定向天线的盲区跟踪方法、其装置及移动跟踪系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种定向天线的盲区跟踪方法、其装置及移动跟踪系统。其方法包括：获取跟踪目标相对定向天线的位置和速度；根据所述位置和速度，确定所述跟踪目标是否位于所述定向天线的跟踪盲区；在所述跟踪目标位于所述跟踪盲区时，以预设的盲区引导模式驱动所述定向天线转动。该方法能够在无人机进入跟踪盲区时，切换至相应的盲区引导模式，实现了对跟踪目标的全程跟踪，不会在跟踪盲区内暂时丢失跟踪目标，具有更好的跟踪效果。

【技术实现步骤摘要】
定向天线的盲区跟踪方法、其装置及移动跟踪系统
本专利技术涉及跟踪系统
，尤其涉及定向天线的盲区跟踪方法、其装置及移动跟踪系统。
技术介绍
伴随随着无人机技术的发展和成熟，其应用场景越来越广泛。由于无人机和地面控制系统之间需要进行大量的量测和控制数据的交换。因此，可以采用移动跟踪系统的方式来保证数据传输的可靠性，提高数据传输增益和抗干扰能力。移动跟踪系统的作用是在载体(如车、船、飞机等)运行过程中，隔离载体运动对定向天线的姿态影响，并保证定向天线始终对准高速机动的无人机，实现运动中的连续通信。对于惯常使用的方位-俯仰式结构的移动跟踪系统时，在定向天线的天顶位置会存在一个跟踪盲区。当跟踪目标飞过该跟踪盲区时，现有的引导方式采用的是一次引导的策略，直接驱动跟踪平台方位角转至盲区的另一端。由于这种引导方式在跟踪盲区内会丢失跟踪目标，并且需要跟踪目标在盲区内保持跟踪目标的运行状态不变，才能确保在跟踪目标飞出盲区时，移动跟踪系统能够重新捕获目标。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种可以在跟踪盲区内保持对跟踪目标的有效跟踪的盲区跟踪方法、其装置及移动跟踪系统。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供以下技术方案：一种定向天线的盲区跟踪方法。所述盲区跟踪方法包括：获取跟踪目标相对定向天线的位置和速度；根据所述位置和速度，确定所述跟踪目标是否位于定向天线的跟踪盲区；在所述跟踪目标位于所述跟踪盲区时，以预设的盲区引导模式驱动所述定向天线转动。为解决上述技术问题，本专利技术实施例还提供以下技术方案：一种定向天线的盲区跟踪装置。所述盲区跟踪装置包括：信息获取模块，用于获取跟踪目标的位置和速度；盲区判断模块，用于根据所述位置和速度，确定所述跟踪目标是否位于定向天线的跟踪盲区；以及驱动模块，用于驱动所述定向天线的方位轴和俯仰轴转动，使定向天线对准跟踪目标。为解决上述技术问题，本专利技术实施例还提供以下技术方案：一种无人机的移动跟踪系统。所述移动跟踪系统包括：定向天线，移动平台、信息接收机以及控制系统；所述定向天线设置在所述移动平台上，通过所述移动平台跟踪所述无人机；所述信息接收机用于获取定向天线位置、移动平台的移动速度以及无人机下发的无人机位置和无人机速度信息；所述控制系统用于根据所述信息接收机获取的定向天线位置、移动平台的移动速度、无人机位置和无人机速度信息，应用如上所述的定向天线盲区跟踪方法，驱动所述定向天线转动，使所述定向天线在跟踪盲区内保持对所述无人机的跟踪。与现有技术相比较，本专利技术实施例的盲区跟踪方法能够在无人机进入盲区时，切换至相应的盲区引导模式，实现了对跟踪目标的全程跟踪，进而使得定向天线与跟踪目标之间能连续通信，不会在跟踪盲区内暂时丢失跟踪目标，具有更好的跟踪效果和通信效果。【附图说明】一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。图1为本专利技术实施例的应用环境示意图；图2为本专利技术实施例提供盲区跟踪方法的方法流程图；图3为本专利技术实施例提供的跟踪目标接近定向天线的水平参考面示意图；图4为本专利技术实施例提供的跟踪目标远离定向天线的水平参考面示意图；图5为本专利技术实施例提供的垂直参考面示意图；图6为本专利技术实施例提供的盲区跟踪装置的结构框图；图7为本专利技术实施例提供的电子设备的结构框图。【具体实施方式】为了便于理解本专利技术，下面结合附图和具体实施例，对本专利技术进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”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专利技术和简化描述，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专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本专利技术。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。此外，下面所描述的本专利技术不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。图1为本专利技术实施例提供的应用环境。如图1所示，所述应用环境包括无人机10、定向天线20以及控制系统30。无人机10可以是任何类型的空中无人飞行器，例如四轴无人机。其具体可以采用多种类型的机身结构或形状，由一个或者多个电机驱动，在空间中以特定的速度进行移动。无人机10作为载具，可以承载不同的功能设备以应用于多种可能的应用场合，例如地形勘察、高空拍摄或者监控等。定向天线20是用于与无人机10之间建立通信信道，进行数据实时传输的无线收发设备。为了保证定向天线20与无人机10之间的通信效果，定向天线20在数据实时传输过程中，需要保持正对无人机10的状态(即指向无人机10)以保证天线具有足够的增益。为扩宽移动跟踪系统的应用场景，定向天线20可以由相应的载具承载，通过载具的移动来跟随无人机10移动。具体可以根据实际的应用场景，选用对应的载具，例如车、船或者其它飞行器等。定向天线20除了需要具有充足的移动能力以外，还需要保持正确的目标角(即定向天线在立体空间内的指向)，来保持对于无人机10的跟踪状态。在本实施例中，如图1所示，该目标角具体可以由方位角a和俯仰角b两个相互垂直平面的角度表示。为了便于计算和陈述，规定方位角以正北为0°,顺时针方向为[0,π],逆时针方向为[0,-π]，规定俯仰角水平参考面以上为正，水平参考面以下为负。控制系统30为整个移动跟踪系统的控制和运算核心，可以根据当前无人机10和定向天线20之间的相对位置关系以及运动状态，应用相应的算法或者引导方法，对定向天线20的目标角进行相应的调整，使其能够始终保持定向天线20对无人机10的跟踪，避免出现通信断开的情况。在本实施例中，控制系统30可以通过GPS接收机来接收定向天线和无人机的位置及速度信息，并据此对定向天线20的目标角进行调整和控制。上述定向天线20和控制系统30组成的移动跟踪系统为方位-俯仰式结构，定向天线20的顶部存在一个跟踪盲区。控制系统30可以应用本专利技术实施例提供的盲区跟踪方法，持续性的保持对无人机10的跟踪，避免出现暂时丢失目标的情况。图2为本专利技术实施例提供的定向天线的盲区跟踪方法的方法流程图。如图2所示，所述方法包括如下步骤：201、获取跟踪目标相对定向天线的位置和速度。跟踪目标具体可以是定向天线需要对准，建立通信连接的可移动目标。在本实施例中，跟踪目标以无人机为例。无人机为了执行相应的任务或者完成特定的功能，在不同时刻都具有相应的位置信息和速度信息。在本实施例中，可以以定向天线的位置作为参考点，建立相应的空间坐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种定向天线的盲区跟踪方法，其特征在于，包括：获取跟踪目标相对定向天线的位置和速度；根据所述位置和速度，确定所述跟踪目标是否位于所述定向天线的跟踪盲区；在所述跟踪目标位于所述跟踪盲区时，以预设的盲区引导模式驱动所述定向天线转动。

【技术特征摘要】
1.一种定向天线的盲区跟踪方法，其特征在于，包括：获取跟踪目标相对定向天线的位置和速度；根据所述位置和速度，确定所述跟踪目标是否位于所述定向天线的跟踪盲区；在所述跟踪目标位于所述跟踪盲区时，以预设的盲区引导模式驱动所述定向天线转动。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述位置和速度，确定所述跟踪目标是否位于定向天线的跟踪盲区，具体包括：在所述跟踪目标接近所述定向天线时，计算所述跟踪目标进入所述跟踪盲区的临界时间；根据所述临界时间、跟踪目标相对定向天线的位置和速度，确定所述跟踪目标是否进入所述跟踪盲区；在所述跟踪目标远离所述定向天线时，以预定的检测周期检测跟踪目标是否离开所述跟踪盲区。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述临界时间通过如下算式计算：其中，K为方位角速度裕度系数，为定向天线的最大方位角速度；tI为临界时间；v′为跟踪目标在水平参考面上的速度投影，A为定向天线的位置，B为在水平参考面上沿着v′的直线和垂直于所述直线的垂线的交点；所述垂线经过所述A点。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定所述跟踪目标是否进入所述跟踪盲区，具体包括：当P′B<v′tI时，确定所述跟踪目标进入所述跟踪盲区；当P′B>v′tI时，确定所述跟踪目标在所述跟踪盲区之外；其中，P′为跟踪目标在水平参考面上的投影。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述以预设的盲区引导模式驱动所述定向天线转动，具体包括：在所述跟踪目标接近所述定向天线时，通过如下算式计算定向天线的方位角速度：其中，为所述方位角速度；为定向天线当前指向在水平参考面上的投影与所述垂线的夹角；驱动所述定向天线以所述方位角速度转动，跟踪所述跟踪目标。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述以预定的检测周期检测跟踪目标是否离开所述跟踪盲区，具体包括：计算在检测周期内，跟踪目标的速度和位置是否满足如下算式：其中，为所述检测周期，P′为跟踪目标在水平参考面上的投影，K为方位角速度裕度系数，为定向天线的最大方位角速度，v′为跟踪目标在水平参考面上的速度投影，A为定向天线的位置，B为在水平参考面上沿着v′的直线和垂直于所述直线的垂线的交点；所述垂线经过所述A点，为角BAP′的角度；若是，确定所述跟踪目标未离开所述跟踪盲区；若否，确定所述跟踪目标离开所述跟踪盲区。7.根据权利要求6所述的跟踪方法，其特征在于，所述以预设的盲区引导模式驱动所述定向天线转动，具体包括：在所述跟踪目标远离所述定向天线时，通过如下算式计算定向天线的方位角速度：其中，为角CAD的角度，D点为跟踪盲区与所述直线的交点，C点为定向天线当前指向在水平参考面上的投影与所述直线的交点；t2通过如下算式计算：为角BAC的角度；D点满足如下算式：P′D＝v′t2；驱动所述定向天线以所述方位角速度转动，跟踪所述跟踪目标。8.根据权利要求3或6或7所述的方法，其特征在于，所述方位角速度裕度系数K为80％。9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述以预设的盲区引导模式驱动所述定向天线转动，具体包括：通过如下算式计算所述定向天线的俯仰角：θ＝∠CAP″其中，θ为所述俯仰角，AC为定向天线当前指向在水平参考面上的投影；P″为所述跟踪目标在垂直参考面上的投影；所述垂直参考面为定向天线的方位角所在的铅垂面；驱动所述定向天线转动至所述俯仰角，跟踪所述跟踪目标。10.一种定向天线的盲区跟踪装置，其特征在于，包括：信息获取模块，用于获取跟踪目标相对定向天线的位置和速度；盲区判断模块，用于根据所述位置和速度，确定所述跟踪目标是否位于定向天线的跟踪盲区；驱动模块，用于驱动所述定向天线绕方位轴和俯仰轴转动，使定向天线对准跟踪目标...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋宪宏，徐运扬，
申请(专利权)人：深圳市道通智能航空技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44