基于微波图传和蜂窝网络的无人机通信方法和装置与流程

本发明涉及无人机应用的技术领域，尤其是涉及一种基于微波图传和蜂窝网络的无人机通信方法和装置。

背景技术：

当前无人机的应用较为广泛，涉及农业、植保、图像采集等多种场景领域。一般来说，无人机将采集的图像等信息，进行传输，以便控制终端根据传输的图像视频等信息，控制无人机进行相应作业操作。

随着无人机的应用场景越来越复杂，现今对无人机的传输图像精度要求越来越高，但通讯网络覆盖范围较为有限，不能保证无人机作业过程中持续不断的信号接收，影响无人机的作业效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供了一种基于微波图传和蜂窝网络的无人机通信方法和装置，通过实时采集评估信号强度，切换至信号较强的通讯模式进行数据传输，以保证无人机数据传输不中断，进而保障无人机的作业效率。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于微波图传和蜂窝网络的无人机通信方法，应用于无人机设备，所述方法包括：

实时采集微波图传信号和蜂窝网络信号；

分别对所述微波图传信号和所述蜂窝网络信号进行评估，得到所述微波图传信号对应的第一信号强度和所述蜂窝网络信号对应的第二信号强度；

若所述第一信号强度与所述第二信号强度之间的信号差值超过预设信号强度阈值，则切换至所述第一信号强度与所述第二信号强度中信号强度较高的目标通讯模式进行通信。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，分别对所述微波图传信号和所述蜂窝网络信号进行评估，得到所述微波图传信号对应的第一信号强度和所述蜂窝网络信号对应的第二信号强度的步骤，包括：

通过所述无人机中的微波图传模块对所述微波图传信号进行评估，得到所述微波图传信号对应的第一信号强度；

通过所述无人机中的蜂窝网络模块对所述蜂窝网络信号进行评估，得到所述蜂窝网络信号对应的第二信号强度。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，分别对所述微波图传信号和所述蜂窝网络信号进行评估，得到所述微波图传信号对应的第一信号强度和所述蜂窝网络信号对应的第二信号强度的步骤，包括：

通过所述无人机中的微波图传模块将所述微波图传信号发送控制终端，以使所述控制终端进行评估并得到所述微波图传信号对应的第一信号强度；

通过所述无人机中的蜂窝网络模块将所述蜂窝网络信号发送控制终端，以使所述控制终端进行评估并得到所述蜂窝网络信号对应的第二信号强度，其中，所述微波图传模块和所述蜂窝网络模块不具备信号评估功能。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：

若所述第一信号强度和所述第二信号强度均在预设信号强度范围内，则保持原有的目标通讯模式进行通信。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，若所述第一信号强度与所述第二信号强度之间的信号差值超过预设信号强度阈值，则切换至所述第一信号强度与所述第二信号强度中信号强度较高的目标通讯模式进行通信的步骤之前，所述方法还包括：

根据无人机传输数据的精度要求确定出当前待选通讯模式；

基于所述当前待选通讯模式对应的信号强度，判断是否将所述当前待选通讯模式作为所述目标通讯模式，并切换至所述目标通讯模式。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：

若无人机传输数据的精度要求达到预设精度阈值，且所述第一信号强度和所述第二信号强度均在预设信号强度范围内，则切换至精度较高的微波图传通讯模式进行通信。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：

基于目标通讯模式接收的无人机传输数据，控制所述无人机相应作业操作。

第二方面，本发明实施例还提供一种基于微波图传和蜂窝网络的无人机通信装置，应用于无人机设备，所述装置包括：

采集模块，实时采集微波图传信号和蜂窝网络信号；

评估模块，分别对所述微波图传信号和所述蜂窝网络信号进行评估，得到所述微波图传信号对应的第一信号强度和所述蜂窝网络信号对应的第二信号强度；

切换模块，若所述第一信号强度与所述第二信号强度之间的信号差值超过预设信号强度阈值，则切换至所述第一信号强度与所述第二信号强度中信号强度较高的目标通讯模式进行通信。

第三方面，实施例提供一种无人机设备，包括无人机主体、存储器、处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述前述实施方式任一项所述的方法的步骤。

第四方面，实施例提供一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有机器可执行指令，所述机器可执行指令在被处理器调用和执行时，机器可执行指令促使处理器实现前述实施方式任一项所述的方法的步骤。

本发明实施例带来了一种基于微波图传和蜂窝网络的无人机通信方法和装置，基于实时采集到的微波图传信号以及蜂窝网络信号，分别对两者的信号强度进行评估，将两者的第一信号强度和第二信号强度进行比对，若两者的信号强度差异较大，超过预先设置的信号强度阈值，则认为其中信号强度较高的那个通讯模式的效果较好，将该通讯模式确定为目标通讯模式，并将无人机当前的通讯模式切换至该目标通讯模式，在无人机作业过程中，可实时进行上述切换过程，保证无人机当前的通讯模式均是信号强度较优的，进而不会出现数据传输中断，导致无人机作业效率较低的问题。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术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发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的一种基于微波图传和蜂窝网络的无人机通信方法流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种基于微波图传和蜂窝网络的无人机通信装置的功能模块示意图；

图3为本发明实施例提供的电子设备的硬件架构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明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。

当前的无人机在作业过程中，经常会出现传输数据中断的情况，控制终端无法根据该相应的传输数据控制无人机呈现对应的操作，以至于无人机作业中断，导致无人机作业效率较低。

经发明人研究发现，现有的无人机一般可采用微波图传的通信方式，无人机操作员在视距范围的地面端进行遥控，或采用4g/5g的蜂窝通信方式，可以在远程进行控制和观看实时视频，又或通过微波图传方式的传输带宽大，传输精度要求较高的数据，如传输清晰的视频数据，但其传输距离近，受遮挡后容易断联；4g蜂窝网络虽然可以远距离控制，但是带宽有限，传输的实时视频清晰度低，并且在信号覆盖差的地区，易断联；5g虽然可以传输大带宽视频信号，但是覆盖范围不足，而且工业级5g芯片尚不成熟。

基于此，本发明实施例提供的一种基于微波图传和蜂窝网络的无人机通信方法和装置，通过实时采集评估信号强度，切换至信号较强的通讯模式进行数据传输，以保证无人机数据传输不中断，进而保障无人机的作业效率。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种基于微波图传和蜂窝网络的无人机通信方法进行详细介绍。

图1为本发明实施例提供的一种基于微波图传和蜂窝网络的无人机通信方法流程示意图。

参照图1，基于微波图传和蜂窝网络的无人机通信方法，应用于无人机设备，该方法主要包括以下步骤：

步骤s102，实时采集微波图传信号和蜂窝网络信号。

本发明实施例采用相应基站等敷设设备，将微波、蜂窝网络覆盖至一定范围。示例性地，可通过无人机的微波图传模块对微波图传信号进行采集，蜂窝网络模块对该蜂窝网络信号实现采集。

其中，微波图传可以理解为通过微波技术实现的图像等数据的无线传输方式。

步骤s104，分别对微波图传信号和蜂窝网络信号进行评估，得到微波图传信号对应的第一信号强度和蜂窝网络信号对应的第二信号强度。

可以理解的是，此处分别对微波图传信号和蜂窝网络信号的信号强度进行评估。

步骤s106，若第一信号强度与第二信号强度之间的信号差值超过预设信号强度阈值，则切换至第一信号强度与第二信号强度中信号强度较高的目标通讯模式进行通信。

需要说明的是，将第一信号强度与第二信号强度中信号强度较高的通讯模式作为目标通讯模式，并切换至该目标通讯模式，例如，若第一信号强度与第二信号强度之间差值超过预设信号强度阈值，此时第一信号强度高于第二信号强度，则第一信号强度对应的微波图传模式具有更好的效果，则将该微波图传模式作为目标通讯模式，并切换至该方式，若第二信号强度高于第一信号强度，则与上述过程类似，在此不再赘述。

需要说明的是，微波图传信号和蜂窝网络信号两者的信号强度可统一使用参考信号接收功率(referencesignalreceivingpower，rsrp)来表示，一般其范围在-105dbm到-65dbm。作为一种可选的实施例，预设信号强度阈值为2dbm，如果两者信号强度相差大于2dbm，则切换成较好的传输方式。

在实际应用的优选实施例中，基于实时采集到的微波图传信号以及蜂窝网络信号，分别对两者的信号强度进行评估，将两者的第一信号强度和第二信号强度进行比对，若两者的信号强度差异较大，超过预先设置的信号强度阈值，则认为其中信号强度较高的那个通讯模式的效果较好，将该通讯模式确定为目标通讯模式，并将无人机当前的通讯模式切换至该目标通讯模式，在无人机作业过程中，可实时进行上述切换过程，保证无人机当前的通讯模式均是信号强度较优的，进而不会出现数据传输中断，导致无人机作业效率较低的问题。

在一些实施例中，步骤s104还可通过以下步骤实现：

步骤1.1)，通过所述无人机中的微波图传模块对所述微波图传信号进行评估，得到所述微波图传信号对应的第一信号强度。

步骤1.2)，通过所述无人机中的蜂窝网络模块对所述蜂窝网络信号进行评估，得到所述蜂窝网络信号对应的第二信号强度。

本发明实施例通过无人机设备中装配的微波图传模块以及蜂窝网络模块分别对其各自的信号强度进行评估，后续再将评估后的信号强度结果发送给控制终端，实现后续操作，节省控制终端的计算能力。

在另一些实施例中，步骤s104还可通过以下步骤实现：

步骤2.1)，通过所述无人机中的微波图传模块将所述微波图传信号发送控制终端，以使所述控制终端进行评估并得到所述微波图传信号对应的第一信号强度；

步骤2.2)，通过所述无人机中的蜂窝网络模块将所述蜂窝网络信号发送控制终端，以使所述控制终端进行评估并得到所述蜂窝网络信号对应的第二信号强度，其中，所述微波图传模块和所述蜂窝网络模块不具备信号评估功能。

在实际应用的场景中，为了提高信号传输的可靠性，控制终端可能会再次对微波图传模块以及蜂窝网络模块发送的相应信号的信号强度进行评估，保证信号强度的识别评估结果更加准确，本发明实施例选用不具备评估信号强度的微波图传模块以及蜂窝网络模块设置在无人机设备中，节省成本。

在一些实施例中，为了节省无人机的电量或控制终端的资源，并不期望对无人机进行频繁的切换操作，因此，上述方法还包括：

步骤3.1)，若所述第一信号强度和所述第二信号强度均在预设信号强度范围内，则保持原有的目标通讯模式进行通信。

这里，需要说明的是，步骤s106也可以理解为，第一信号强度和第二信号强度在超出预设信号强度范围后，且两者信号强度差超过预设信号强度阈值，则切换至两者信号强度较高的该通讯模式。

在一些实施例中，在步骤s106之前，上述方法还包括：

步骤4.1)，根据无人机传输数据的精度要求确定出当前待选通讯模式；

其中，由于精度要求较高的图像或视频数据，需要占用较大的传输带宽，因此，可优先选择微波图传通讯模式作为当前待选通讯模式。若传输数据对精度要求较为一般，可将蜂窝网络通讯模式作为当前待选通讯模式。

步骤4.2)，基于所述当前待选通讯模式对应的信号强度，判断是否将所述当前待选通讯模式作为所述目标通讯模式，并切换至所述目标通讯模式。

示例性地，再对当前待选通讯模式的信号强度的水平进行估计，以判断出最终进行切换的目标通讯模式。按照前述实施例的过程，可判断该当前待选通讯模式的信号强度是否在预设信号强度范围内；若存在，则将该当前待选通讯模式确定为目标通讯模式，并切换至该目标通讯模式；若不存在，则将当前待选通讯模式与余下的通讯模式(若当前待选通讯为微波图传，则余下的通讯模式为蜂窝网络，反之亦然)的信号强度进行比对，选择其中信号强度较高的通讯模式作为目标通讯模式。可以理解，与能够满足传输精度要求相比，更优先于保证通讯信号的传输不中断。

作为一种可选的实施例，工作人员为了保证传输信号不中断的情况下，对传输数据精度要求也较高时，上述方法还包括：

步骤5.1)，若无人机传输数据的精度要求达到预设精度阈值，且所述第一信号强度和所述第二信号强度均在预设信号强度范围内，则切换至精度较高的微波图传通讯模式进行通信。

在一些实际应用过程中，上述方法还包括以下步骤：

步骤6.1)，基于目标通讯模式接收的无人机传输数据，控制所述无人机相应作业操作。

其中，控制终端可依据该目标通讯模式接收到的传输数据，控制无人机进行飞行到相应位置、图像采集或农药喷洒等等操作。该控制终端可为工作人员的智能终端、地面站控制终端或集成于控制终端中的控制设备等等，能够实现本发明实施例中的控制功能即可，在此并不做限制。

本发明实施例将微波图传和蜂窝4g/5g网络相结合，无人机同时具备图传和4g/5g通信的能力；根据信号强度来自适应的选择合适的通信方式进行数据和图像的传输。作为一种可选的实施例，可优先使用微波图传通信，保证传输高清晰度视频数据，当无人机飞出微波图传范围或者由于物理遮挡导致微波图传传输受阻时，此时微波图传信号强度会变低，自动切换到4g/5g蜂窝网络通讯模式，并且传输的清晰度自适应的下降，以满足4g/5g通信带宽的要求，保证传输数据的持续性。

此外，本发明实施例通过联合使用4g/5g蜂窝网络和微波图传，保障了无人机信号的正常传输，还拓展了无人机的作业范围，不仅吸收高清图传视距范围内高清图传的优点，而且利用了蜂窝网络不受距离限制的特点，从而提高了无人机的利用价值。

如图2所示，本发明实施例提供一种基于微波图传和蜂窝网络的无人机通信装置，应用于无人机设备，所述装置包括：

采集模块，实时采集微波图传信号和蜂窝网络信号；

评估模块，分别对所述微波图传信号和所述蜂窝网络信号进行评估，得到所述微波图传信号对应的第一信号强度和所述蜂窝网络信号对应的第二信号强度；

切换模块，若所述第一信号强度与所述第二信号强度之间的信号差值超过预设信号强度阈值，则切换至所述第一信号强度与所述第二信号强度中信号强度较高的目标通讯模式进行通信。

本发明实施例提供的基于微波图传和蜂窝网络的无人机通信装置，能够通过对微波图传信号和蜂窝网络信号的实时监控，实现对较高信号强度通讯模式的切换，以保证无人机作业过程中，数据传输不中断，无人机作业效率较高。

本发明实施例提供的用于实现一种电子设备，本实施例中，所述电子设备可以是，但不限于，个人电脑(personalcomputer，pc)、笔记本电脑、监控设备、服务器等具备分析及处理能力的计算机设备。

作为一种示范性实施例，可参见图3，电子设备110，包括通信接口111、处理器112、存储器113以及总线114，处理器112、通信接口111和存储器113通过总线114连接；上述存储器113用于存储支持处理器112执行上述图像锐化方法的计算机程序，上述处理器112被配置为用于执行该存储器113中存储的程序。

本文中提到的机器可读存储介质可以是任何电子、磁性、光学或其它物理存储装置，可以包含或存储信息，如可执行指令、数据，等等。例如，机器可读存储介质可以是：ram(radomaccessmemory，随机存取存储器)、易失存储器、非易失性存储器、闪存、存储驱动器(如硬盘驱动器)、任何类型的存储盘(如光盘、dvd等)，或者类似的存储介质，或者它们的组合。

非易失性介质可以是非易失性存储器、闪存、存储驱动器(如硬盘驱动器)、任何类型的存储盘(如光盘、dvd等)，或者类似的非易失性存储介质，或者它们的组合。

可以理解的是，本实施例中的各功能模块的具体操作方法可参照上述方法实施例中相应步骤的详细描述，在此不再重复赘述。

本发明实施例所提供计算机可读存储介质，所述可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序代码被执行时可实现上述任一实施例所述的基于微波图传和蜂窝网络的无人机通信方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。