一种基于飞行航线的无人机基站筛选方法及系统与流程

1.本发明涉及无人机通信技术领域，具体地说，涉及一种基于飞行航线的无人机基站筛选方法及系统。


背景技术：

2.在无人机运用于大区域的巡检时，仅依靠遥控器难以保证信号的稳定传输，目前大多是通过在飞行区域内部署大量的中继基站，通过组网形成更大范围的通信网格，实现对无人机的控制信号的覆盖范围。
3.目前基于中继基站的信号拓展方式中，在无人机的巡航中，所有中继基站均会保持开启状态，该种会导致整体能耗的上升；尤其是，会在无人机的飞行航线处形成多个不同中继基站的信号重叠区域，这会导致无人机在飞行过程中会频繁地在不同中继基站间进行信号连接的切换，故反而会影响无人机与中继基站间的通信稳定性。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种基于飞行航线的无人机基站筛选方法，其能够克服现有中继基站在无人机飞行过程中因需要全部开启而导致的如资源浪费等问题，通过预先沿飞行航线选取中继基站的方式，较好地降低了能耗、保证了信号连接的稳定性。
5.根据本发明的一种基于飞行航线的无人机基站筛选方法，其具有如下流程：
6.获取飞行航线的空间位置信息及所有中继基站的空间位置信息，进而获取所有中继基站与飞行航线的空间距离信息；
7.建立中继基站的筛选条件；
8.基于所建立的筛选条件及距离信息，选取所需开启的中继基站。
9.通过上述方法使得，能够在飞行航线规划完成后，即可实现沿飞行航线对中继基站的选取，故而使得无人机在沿飞行航线实际执飞的期间，仅需开启筛选出的中继基站即可，而不再需要开启所有中继基站，故而能够较佳地降低能耗，且能够有效地降低无人机在沿飞行航线持续飞行过程中，所需切换中继基站的次数，进而能够较佳地降低信号干扰，提升通信的稳定性。
10.作为优选，飞行航线的空间位置信息包括航点的空间坐标，在飞行航线前进方向上的第一个航点为起飞点；
11.空间距离信息包括所有中继基站与起飞点的第一空间距离，筛选条件包括用于筛选出与起飞点对应的中继基站的第一筛选条件，第一筛选条件包括选取第一空间距离最小的对应中继基站。
12.基于此种手段使得，能够有效地实现对第一个中继基站的选取。
13.作为优选，第一筛选条件还包括第一阈值，第一筛选条件包括选取第一空间距离最小且满足第一阈值的对应中继基站。故而能够较佳地基于预设的第一阈值实现对对应中继基站的选取。
14.作为优选，飞行航线的空间位置信息包括航点的空间坐标，在飞行航线前进方向上的最后一个航点为降落点；
15.空间距离信息包括所有中继基站与降落点的第二空间距离，筛选条件包括用于筛选出与降落点对应的中继基站的第二筛选条件，第二筛选条件包括选取第二空间距离最小的对应中继基站。基于此种手段使得，能够有效地实现对第最后一个中继基站的选取。
16.作为优选，第二筛选条件还包括第二阈值，第二筛选条件包括选取第二空间距离最小且满足第二阈值的对应中继基站。故而能够较佳地基于预设的第二阈值实现对对应中继基站的选取。
17.作为优选，飞行航线的空间位置信息包括航点的空间坐标，位于在飞行航线前进方向上的第一个与最后一个航点之间的航点为中间航点；
18.空间距离信息包括相关中继基站与以当前中间航点为终点的航段间的第三空间距离，筛选条件包括用于筛选出与当前中间航点对应的中继基站的第三筛选条件，第三筛选条件包括选取第三空间距离最小的对应中继基站。
19.基于此种手段使得，能够有效地实现对中间的中继基站的选取。
20.作为优选，第三筛选条件还包括第三阈值，第三筛选条件包括选取第三空间距离最小且满足第三阈值的对应中继基站。故而能够较佳地基于预设的第三阈值实现对对应中继基站的选取。
21.作为优选，所述相关中继基站基于下述规则自所有中继基站中选取，
22.在以当前中间航点为终点的航段中选取基准点，以所有中继基站中与该基准点的距离不超过第四阈值的中继基站作为所述相关中继基站。通过该种方式，能够较佳地缩小供筛选的中继基站的范围，进而能够有效地降低计算量，使得整体方法能够更为快速地被执行。
23.作为优选，基准点基于下述规则获取，
24.获取与当前中间航点的上一航点所对应的中继基站与该对应的中继基站在飞行航线前进方向上最相邻的中继基站的相邻基站距离；
25.以距离当前中间航点的上一航点的距离为相邻基站距离一半的点作为基准点。
26.通过上述，能够较佳地基于对应相邻中继基站间的距离，作为下一中继基站的选取的条件之一，通过该种手段，能够有效地在全局上保证每个中继基站均能够提高较好的通信信号强度，且能够有效地规避信号盲区。
27.本发明还提供了一种基于飞行航线的无人机基站筛选系统，其包括，至少一个处理器，以及
28.存储器，所述存储器与所述处理器通信连接，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行任一上述的方法。
29.故而能够较佳地实现上述的方法。
附图说明
30.图1为实施例1中的无人机基站筛选方法的示意图。
具体实施方式
31.为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。应当理解的是，实施例仅仅是对本发明进行解释而并非限定。
32.实施例1
33.见于图1，本实施例提供了一种基于飞行航线的无人机基站筛选方法，其具有如下流程：
34.获取飞行航线的空间位置信息及所有中继基站的空间位置信息，进而获取所有中继基站与飞行航线的空间距离信息；
35.建立中继基站的筛选条件；
36.基于所建立的筛选条件及距离信息，选取所需开启的中继基站。
37.通过上述方法使得，能够在飞行航线规划完成后，即可实现沿飞行航线对中继基站的选取，故而使得无人机在沿飞行航线实际执飞的期间，仅需开启筛选出的中继基站即可，而不再需要开启所有中继基站，故而能够较佳地降低能耗，且能够有效地降低无人机在沿飞行航线持续飞行过程中，所需切换中继基站的次数，进而能够较佳地降低信号干扰，提升通信的稳定性。
38.其中，通过以距离信息作为筛选条件之一，能够较佳地保证所选取的中继基站能够较佳地提供足够的通信强度。
39.本实施例中，飞行航线的空间位置信息能够包括例如航点的空间坐标，在飞行航线前进方向上的第一个航点为起飞点；
40.空间距离信息包括所有中继基站与起飞点的第一空间距离，筛选条件包括用于筛选出与起飞点对应的中继基站的第一筛选条件，第一筛选条件包括选取第一空间距离最小的对应中继基站。
41.基于此种手段使得，能够有效地实现对第一个中继基站的选取。
42.本实施例中，第一筛选条件还包括第一阈值，第一筛选条件包括选取第一空间距离最小且满足第一阈值的对应中继基站。故而能够较佳地基于预设的第一阈值实现对对应中继基站的选取。
43.尤其是，考虑到无人机是由地面起飞，故起飞点的地势较低，该较低的地势使得中继基站与起飞点间的信号可能会被较大的遮挡，故第一阈值的取值不宜过大。在一个具体的实施例中，第一阈值能够取1km。
44.可以理解的是，由于第一阈值的取值较小，故所部署的所有中继基站中可能会不存在满足该第一阈值的对应中继基站；此时，能够通过在起飞点处搭设临时中继基站解决。
45.本实施例中，在飞行航线前进方向上的最后一个航点为降落点；
46.空间距离信息包括所有中继基站与降落点的第二空间距离，筛选条件包括用于筛选出与降落点对应的中继基站的第二筛选条件，第二筛选条件包括选取第二空间距离最小的对应中继基站。基于此种手段使得，能够有效地实现对第最后一个中继基站的选取。
47.本实施例中，第二筛选条件还能够包括例如第二阈值，第二筛选条件包括选取第二空间距离最小且满足第二阈值的对应中继基站。故而能够较佳地基于预设的第二阈值实现对对应中继基站的选取。
48.同理，考虑到无人机降落于地面处，故降落点的地势较低，该较低的地势使得中继
基站与降落点间的信号可能会被较大的遮挡，故第二阈值的取值也不宜过大。在一个具体的实施例中，第二阈值能够取1km。
49.可以理解的是，由于第二阈值的取值较小，故所部署的所有中继基站中可能会不存在满足该第二阈值的对应中继基站；此时，能够通过在降落点处搭设临时中继基站解决。
50.本实施例中，位于在飞行航线前进方向上的第一个与最后一个航点之间的航点为中间航点；
51.空间距离信息包括相关中继基站与以当前中间航点为终点的航段间的第三空间距离，筛选条件包括用于筛选出与当前中间航点对应的中继基站的第三筛选条件，第三筛选条件包括选取第三空间距离最小的对应中继基站。
52.基于此种手段使得，能够有效地实现对中间的中继基站的选取。
53.本实施例中，第三筛选条件还能够包括第三阈值，第三筛选条件包括选取第三空间距离最小且满足第三阈值的对应中继基站。故而能够较佳地基于预设的第三阈值实现对对应中继基站的选取。
54.可以理解的是，中间航点均位于空中，故第三阈值的取值能够适当放大，第三阈值能够基于中继基站的最大通信距离制定。在一个具体的实施例中，第三阈值能够取中继基站的最大通信距离的一半。
55.本实施例中，所述相关中继基站基于下述规则自所有中继基站中选取，
56.在以当前中间航点为终点的航段中选取基准点，以所有中继基站中与该基准点的距离不超过第四阈值的中继基站作为所述相关中继基站。通过该种方式，能够较佳地缩小供筛选的中继基站的范围，进而能够有效地降低计算量，使得整体方法能够更为快速地被执行。
57.本实施例中，基准点基于下述规则获取，
58.获取与当前中间航点的上一航点所对应的中继基站与该对应的中继基站在飞行航线前进方向上最相邻的中继基站的相邻基站距离；
59.以距离当前中间航点的上一航点的距离为相邻基站距离一半的点作为基准点。
60.通过上述，能够较佳地基于对应相邻中继基站间的距离，作为下一中继基站的选取的条件之一，通过该种手段，能够有效地在全局上保证每个中继基站均能够提高较好的通信信号强度，且能够有效地规避信号盲区。
61.可以理解的是，通信信号的强度与距离成正比关系，故可以假设在基准点处，无人机自上一中继基站和下一中继基站处所能够接收到的信号强度达到均衡。通过在基准点处建立规则选取下一中继基站，能够较佳地在上一中继基站提供越来越弱的通信信号的强度时，由下一中继基站提供越来越强的通信信号的强度。
62.此外，尤其值得说明的是，本实施例的方法在实际执行中，在选取某一中继基站时，若存在多个可供备选的满足距离最近且符合阈值要求的中继基站时，能够同时开启该多个可供备选的中继基站，并通过试飞的方式，在该多个可供备选的中继基站中，以无人机所能接收到的通信信号的强度最大的中继基站作为最终的所选取中继基站。基于此种手段，能够较为充分地兼顾到地形及距离对信号强度的影响。故而能够较佳地对所选取的中继基站进行优化。
63.此外，在一个具体的实施例中：
64.第一筛选条件为选取第一空间距离不超过第一阈值的对应中继基站的候选无人机基站集合；
65.第二筛选条件为选取第二空间距离不超过第二阈值的对应中继基站的候选无人机基站集合；
66.第三筛选条件为选取第三空间距离不超过第三阈值的对应中继基站的候选无人机基站集合；
67.之后，对无人机进行试飞，试飞时开启所有候选无人机基站集合中的中继基站，并选取每个候选无人机基站集合中信号强度最强的中继基站作为最终所筛选的中继基站。
68.基于该方法使得，能够首先选取出备选的中继基站集合，通过试飞即可较佳地以信号强度作为另一筛选条件，从而能够较佳地实现最终中继基站的选取。
69.此外，可以理解的是，在中继基站的实际筛选或试飞过程中，也可能存在在某一位置处存在信号盲区的情况，此时能够通过采用搭建临时中继基站的方式解决。
70.在一个具体的实施例中，上述方法能够以可被执行的计算机程序的形式存储于存储器件中，通过执行该计算机程序，即可实现上述方法。
71.同时，本实施例还提供了一种基于飞行航线的无人机基站筛选系统，其包括，
72.至少一个处理器，以及
73.存储器，所述存储器与所述处理器通信连接，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述的方法。
74.故而能够较佳地实现上述的方法。
75.在一个具体的实施例中，上述系统能够部署于一云服务器处，在云服务器处能够能够实现飞行航线的规划及相关位置信息的获取及相关中继基站的选取，在实际飞行中，云服务器能够将所规划的飞行航线信息发送给无人机，并在无人机开始执行飞行任务时，云服务器仅控制所选取的中继基站保持开启。
76.容易理解的是，本领域技术人员在本技术提供的一个或几个实施例的基础上，可以对本技术的实施例进行结合、拆分、重组等得到其他实施例，这些实施例均没有超出本技术的保护范围。
77.以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。