中转通信设备、机巢、控制系统及中转通信方法
文献发布时间:2023-06-19 09:30:39
技术领域
本申请涉及通信技术领域,尤其涉及一种中转通信设备、无人飞行器机巢、无人飞行器控制系统及中转通信方法。
背景技术
无人机等无人飞行器近些年来逐步被用到行业巡线类应用当中,比如边境线巡线,电力巡线,石油巡线等。相比人工巡线,采用无人机等无人飞行器巡线方式能够大大提高作业效率,提升生产力。
无人机巡线采用无人机机巢(简称机巢)的方式是:不作业时,无人机被停放在机巢中封闭起来。作业时,控制中心远程控制或手动控制机巢的顶盖打开,指挥无人机自动起飞,执行巡线任务。作业结束时,无人机返回,机巢的顶盖自动打开或被手动控制打开,无人机降落在机巢中,顶盖合上。上述环节,无人机在机巢中和在机巢外,都有无线连接需求。有两种可能出现的安装方式:1)将无人机的无线电接收机及天线安装在机巢内。无人机在机巢里,无线信号非常好,获取离线数据很高效。2)将无人机的无线电接收机及天线安装在机巢外。无人机在机巢外时,无遮挡无线信号非常好。
但是,上述第一种安装方式,当无人机在机巢外时,由于机巢壁的遮挡,无线信号微弱。上述第二种安装方式,当无人机在机巢里时,由于机巢壁的遮挡,无线信号严重下降。
发明内容
基于此,本申请提供一种中转通信设备、无人飞行器机巢、无人飞行器控制系统及中转通信方法,旨在为解决现有无线电接收机及天线安装方式无法兼顾无人飞行器机巢内外的无线信号的技术问题。
第一方面,本申请提供了一种中转通信设备,包括:
第一天线,设置在第一空间内,所述第一空间能够被封闭成为封闭状态或解除封闭状态;
第二天线,设置在第二空间内,所述第一空间位于所述第二空间内;
无线电接收机,在控制指令下所述无线电接收机能够与所述第一天线或所述第二天线建立通信连接,能够通过所述第一天线接收处于封闭状态的所述第一空间内的无线信号,或通过所述第二天线接收所述第二空间内的无线信号。
第二方面,本申请提供了一种无人飞行器机巢,所述无人飞行器机巢位于中转通信设备的第一空间内,所述中转通信设备包括:
第一天线,设置在所述第一空间内,所述第一空间能够被封闭成为封闭状态或解除封闭状态;
第二天线,设置在第二空间内,所述第一空间位于所述第二空间内;
无线电接收机,在控制指令下所述无线电接收机能够与所述第一天线或所述第二天线建立通信连接,能够通过所述第一天线接收处于封闭状态的所述第一空间内的无线信号,或通过所述第二天线接收所述第二空间内的无线信号。
第三方面,本申请提供了一种无人飞行器控制系统,所述系统包括:中转通信设备、无人飞行器机巢、无人飞行器以及控制中心;
所述无人飞行器机巢位于所述中转通信设备的第一空间内,用于停放所述无人飞行器;
所述控制中心能够与所述中转通信设备、所述无人飞行器机巢以及所述无人飞行器建立通信连接,并能够发出控制指令;
所述中转通信设备包括:
第一天线,设置在第一空间内,所述第一空间能够被封闭成为封闭状态或解除封闭状态;
第二天线,设置在第二空间内,所述第一空间位于所述第二空间内;
无线电接收机,在所述控制指令下所述无线电接收机能够与所述第一天线或所述第二天线建立通信连接,能够通过所述第一天线接收所述无人飞行器处于封闭状态的所述第一空间内的无线信号,或通过所述第二天线接收所述无人飞行器处于所述第二空间内的无线信号。
第四方面,本申请提供了一种中转通信方法,所述方法适用于上述的无人飞行器控制系统,所述方法包括:
当所述控制中心确定所述无人飞行器在所述第一空间内或所述第二空间内时,发送控制指令;
在所述控制指令下,所述无线电接收机与所述第一天线或所述第二天线建立通信连接,以通过所述第一天线或所述第二天线接收所述无人飞行器在所述第一空间内或所述第二空间内的无线信号。
本申请实施例提供了一种中转通信设备、无人飞行器机巢、无人飞行器控制系统及中转通信方法,中转通信设备除了包括无线电接收机和第一天线外,还包括第二天线,第一天线和第二天线分别安装在第一空间内和第二空间内(即第一空间外),根据控制指令无线电接收机能够与第一天线或第二天线建立通信连接,从而能够通过第一天线接收处于封闭状态的第一空间内的无线信号,或通过第二天线接收第二空间内(即第一空间外)的无线信号。通过这种方式,能够为兼顾第一空间内外的无线信号提供技术支持;在实际应用中,根据实际情况,利用控制指令使无线电接收机与第一天线(安装在第一空间内)或第二天线(安装在第一空间外)建立通信连接,从而能够兼顾第一空间内外的无线信号,使第一空间内外的无线信号均能够满足需求。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本申请。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例技术方案,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是本申请中转通信设备一实施例的结构示意图;
图2是本申请中转通信设备另一实施例的结构示意图;
图3是本申请中转通信设备又一实施例的结构示意图;
图4是本申请中转通信设备又一实施例的结构示意图;
图5是本申请无人飞行器控制系统一实施例的结构示意图;
图6是本申请中转通信方法一实施例的流程示意图;
图7是本申请中转通信方法另一实施例的流程示意图;
图8是本申请中转通信方法又一实施例的流程示意图;
图9是本申请中转通信方法又一实施例的流程示意图。
主要元件及符号说明:
100、中转通信设备;
1、第一天线;2、第二天线;3、无线电接收机;31、防水装置;
4、无线切换模组;10、第一空间;20、第二空间;
200、控制中心;300、无人飞行器机巢;301、顶盖;
400、无人飞行器。
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。
附图中所示的流程图仅是示例说明,不是必须包括所有的内容和操作/步骤,也不是必须按所描述的顺序执行。例如,有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并,因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
现有无线电接收机及天线安装方式,或者将无人飞行器的无线电接收机及天线安装在无人飞行器机巢内;当无人飞行器在无人飞行器机巢外时,由于无人飞行器机巢壁的遮挡,无线信号微弱,导致无人飞行器无法飞太远。或者将无人飞行器的无线电接收机及天线安装在无人飞行器机巢外;当无人飞行器在无人飞行器机巢里时,由于无人飞行器机巢壁的遮挡,无线信号严重下降;需要通过无线电接收机获取无人飞行器拍摄的原始传感器数据的时候,由于无线信号严重下降空口速率很低,导致获取原始传感器数据需要耗费大量的时间,严重影响系统的效率。因此,上述两种安装方式无法兼顾无人飞行器机巢内外的无线信号。本申请实施例中除了包括无线电接收机和第一天线外,还包括第二天线,第一天线和第二天线分别安装在第一空间内和第二空间内(即第一空间外),根据控制指令无线电接收机能够与第一天线或第二天线建立通信连接,从而能够通过第一天线接收处于封闭状态的第一空间内的无线信号,或通过第二天线接收第二空间内(即第一空间外)的无线信号。通过这种方式,能够为兼顾第一空间内外的无线信号提供技术支持;在实际应用中,根据实际情况,利用控制指令使无线电接收机与第一天线(安装在第一空间内)或第二天线(安装在第一空间外)建立通信连接,从而能够兼顾第一空间内外的无线信号,使第一空间内外的无线信号均能够满足需求。当本申请的安装方式应用在上述无人飞行器自动化巡线并配备无人飞行器机巢的场景中时,能够同时满足无人飞行器自动化巡线的两个重要需求:1)能够和作业中的无人飞行器保持无线连接,以最大化作业半径;2)无人飞行器返回无人飞行器机巢后,能够与无人飞行器建立高质量的无线连接,以获取无人飞行器的原始传感器数据。
下面结合附图,对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
参见图1,图1是本申请中转通信设备一实施例的结构示意图,该中转通信设备包括:第一天线1、第二天线2以及无线电接收机3。
本申请实施例包括第一天线1、第二天线2,第一天线1设置在第一空间10内,第二天线2设置在第二空间20内(第一空间10位于第二空间20内,即第二天线2设置在第一空间10外)。其中,第一空间10能够被封闭成为封闭状态或解除封闭状态。
天线是一种变换器,它把传输线上传播的导行波,变换成在无界媒介(通常是自由空间)中传播的电磁波,或者进行相反的变换。在无线电设备中天线是用来发射或接收电磁波的部件。无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统,凡是利用电磁波来传递信息的,都依靠天线来进行工作。此外,在用电磁波传送能量方面,非信号的能量辐射也需要天线。一般天线都具有可逆性,即同一副天线既可用作发射天线,也可用作接收天线。同一天线作为发射或接收的基本特性参数是相同的。
在本实施例中,对第一天线1和第二天线2的结构不做限定,对第一天线1和第二天线2采用有源天线和/或采用无源天线不做限定,通过这种方式,能够扩大本申请实施例选择天线的范围,扩大适用性范围。具体地,第一天线1包括有源天线或无源天线;和/或,第二天线2包括有源天线或无源天线。有源天线含有有源元件(如电子管、晶体管、集成电路等)构成,结构复杂,必需外加电源才能工作;而且有源天线内安装一个内置的低噪声放大器,来降低随后的电缆等损耗对信噪比的影响,能够提高灵敏度,降低信噪比。无源天线仅用无源元件(如导线、电感、电容、电阻等)构成,结构简单,无需外加电源就能工作;无源天线不含低噪声放大器,从无源天线到无线电接收机的电缆长度一般不超过1m。
在控制指令下,无线电接收机3或者与第一天线1建立通信连接,通过第一天线1接收处于封闭状态的第一空间10内的无线信号;无线电接收机3或者与第二天线2建立通信连接,通过第二天线2接收第二空间20内(即第一空间外)的无线信号。无线电接收机3或者与第一天线1建立通信连接,或者与第二天线2建立通信连接的实现方式很多,可以是最简单原始的手工方式,也可以是自动控制方式。例如:当需要无线电接收机3与第一天线1建立通信连接时,可以手工或自动控制关闭第二天线2的电源,使第二天线2不能正常工作;当需要无线电接收机3与第二天线2建立通信连接时,可以手工或自动控制关闭第一天线1的电源,使第一天线1不能正常工作。或者,当需要无线电接收机3与第一天线1建立通信连接时,可以手工或自动控制关闭无线电接收机3与第二天线1之间的通信连接;当需要无线电接收机3与第二天线2建立通信连接时,可以手工或自动控制关闭无线电接收机3与第一天线1之间的通信连接。
在本实施例中,对控制指令的发送主体不做限定。控制指令是指用于使无线电接收机3或者与第一天线1建立通信连接,或者与第二天线2建立通信连接的指令。控制指令可以是除本申请实施例中转通信设备之外的第三方(例如:控制中心等等)发送,也可以是本申请实施例中转通信设备本身(例如无线电接收机3主动发送)发送。通过这种方式,能够使中转通信设备作为一个独立设备发挥作用,也能够使中转通信设备作为一个被控设备与其他设备一起共同发挥作用。
本申请实施例中除了包括无线电接收机3和第一天线1外,还包括第二天线2,第一天线1和第二天线2分别安装在第一空间10内和第二空间20内(即第一空间10外),根据控制指令无线电接收机3能够与第一天线1或第二天线2建立通信连接,从而能够通过第一天线1接收处于封闭状态的第一空间10内的无线信号,或通过第二天线2接收第二空间20内(即第一空间10外)的无线信号。通过这种方式,能够为兼顾第一空间10内外的无线信号提供技术支持;在实际应用中,根据实际情况,利用控制指令使无线电接收机3与第一天线1(安装在第一空间10内)或第二天线2(安装在第一空间10外)建立通信连接,从而能够兼顾第一空间10内外的无线信号,使第一空间10内外的无线信号均能够满足需求。
需要说明的是,无线电接收机3的设置位置不做限定,通过这种方式,能够使无线电接收机3的设置较为灵活,能够根据具体的实际应用和需要来具体设置无线电接收机3。无线电接收机3可以设置在第一空间10内,也可以设置在第二空间20内。
在一实际应用中,第二空间20可能是裸露的空间,例如室外,由于天气变化会下雨;或者第二空间20可能因人工原因会喷水,等等;此时,参见图2,当无线电接收机3设置在第二空间20内时,为了防止无线电接收机3因淋雨水导致故障,通常情况下无线电接收机3还包括防水装置31。在本实施例中,防水装置31的结构以及防水装置31与无线电接收机3之间的连接关系不做限定,只要能够不影响无线电接收机3的正常功能以及能够避免无线电接收机3因淋雨水导致故障即可。例如,防水装置31可以是一个简单的防水罩,防水罩的材料可以是塑料;防水罩可以将整个无线电接收机3罩住,也可以只将无线电接收机3中不能淋雨水的部分罩住。
参见图3,在一实际应用中,无线电接收机3能够通过有线或无线方式与控制中心200连接。通过这种方式,能够使本申请实施例的中转通信设备100协助控制中心200发挥单独的中转通信设备100无法发挥的作用,从而扩大本申请实施例的中转通信设备100的应用范围。进一步,控制指令包括控制中心200发出的控制指令;通过这种方式,能够使控制中心200根据实际应用控制无线电接收机3或者与第一天线1建立通信连接,或者与第二天线2建立通信连接。需要说明的是,控制中心200的设置位置不做限定。
如上所述,无线电接收机3或者与第一天线1建立通信连接,或者与第二天线2建立通信连接的实现方式很多,可以是最简单原始的手工方式,也可以是自动控制方式。下面以在实际应用中应用较多的实现方式来具体说明无线电接收机3或者与第一天线1建立通信连接,或者与第二天线2建立通信连接。
参见图4,在一实施例中,该设备100还包括天线切换模组4,第一天线1和第二天线2能够与天线切换模组4连接,通过天线切换模组4的切换实现第一天线1和第二天线2工作状态的切换。在本实施例中,对天线切换模组4的结构、工作原理等不做限定,只要能通过天线切换模组4的切换实现第一天线1和第二天线2工作状态的切换即可。例如:天线切换模组4可以是用于天线切换的电路,也可以是天线切换开关,或者是天线切换芯片,或者是其它天线切换装置。在一实施例中,天线切换模组4包括单刀双掷开关,单刀双掷开关结构简单,价格便宜,使用广泛。
进一步,第一天线1和第二天线2通过天线切换模组4与无线电接收机3进行连接。通过这种方式,为后续的自动控制提供技术基础。例如,在一实施例中,天线切换模组4在控制指令下进行切换,使第一天线1或第二天线2与无线电接收机3建立通信连接。
参见图5,在一应用场景中,无人飞行器机巢300位于第一空间10内,无人飞行器机巢300用于停放无人飞行器400,无人飞行器机巢300设置有顶盖301,顶盖301能够关闭或打开,以使第一空间10被封闭成为封闭状态或解除封闭状态。控制中心200能够与中转通信设备、无人飞行器机巢300以及无人飞行器400建立通信连接,并能够发出控制指令。
在上述应用场景下,控制天线切换模组4的切换方式有多种方式,控制中心200可以参与控制天线切换模组4的切换,也可以不参与控制天线切换模组4的切换,通过无人飞行器机巢300和/或无人飞行器400参与控制天线切换模组4的切换。举例具体说明如下:
第一种、无人飞行器机巢300直接控制天线切换模组4的切换。具体地,无人飞行器机巢300内包括压力传感器和/或第一无人飞行器接近传感器;通过压力传感器直接(例如:包括中转通信设备100、无人飞行器机巢300共同配合的系统,控制中心200不参与匹配)控制天线切换模组4的切换,或通过第一无人飞行器接近传感器直接控制天线切换模组4的切换,或通过压力传感器和第一无人飞行器接近传感器一起直接控制天线切换模组4的切换。
其中,无人飞行器机巢300内包括压力传感器和/或第一无人飞行器接近传感器(图未示出),压力传感器和/或第一无人飞行器接近传感器能够控制天线切换模组4的切换。通过这种方式,压力传感器和/或第一无人飞行器接近传感器能够直接控制天线切换模组4的切换,能够实现中转通信设备100与无人飞行器机巢300的共同配合和协作。
第二种、无人飞行器400直接控制天线切换模组4的切换。具体地,无人飞行器400包括高度传感器,通过高度传感器直接(例如:包括中转通信设备100、无人飞行器400共同配合的系统,控制中心200不参与匹配)控制天线切换模组4的切换。
其中,无人飞行器400包括高度传感器(图未示出),高度传感器能够控制天线切换模组4的切换。通过这种方式,高度传感器能够直接控制天线切换模组4的切换,能够实现中转通信设备100与无人飞行器400的共同配合和协作。
第三种、在图5的应用场景下,控制中心200可以不通过天线切换模组4控制无线电接收机3与第一天线1或第二天线2建立通信连接,也可以通过控制天线切换模组4的切换来控制无线电接收机3与第一天线1或第二天线2建立通信连接。
此时,当控制中心200确定无人飞行器400在第一空间10内或第二空间20内时,发送控制指令;在控制指令下,无线电接收机3与第一天线1或第二天线2建立通信连接,以通过第一天线1或第二天线2接收无人飞行器400在第一空间10内或第二空间20内的无线信号。例如,控制中心200通过专门的监控设备监控无人飞行器400在第一空间10内还是在第二空间20内,据此发送控制指令,使无线电接收机3与第一天线1或第二天线2建立通信连接。
控制中心200通过控制天线切换模组4的切换来控制无线电接收机3与第一天线1或第二天线2建立通信连接,该实现方式相对来说应用范围较为广泛。即当控制中心200确定无人飞行器400在第一空间10内或第二空间20内时,发送控制指令,以控制天线切换模组4进行切换,使无线电接收机3通过第一天线1或第二天线2接收无人飞行器400在第一空间10或第二空间20内的无线信号。
下面以控制中心200通过无人飞行器机巢300和/或无人飞行器400自身检测到的信号,来控制天线切换模组4的切换为例来详细说明。这些实现方式由于直接利用无人飞行器机巢300和/或无人飞行器400自身检测到的信号,不需要其他专门监控设备,能够节省部署成本。
(1)控制中心200能够接收无人飞行器机巢300内的压力传感器和/或第一无人飞行器接近传感器的信号,进而发出控制指令,以对天线切换模组4进行切换。在本实施例中,控制中心200能够分别与无人飞行器机巢300、中转通信设备100建立通信连接。例如,在一具体应用中,无线电接收机3设置在无人飞行器机巢300内,控制中心200通过有线专网的形式与无人飞行器机巢300、中转通信设备100建立通信连接。
上述过程是:控制中心200接收无人飞行器机巢300内的压力传感器和/或第一无人飞行器接近传感器的信号;通过压力传感器和/或第一无人飞行器接近传感器的信号,确定无人飞行器400在第一空间10内或第二空间20内时,发送控制指令。
具体来说,当无人飞行器机巢300内的压力传感器的压力测量值高于第一压力设定值时,控制中心200接收压力传感器的信号,进而发出控制指令,使天线切换模组4切换到第一天线1;当无人飞行器机巢300内的压力传感器的压力测量值低于第二压力设定值时,控制中心200接收压力传感器的信号,进而发出控制指令使天线切换模组4切换到第二天线2。无人飞行器400停放在无人飞行器机巢300内时,无人飞行器400自身重力施加在压力传感器上,压力传感器的压力测量值增大;无人飞行器400未停放在无人飞行器机巢300内时,没有外在重力施加在压力传感器上,压力传感器的压力测量值减小。第一压力设定值和第二压力设定值根据具体的压力传感器的检测范围结合无人飞行器及机巢内的自重确定,一般情况下,第一压力设定值不超过压力传感器最大的检测上限,第二压力设定值不低于压力传感器最小的检测下限;第一压力设定值可以大于第二压力设定值,也可以等于第二压力设定值。
当压力传感器的压力测量值高于第一压力设定值时,说明无人飞行器400停放在无人飞行器机巢300内,无人飞行器400位于第一空间10,控制中心200接收压力传感器的信号,发出控制指令,使天线切换模组4切换到第一天线1,以保证无人飞行器400的无线信号能够被无线电接收机3通过第一空间10内的第一天线1接收。当压力传感器的压力测量值低于第二压力设定值时,说明无人飞行器400未停放在无人飞行器机巢300内,无人飞行器400位于第二空间,控制中心200接收压力传感器的信号,发出控制指令使天线切换模组4切换到第二天线2,以保证无人飞行器400的无线信号能够被无线电接收机3通过第二空间20内的第二天线2接收。
和/或,当无人飞行器机巢300内的第一无人飞行器接近传感器检测到无人飞行器400的位置时,控制中心200接收第一无人飞行器接近传感器的信号,进而发出控制指令,使天线切换模组4切换到第一天线1;当无人飞行器机巢300内的第一无人飞行器接近传感器检测不到无人飞行器400的位置时,控制中心200接收第一无人飞行器接近传感器的信号,进而发出控制指令,使天线切换模组4切换到第二天线2。无人飞行器400停放在无人飞行器机巢300内时,第一无人飞行器接近传感器能够检测到无人飞行器400的位置;无人飞行器400未停放在无人飞行器机巢300内时,第一无人飞行器接近传感器检测不到无人飞行器400的位置。
当第一无人飞行器接近传感器检测到无人飞行器400的位置时,说明无人飞行器400停放在无人飞行器机巢300内,无人飞行器400位于第一空间10,控制中心200接收第一无人飞行器接近传感器的信号,发出控制指令,使天线切换模组4切换到第一天线1,以保证无人飞行器400的无线信号能够被无线电接收机3通过第一空间10内的第一天线1接收。当第一无人飞行器接近传感器检测不到无人飞行器400的位置时,说明无人飞行器400未停放在无人飞行器机巢300内,无人飞行器400位于第二空间,控制中心200接收第一无人飞行器接近传感器的信号,发出控制指令,使天线切换模组4切换到第二天线2,以保证无人飞行器400的无线信号能够被无线电接收机3通过第二空间20内的第二天线2接收。
上述过程是:当压力传感器的压力测量值高于第一压力设定值时和/或当第一无人飞行器接近传感器检测到无人飞行器400的位置时,控制中心200接收压力传感器和/或第一无人飞行器接近传感器的信号,确定无人飞行器400在第一空间10内,发送控制指令,使天线切换模组切4换到第一天线1;当压力传感器的压力测量值低于第二压力设定值时和/或当第一无人飞行器接近传感器检测不到无人飞行器400的位置时,控制中心200接收压力传感器和/或第一无人飞行器接近传感器的信号,确定无人飞行器400在第二空间20内,发送控制指令,使天线切换模组切4换到第二天线2。
(2)控制中心200能够接收无人飞行器400的高度传感器的信号,进而发出控制指令,以对天线切换模组4进行切换。在本实施例中,控制中心200能够分别与无人飞行器400、中转通信设备100建立通信连接。例如:在一具体应用中,无线电接收机3设置在第二空间内,控制中心200通过有线专网的形式与中转通信设备100建立通信连接,通过无线方式与无人飞行器400建立通信连接。
上述过程是:控制中心200接收无人飞行器400的高度传感器的信号;通过高度传感器的信号,确定无人飞行器400在第一空间10内或第二空间20内时,发送控制指令。
具体可以是,当高度传感器的高度测量值高于第一高度设定值时,控制中心200接收高度传感器的信号,进而发出控制指令,使天线切换模组4切换到第二天线2;当高度传感器的高度测量值低于第二高度设定值时,控制中心200接收高度传感器的信号,进而发出控制指令使天线切换模组4切换到第一天线1。
上述过程是:当高度传感器的高度测量值高于第一高度设定值时,控制中心200接收高度传感器的信号,确定无人飞行器400在第二空间20内,发出控制指令,使天线切换模组4切换到第二天线2;当高度传感器的高度测量值低于第二高度设定值时,控制中心200接收高度传感器的信号,确定无人飞行器400在第一空间10内,发出控制指令,使天线切换模组4切换到第一天线1。
(3)控制中心200能够接收无人飞行器机巢300内的压力传感器和/或第一无人飞行器接近传感器的信号,也能够并行接收无人飞行器400的高度传感器的信号,据此发出控制指令,以对天线切换模组4进行切换。在本实施例中,控制中心200能够分别与无人飞行器机巢300、无人飞行器400、中转通信设备100建立通信连接。
上述过程是:控制中心200接收无人飞行器400的高度传感器发送的无人飞行器400的当前高度信息;当控制中心200通过无人飞行器400的当前高度信息确定无人飞行器400在第二空间20内时,发送控制指令,使天线切换模组4切换到第二天线2;控制中心200接收无人飞行器机巢300内的压力传感器发送的压力测量值和/或第一无人飞行器接近传感器发送的是否检测到无人飞行器400的位置信息;当控制中心200通过压力测量值和/或检测到无人飞行器400的位置确定无人飞行器400在第一空间10内时,发送控制指令,使天线切换模组4切换到第一天线1。
需要说明的是,在实际应用中,也可以通过手动控制天线切换模组4的切换。
在图5的上述应用场景下,顶盖301的关闭或打开,也存在多种实现方式。例如手动控制顶盖301进行关闭或打开,也可以通过自动控制的方式进行关闭或打开。下面举例来具体说明自动控制的方式。
(1)无人飞行器机巢300直接控制顶盖301进行关闭或打开。
在一实施例中,压力传感器和/或第一无人飞行器接近传感器能够控制顶盖301的自动关闭或打开。
和/或,无人飞行器机巢300外包括第二无人飞行器接近传感器,第二无人飞行器接近传感器能够控制顶盖301的自动关闭或打开。
(2)无人飞行器400直接控制顶盖301进行关闭或打开。
在一实施例中,高度传感器能够控制顶盖301的自动关闭或打开。
(3)控制中心200直接控制顶盖301进行关闭或打开。
在一实施例中,控制中心200能够接收压力传感器、第一无人飞行器接近传感器、第二无人飞行器接近传感中的一种或多种传感器的信号,进而发出控制指令,使顶盖301自动关闭或打开。
在另一实施例中,控制中心200能够接收高度传感器的信号,进而发出控制指令,使顶盖自动关闭或打开。
下面以上述图5的应用场景在一实际应用中的部署为例来说明。需要说明的是,图5的应用场景在实际应用中的具体部署可以根据实际情况灵活安排,在此不做限定。
第一种可能的部署方式:
无线电接收机3设置在无人飞行器机巢300内部,此时无线电接收机3可以不需要防水装置31。
第二天线2设置在无人飞行器机巢300的外部,采用的是有源天线。由于无线电接收机3和外部的第二天线2之间有好几米的距离,一般市面上的射频线材在几米的距离情况下,会有很大的信号衰减(例如:5-10dB)。如果采用无源天线的方式,那么会出现两个问题:A)无人飞行器机巢300外的第二天线2的端口所接收到的信号传输到无线电接收机3的时候,已经衰减很多,这将会影响无人飞行器400的灵敏度,无人飞行器500的实际飞行作业的最大距离将会受到影响。B)无线电接收机3发送给无人飞行器400的控制信号会先经过线缆的衰减,才通过无人飞行器机巢300外面的第二天线2发送出来,因此实际抵达无人飞行器400的上行空口信号的强度将会比原来的弱,也影响无人飞行器400的上行控制半径。
采用有源天线的方式,A)无人飞行器机巢300外第二天线2收到的信号,先经过有源天线的放大,然后经过线缆的衰减,再抵达无线电接收机3信号解调模块,那么无人飞行器400下行接收的灵敏度不会受到影响。同样的,B)无线电接收机3发送给无人飞行器400的控制信号经过线缆衰减之后,可以通过有源天线重新放大到原有的强度,因此无人飞行器400的上行控制信号的强度不会受到影响。
第一天线1设置在无人飞行器机巢300的内部,采用的是无源天线。在无人飞行器机巢300内部,无线电接收机3和第一天线1之间距离较短,因此线缆的衰减相对较小。其次,在无人飞行器机巢300内部,无人飞行器400和无线电接收机3距离较近,空口衰减较小(空口信号的衰减和距离相关,距离越大,衰减越大)。因此在无人飞行器机巢300内部,采用无源天线信号强度是足够的。另外一方面,采用无源天线可以一定程度更节省整套设备的成本。
另外一种可能的部署方式:
无线电接收机3设置在无人飞行器机巢300的外部,此时无线电接收机3需要防水装置31。
第二天线2设置在无人飞行器机巢300的外部,无人飞行器机巢300外部的无线电接收机3与第二天线2之间采用很短的线缆连接。由于第二天线2和无线电接收机3之间的线缆短,衰减较小,采用的是无源天线。
第一天线1设置在无人飞行器机巢300的内部,无人飞行器机巢300外部的无线电接收机3与无人飞行器机巢300内部的第一天线1之间采用一段较长的线缆连接。此时,可以视具体的信号强度情况而确定无人飞行器机巢300内部的第一天线1采用有源天线或者无源天线。
通过上述方式,能够同时满足无人飞行器400自动化巡线的两个重要需求:1)能够和作业中的无人飞行器400保持无线连接,以最大化作业半径;2)无人飞行器400返回无人飞行器机巢300后,能够与无人飞行器400建立高质量的无线连接,以快速获取无人飞行器400的原始传感器数据。同时,也能够尽可能节省成本。
本申请还提供一种无人飞行器机巢,该无人飞行器机巢位于中转通信设备的第一空间内。需要说明的是,该中转通信设备可以是上述任一中转通信设备,相关内容的详细说明请参见上述中转通信设备部分,在此不再赘叙。
该中转通信设备包括:第一天线,设置在第一空间内,第一空间能够被封闭成为封闭状态或解除封闭状态;第二天线,设置在第二空间内,第一空间位于第二空间内;无线电接收机,在控制指令下无线电接收机能够与第一天线或第二天线建立通信连接,能够通过第一天线接收处于封闭状态的第一空间内的无线信号,或通过第二天线接收第二空间内的无线信号。
本申请实施例中除了包括无线电接收机和第一天线外,还包括第二天线,第一天线和第二天线分别安装在第一空间内和第二空间内(即第一空间外),根据控制指令无线电接收机能够与第一天线或第二天线建立通信连接,从而能够通过第一天线接收处于封闭状态的第一空间内的无线信号,或通过第二天线接收第二空间内(即第一空间外)的无线信号。通过这种方式,能够为兼顾第一空间内外的无线信号提供技术支持;在实际应用中,根据实际情况,利用控制指令使无线电接收机与第一天线(安装在第一空间内)或第二天线(安装在第一空间外)建立通信连接,从而能够兼顾第一空间内外的无线信号,使第一空间内外的无线信号均能够满足需求。由于无人飞行器机巢位于中转通信设备的第一空间内,通过这种方式,能够兼顾无人飞行器机巢内外的无线信号,使无人飞行器机巢内外的无线信号均能够满足需求。
参见图5,本申请还提供一种无人飞行器控制系统,该系统包括:中转通信设备、无人飞行器机巢300、无人飞行器400以及控制中心200;无人飞行器机巢300位于中转通信设备的第一空间10内,用于停放无人飞行器400;控制中心200能够与中转通信设备、无人飞行器机巢300以及无人飞行器400建立通信连接,并能够发出控制指令。需要说明的是,该中转通信设备可以是上述任一中转通信设备,相关内容的详细说明请参见上述中转通信设备部分,在此不再赘叙。
中转通信设备包括:第一天线1,设置在第一空间10内,第一空间10能够被封闭成为封闭状态或解除封闭状态;第二天线2,设置在第二空间20内,第一空间10位于第二空间20内;无线电接收机3,在控制指令下无线电接收机3能够与第一天线1或第二天线2建立通信连接,能够通过第一天线1接收无人飞行器400处于封闭状态的第一空间10内的无线信号,或通过第二天线2接收无人飞行器400处于第二空间20内的无线信号。
本申请实施例中除了包括无线电接收机和第一天线外,还包括第二天线,第一天线和第二天线分别安装在第一空间内和第二空间内(即第一空间外),根据控制指令无线电接收机能够与第一天线或第二天线建立通信连接,从而能够通过第一天线接收处于封闭状态的第一空间内的无线信号,或通过第二天线接收第二空间内(即第一空间外)的无线信号。在实际应用中,根据实际情况,利用控制指令使无线电接收机与第一天线(安装在第一空间内)或第二天线(安装在第一空间外)建立通信连接,从而能够兼顾第一空间内外的无线信号,使第一空间内外的无线信号均能够满足需求。由于无人飞行器机巢位于中转通信设备的第一空间内,通过这种方式,能够兼顾无人飞行器机巢内外的无线信号,使无人飞行器机巢内外的无线信号均能够满足需求。
本申请还提供一种中转通信方法,该方法适用于如上任一项的无人飞行器控制系统,相关内容的详细说明请参见上述无人飞行器控制系统,在此不再赘叙。参见图6,该方法包括:
步骤S101:当控制中心确定无人飞行器在第一空间内或第二空间内时,发送控制指令。
步骤S102:在控制指令下,无线电接收机与第一天线或第二天线建立通信连接,以通过第一天线或第二天线接收无人飞行器在第一空间内或第二空间内的无线信号。
本申请实施例中除了包括无线电接收机和第一天线外,还包括第二天线,第一天线和第二天线分别安装在第一空间内和第二空间内(即第一空间外),当控制中心确定无人飞行器在第一空间内或第二空间内时,发送控制指令,在控制指令下,无线电接收机与第一天线或第二天线建立通信连接,以通过第一天线或第二天线接收无人飞行器在第一空间内或第二空间内的无线信号。通过这种方式,能够为兼顾第一空间内外的无线信号提供技术支持;在实际应用中,根据实际情况,利用控制指令使无线电接收机与第一天线(安装在第一空间内)或第二天线(安装在第一空间外)建立通信连接,从而能够兼顾第一空间内外的无线信号,使第一空间内外的无线信号均能够满足需求。由于无人飞行器机巢位于中转通信设备的第一空间内,通过这种方式,能够兼顾无人飞行器机巢内外的无线信号,使无人飞行器机巢内外的无线信号均能够满足需求。
在一实施例中,步骤S101,当控制中心确定无人飞行器在第一空间内或第二空间内时,发送控制指令,具体可以包括:当控制中心确定无人飞行器在第一空间内或第二空间内时,发送控制指令,以控制天线切换模组进行切换,使无线电接收机通过第一天线或第二天线接收无人飞行器在第一空间或第二空间内的无线信号。
进一步,参见图7,步骤S101中,当控制中心确定无人飞行器在第一空间内或第二空间内时,发送控制指令,还可以包括:子步骤S101a1和子步骤S101a2。
子步骤S101a1:控制中心接收无人飞行器机巢内的压力传感器和/或第一无人飞行器接近传感器的信号。
子步骤S101a2:通过压力传感器和/或第一无人飞行器接近传感器的信号,确定无人飞行器在第一空间内或第二空间内时,发送控制指令。
具体地,当压力传感器的压力测量值高于第一压力设定值时和/或当第一无人飞行器接近传感器检测到无人飞行器的位置时,控制中心接收压力传感器和/或第一无人飞行器接近传感器的信号,确定无人飞行器在第一空间内,发送控制指令,使天线切换模组切换到第一天线;当压力传感器的压力测量值低于第二压力设定值时和/或当第一无人飞行器接近传感器检测不到无人飞行器的位置时,控制中心接收压力传感器和/或第一无人飞行器接近传感器的信号,确定无人飞行器在第二空间内,发送控制指令,使天线切换模组切换到第二天线。
在一实际应用中,该方法还包括:第二无人飞行器接近传感器位于无人飞行器机巢外,当压力传感器、第一无人飞行器接近传感器及第二无人飞行器接近传感器中的一种或多种传感器发送信号时,控制顶盖自动关闭或打开。
参见图8,在另一实施例中,步骤S101中,当控制中心确定无人飞行器在第一空间内或第二空间内时,发送控制指令,具体可以包括:子步骤S101b1和子步骤S101b2。
子步骤S101b1:控制中心接收无人飞行器的高度传感器的信号。
子步骤S101b2:通过高度传感器的信号,确定无人飞行器在第一空间内或第二空间内时,发送控制指令。
具体地,当高度传感器的高度测量值高于第一高度设定值时,控制中心接收高度传感器的信号,确定无人飞行器在第二空间内,发出控制指令,使天线切换模组切换到第二天线;当高度传感器的高度测量值低于第二高度设定值时,控制中心接收高度传感器的信号,确定无人飞行器在第一空间内,发出控制指令,使天线切换模组切换到第一天线。
在另一实际应用中,该方法还包括:当无人飞行器的高度传感器发送信号时,控制顶盖自动关闭或打开。
参见图9,在又一实施例中,步骤S101中,当控制中心确定无人飞行器在第一空间内或第二空间内时,发送控制指令,具体可以包括:子步骤S101c1、子步骤S101c2、子步骤S101c3以及子步骤S101c4。
子步骤S101c1:控制中心接收无人飞行器的高度传感器发送的无人飞行器的当前高度信息。
子步骤S101c2:当控制中心通过无人飞行器的当前高度信息确定无人飞行器在第二空间内时,发送控制指令,使天线切换模组切换到第二天线。
子步骤S101c3:控制中心接收无人飞行器机巢内的压力传感器发送的压力测量值和/或第一无人飞行器接近传感器发送的是否检测到无人飞行器的位置信息。
子步骤S101c4:当控制中心通过压力测量值和/或检测到无人飞行器的位置确定无人飞行器在第一空间内时,发送控制指令,使天线切换模组切换到第一天线。
需要说明的是,子步骤S101c1和子步骤S101c3没有先后顺序关系,是并列关系。
在又一实际应用中,该方法还包括:控制中心发送控制指令,使顶盖自动关闭或打开。
应当理解,在本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。
还应当理解,在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。
以上所述,仅为本申请的具体实施例,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
- 中转通信设备、机巢、控制系统及中转通信方法
- 逻辑中转通信方法、逻辑中转服务器和逻辑中转通信系统