值从所述空闲天线中确定所述目标天线时，具体用于：

当最大功率差值超过第一预设阈值，则选择所述最大功率差值对应的空闲天线作为所述目标天线。

将所述功率差值乘以各自对应的权重，得到目标功率差值；

当所述目标功率差值超过第二预设阈值，则选择所述最大目标功率差值对应的空闲天线作为所述目标天线。

在某些实施例中，所述权重基于所述空闲天线在当前辐射径方向上的辐射收发增益确定，所述辐射收发增益基于所述无人机当前相对于所述控制终端的位置信息、姿态信息和所述空闲天线的辐射方向图信息计算得到。

在某些实施例中，所述第一预设阈值或所述第二预设阈值基于所述空闲天线对应的信噪比确定。

在某些实施例中，所述处理器还用于：

若所述目标分值小于预设阈值，则确定所述无人机当前相对于所述控制终端的位置信息和姿态信息，根据所述位置信息、所述姿态信息、所述多根天线的辐射方向图信息计算所述多根天线在当前辐射径方向上的辐射收发增益；

选择所述辐射收发增益超过预设增益阈值的天线作为所述目标天线。

在某些实施例中，所述处理器用于基于每根天线接收到的所述探测参考信号对应的信噪比确定目标分值时，具体用于：

根据预设周期内每根天线接收到的所述探测参考信号对应的信噪比确定用于评价每根天线传输质量的第一分值；

在所述预设周期内累计每根天线对应的第一分值得到所述目标分值。

在某些实施例中，所述处理器用于根据所述每根天线对应的信号质量传输参数、确定所述多根天线中的目标天线之前，还用于：

当检测到当前噪声干扰满足指定条件时，则舍弃当前发送所述探测参考信号的天线对应的信号质量传输参数；或

舍弃当前周期内所有天线对应的质量传输参数。

在某些实施例中，所述指定条件包括：

所述天线对应的当前噪声功率测量值与所述噪声功率平滑值的差值大于预设噪声功率阈值，且所述信噪比小于预设信噪比阈值。

在某些实施例中，所述接收信号功率包括对当前接收信号功率进行平滑处理得到的接收信号功率平滑值。

其中，所述控制终端在执行天线切换方法时的具体细节可参考上述天线切换方法中各实施例的描述，在此不再赘述。

此外，本申请还提供了一种无人机，如图5所示，所述无人机包括处理器71、存储器72以及存储在所述存储器所述处理器可执行的计算机程序，所述处理器71执行所述计算机程序时，实现以下步骤：

使用所述目标天线发送数据信号。

其中，所述无人机在执行天线切换方法时的具体细节可参考上述天线切换方法中各实施例的描述，在此不再赘述。

相应地，本说明书实施例还提供一种计算机存储介质，所述存储介质中存储有程序，所述程序被处理器执行时实现上述任一实施例中的无人机的天线切换方法。

本说明书实施例可采用在一个或多个其中包含有程序代码的存储介质(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。计算机可用存储介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体，可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括但不限于：相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。

对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

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。

以上对本发明实施例所提供的方法和装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

一种无人机的天线切换方法，其特征在于，适用于所述无人机的控制终端，所述无人机包括多根天线，所述方法包括：

接收所述无人机按照预设的天线轮替顺序发送的探测参考信号；

根据从每根天线接收到的所述探测参考信号，确定所述每根天线对应的信号质量传输参数，所述信号质量传输参数包括从所述每根天线接收到的所述探测参考信号对应的接收信号功率和信噪比；

根据所述每根天线对应的信号质量传输参数，确定所述多根天线中的目标天线，以使所述无人机使用所述目标天线发送数据信号。
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每根天线对应一个标识，

当前发送所述探测参考信号的天线的标识通过所述探测参考信号的子帧号对天线数量进行取余计算得到的。
根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述目标天线对应的标识发送给所述无人机。
根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将所述目标天线对应的标识发送给所述无人机之后，所述方法还包括：

接收所述无人机发送的当前工作天线的标识；或者

接收所述无人机发送的确认信息，所述确认信息用于指示所述无人机成功接收所述天线切换信息。
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多根天线包括至少一根用于发送数据信号的工作天线，以及除所述工作天线之外的至少一根空闲天线。
根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述每根天线对应的信号质量传输参数确定所述多根天线中的目标天线，包括：

基于每根天线接收到的所述探测参考信号对应的信噪比确定目标分值；

当所述目标分值大于预设分值，确定所述空闲天线的接收信号功率与所述工作天线的接收信号功率的功率差值；

基于所述功率差值从所述空闲天线中确定所述目标天线。
根据权利要求6所述的方法，其特征在于，基于所述功率差值从所述空闲天线中确定所述目标天线包括：

当最大功率差值超过第一预设阈值，则选择所述最大功率差值对应的空闲天线作为所述目标天线。
根据权利要求6所述的方法，其特征在于，基于所述功率差值从所述空闲天线中确定所述目标天线包括：

将所述功率差值乘以各自对应的权重，得到目标功率差值；

当所述目标功率差值超过第二预设阈值，则选择所述最大目标功率差值对应的空闲天线作为所述目标天线。
根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述权重基于所述空闲天线在当前辐射径方向上的辐射收发增益确定，所述辐射收发增益基于所述无人机当前相对于所述控制终端的位置信息、姿态信息和所述空闲天线的辐射方向图信息计算得到。
根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述第一预设阈值或所述第二预设阈值基于所述空闲天线对应的信噪比确定。
根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

若所述目标分值小于预设阈值，则确定所述无人机当前相对于所述控制终端的位置信息和姿态信息，根据所述位置信息、所述姿态信息、所述多根天线的辐射方向图信息计算所述多根天线在当前辐射径方向上的辐射收发增益；

选择所述辐射收发增益超过预设增益阈值的天线作为所述目标天线。
根据权利要求6所述的方法，其特征在于，基于每根天线接收到的所述探测参考信号对应的信噪比确定目标分值，包括：

根据预设周期内每根天线接收到的所述探测参考信号对应的信噪比确定用于评价每根天线传输质量的第一分值；

在所述预设周期内累计每根天线对应的第一分值得到所述目标分值。
根据权利要求1-12任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述每根天线对应的信号质量传输参数确定所述多根天线中的目标天线之前，还包括：

当检测到当前噪声干扰满足指定条件时，则舍弃当前发送所述探测参考信号的天线对应的信号质量传输参数；或

舍弃当前周期内所有天线对应的质量传输参数。
根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述指定条件包括：

所述天线对应的当前噪声功率测量值与所述噪声功率平滑值的差值大于预设噪声功率阈值，且所述信噪比小于预设信噪比阈值。
根据权利要求1-14任一项所述的方法，其特征在于，所述接收信号功率包括对当前接收信号功率进行平滑处理得到的接收信号功率平滑值。
一种无人机的天线切换方法，其特征在于，适用于无人机，所述方法包括：

按照预设的天线轮替顺序向所述无人机的控制终端发送探测参考信号，以使所述控制终端根据从每根天线接收到的所述探测参考信号，确定所述每根天线对应的信号质量传输参数，所述信号质量传输参数包括从所述每根天线接收到的所述探测参考信号对应的接收信号功率和信噪比，以及根据所述每根天线对应的信号质量传输参数确定所述多根天线中的目标天线；

使用所述目标天线发送数据信号。
一种无人机的控制终端，其特征在于，所述无人机包括多根天线，所述控制终端包括处理器、存储器以及存储在所述存储器上所述处理器可执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现以下步骤：

接收所述无人机按照预设的天线轮替顺序发送的探测参考信号；

根据从每根天线接收到的所述探测参考信号，确定所述每根天线对应的信号质量传输参数，所述信号质量传输参数包括从所述每根天线接收到的所述探测参考信号对应的接收信号功率和信噪比；

根据所述每根天线对应的信号质量传输参数，确定所述多根天线中的目标天线，以使所述无人机使用所述目标天线发送数据信号。
根据权利要求17所述的控制终端，其特征在于，每根天线对应一个标识，当前发送所述探测参考信号的天线的标识通过所述探测参考信号的子帧号对天线数量进行取余计算得到。
根据权利要求17或18所述的控制终端，其特征在于，所述处理器还用于：

将所述目标天线对应的标识发送给所述无人机。
根据权利要求19所述的控制终端，其特征在于，所述将所述目标天线对应的标识发送给所述无人机之后，所述处理器还用于：

接收所述无人机发送的当前工作天线的标识；或者

接收所述无人机发送的确认信息，所述确认信息用于指示所述无人机成功接收所述目标天线对应的标识。
根据权利要求17所述的控制终端，其特征在于，所述多根天线包括至少一根用于发送数据信号的工作天线，以及除所述工作天线之外的至少一根空闲天线。
根据权利要求21所述的控制终端，其特征在于，所述处理器用于根据所述每根天线对应的信号质量传输参数、确定所述多根天线中的目标天线时，具体用于：

基于每根天线接收到的所述探测参考信号对应的信噪比确定目标分值；

当所述目标分值大于预设分值，确定所述空闲天线的接收信号功率与所述工作天线的接收信号功率的功率差值；

基于所述功率差值从所述空闲天线中确定所述目标天线。
根据权利要求22所述的控制终端，其特征在于，所述处理器用于基于所述功率差值从所述空闲天线中确定所述目标天线时，具体用于：

当最大功率差值超过第一预设阈值，则选择所述最大功率差值对应的空闲天线作为所述目标天线。
根据权利要求22所述的控制终端，其特征在于，所述处理器用于基于所述功率差值从所述空闲天线中确定所述目标天线时，具体用于：

将所述功率差值乘以各自对应的权重，得到目标功率差值；

当所述目标功率差值超过第二预设阈值，则选择所述最大目标功率差值对应的空闲天线作为所述目标天线。
根据权利要求24所述的控制终端，其特征在于，所述权重基于所述空闲天线在当前辐射径方向上的辐射收发增益确定，所述辐射收发增益基于所述无人机当前相对于所述控制终端的位置信息、姿态信息和所述空闲天线的辐射方向图信息计算得到。
根据权利要求23或24所述的控制终端，其特征在于，所述第一预设阈值或所述第二预设阈值基于所述空闲天线对应的信噪比确定。
根据权利要求22所述的控制终端，其特征在于，所述处理器还用于：

若所述目标分值小于预设阈值，则确定所述无人机当前相对于所述控制终端的位置信息和姿态信息，根据所述位置信息、所述姿态信息、所述多根天线的辐射方向图信息计算所述多根天线在当前辐射径方向上的辐射收发增益；

选择所述辐射收发增益超过预设增益阈值的天线作为所述目标天线。
根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述处理器用于基于每根天线接收到的所述探测参考信号对应的信噪比确定目标分值时，具体用于：

根据预设周期内每根天线接收到的所述探测参考信号对应的信噪比确定用于评价每根天线传输质量的第一分值；

在所述预设周期内累计每根天线对应的第一分值得到所述目标分值。
根据权利要求17-28任一项所述的控制终端，其特征在于，所述处理器用于根据所述每根天线对应的信号质量传输参数确定所述多根天线中的目标天线之前，还用于：

当检测到当前噪声干扰满足指定条件时，则舍弃当前发送所述探测参考信号的天线对应的信号质量传输参数；或

舍弃当前周期内所有天线对应的质量传输参数。
根据权利要求29所述的控制终端，其特征在于，所述指定条件包括：

所述天线对应的当前噪声功率测量值与所述噪声功率平滑值的差值大于预设噪声功率阈值，且所述信噪比小于预设信噪比阈值。
根据权利要求17-30任一项所述的控制终端，其特征在于，所述接收信号功率包括对当前接收信号功率进行平滑处理得到的接收信号功率平滑值。
一种无人机，其特征在于，所述无人机包括处理器、存储器以及存储在所述存储器所述处理器可执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现以下步骤：

按照预设的天线轮替顺序向所述无人机的控制终端发送探测参考信号，以使所述控制终端根据从每根天线接收到的所述探测参考信号，确定所述每根天线对应的信号质量传输参数，所述信号质量传输参数包括从所述每根天线接收到的所述探测参考信号对应的接收信号功率和信噪比，以及根据所述每根天线对应的信号质量传输参数确定所述多根天线中的目标天线；

使用所述目标天线发送数据信号。