无人机及其定位方法、无人机通信系统及其操作方法技术方案

本发明专利技术提出一种无人机及其定位方法、无人机通信系统及其操作方法。无人机的定位方法用于无人机巡航于飞行场域中。定位方法包括以下步骤：依据在飞行场域中的目的地坐标飞行；借由第一无线通信模块感测多个基地站，以取得所述多个基地站的多个第一电波信号；依据所述多个第一电波信号来进行定位，以决定无人机的当前坐标；以及依据当前坐标在飞行场域中朝向目的地坐标飞行，可使无人机具有可靠的定位功能，而可有效地进行自动飞航任务。

【技术实现步骤摘要】
无人机及其定位方法、无人机通信系统及其操作方法
本专利技术是涉及无人航空载具(UnmannedAerialVehicle,UAV)领域，且特别是有关于一种无人机及其定位方法、无人机通信系统及其操作方法。
技术介绍
在目前的无人机的领域中，一般的无人机是采用全球定位系统(GlobalPositioningSystem,GPS)技术，来接收由至少三个卫星提供的无线电波来进行定位，以取得无人机所在当前位置的定位信息。然而，当一般的无人机飞航处于天气不佳时或在不易收讯的特殊地形环境下，无人机容易发生GPS信号接收的干扰或收讯品质不佳的影响，而无法精准定位。有鉴于此，如何使无人机具有可靠的定位功能，而可有效地进行自动飞航任务，以下将提出几个实施例的解决方案。“
技术介绍
”段落只是用来帮助了解本
技术实现思路
，因此在“
技术介绍
”段落所公开的内容可能包含一些没有构成本领域技术人员所知道的现有技术。在“
技术介绍
”段落所公开的内容，不代表该内容或者本专利技术一个或多个实施例所要解决的问题，在本专利技术申请前已被本领域技术人员所知晓或认知。
技术实现思路
本专利技术提供一种无人机及其定位方法、无人机通信系统及其操作方法，可使无人机具有可靠的定位功能，而可有效地进行自动飞航任务。本专利技术的其他目的和优点可以从本专利技术所公开的技术特征中得到进一步的了解。为达到上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本专利技术的一实施例提出一种无人机的定位方法用于无人机巡航于飞行场域中。定位方法包括以下步骤：依据在飞行场域中的目的地坐标飞行；借由第一无线通信模块感测多个基地站，以取得所述多个基地站的多个第一电波信号；依据所述多个第一电波信号来进行定位，以决定无人机的当前坐标；以及依据当前坐标在飞行场域中朝向目的地坐标飞行。为达到上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本专利技术的一实施例提出一种无人机包括处理器以及第一无线通信模块。处理器用以依据在飞行场域中的目的地坐标来控制无人机进行飞行。第一无线通信模块耦接处理器。第一无线通信模块用以感测多个基地站，以取得所述多个基地站的多个第一电波信号。处理器依据所述多个第一电波信号来进行定位，以决定无人机的当前坐标，并且处理器依据当前坐标来控制无人机在飞行场域中朝向目的地坐标飞行。为达到上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本专利技术的一实施例提出一种无人机通信系统的操作方法，用于取得对应于飞行场域的多个基地站的多个基地站坐标。所述操作方法包括以下步骤：通信邻近于一无人机停机坪设备的至少三个基地站，以取得所述至少三个基地站的至少三个基地站坐标；经由所述至少三个基地站来通信于相邻所述至少三个基地站的另一基地站；依据至少所述三个基地站的所述至少三个基地站坐标来推算所述另一基地站的另一基地站坐标；以及储存所述多个基地站坐标，并且提供所述多个基地站坐标至停放在无人机停机坪设备上的无人机。为达到上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本专利技术的一实施例提出一种无人机通信系统包括无人机、多个基地站以及无人机停机坪设备。多个基地站用以形成飞行场域。无人机停机坪设备，用以停放无人机。无人机停机坪设备通信邻近于无人机停机坪设备的至少三个基地站，以取得所述至少三个基地站的至少三个基地站坐标。无人机停机坪设备经由所述至少三个基地站来通信于相邻所述至少三个基地站的另一基地站。无人机停机坪设备依据所述至少三个基地站的所述至少三个基地站坐标来推算所述另一基地站的另一基地站坐标，并且储存所述多个基地站坐标，以提供所述多个基地站坐标至无人机。基于上述，本专利技术的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。本专利技术的无人机及其定位方法、无人机通信系统及其操作方法可借由架设多个基地站来形成无人机的飞行场域，以使无人机可随着当前位置而与所述多个基地站的至少一部分进行无线通信，而取得无人机的当前位置的定位信息，而可在飞行场域中有效地进行自动飞航任务。附图说明图1是依照本专利技术的一实施例的无人机的功能方块示意图。图2是依照本专利技术的一实施例的无人机通信系统的架构示意图。图3是依照本专利技术的一实施例的无人机的定位方法的流程图。图4是依照本专利技术的另一实施例的无人机的定位方法的流程图。图5是依照本专利技术的一实施例的无人机停机坪设备与多个基地站之间的通信示意图。图6是依照本专利技术的一实施例的无人机通信系统的操作方法的流程图。附图标记列表100：无人机110：处理器120：第一无线通信模块130：第二无线通信模块200：无人机通信系统201：位置202：目的地210、510：无人机停机坪设备220_1～220_N、520_1～520_4、530_1～530_5、540_1～540_3、550_1～550_3：基地站S310～S340、S410～S460、S610～S640：步骤。具体实施方式有关本专利技术的前述及其他
技术实现思路
、特点与功效，在以下配合参考附图的一优选实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本专利技术。图1是依照本专利技术的一实施例的无人机的功能方块示意图。参考图1，本专利技术的无人机100包括处理器110、第一无线通信模块120、第二无线通信模块130。此外，无人机100还包括无人机的其他必要单元，例如无人机引擎、电池模块、机身机构以及机翼机构等(未显示)，本专利技术并不限制无人机的其他必要单元的内容。处理器110耦接第一无线通信模块120、第二无线通信模块130。在本实施例中，处理器110可例如是中央处理单元(CentralProcessingUnit,CPU)，或是其他可编程化之一般用途或特殊用途的微处理器(microprocessor)、数字信号处理器(DigitalSignalProcessor,DSP)、可编程化控制器、特殊应用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuits,ASIC)、可编程化逻辑装置(ProgrammableLogicDevice,PLD)、其他类似处理装置或这些装置的组合。无人机100还可进一步包括存储器(memory)，并且所述存储器用以储存相关控制编程、定位资料等，以供处理器110存取并执行之。在本实施例中，处理器110可至少用以控制无人机100在特定飞行场域中朝目的地的坐标飞行。在本实施例中，第一无线通信模块120可例如是采用通用封包无线服务(GeneralPacketRadioService,GPRS)、分码多重进接(CodeDivisionMultipleAccess,CDMA)、数字集群通信标准(DigitalMobileRadio,DMR)、扩频通信(SpreadSpectrumCommunication,SSC)或无线区域网路(WirelessLAN,WLAN)等诸如此类的无线通信标准，以无线通信于通信范围本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机的定位方法，用于所述无人机巡航于飞行场域中，其特征在于，所述定位方法包括：/n依据在所述飞行场域中的目的地坐标飞行；/n借由第一无线通信模块感测多个基地站，以取得所述多个基地站的多个第一电波信号；/n依据所述多个第一电波信号来进行定位，以决定所述无人机的当前坐标；以及/n依据所述当前坐标在所述飞行场域中朝向所述目的地坐标飞行。/n

【技术特征摘要】
1.一种无人机的定位方法，用于所述无人机巡航于飞行场域中，其特征在于，所述定位方法包括：
依据在所述飞行场域中的目的地坐标飞行；
借由第一无线通信模块感测多个基地站，以取得所述多个基地站的多个第一电波信号；
依据所述多个第一电波信号来进行定位，以决定所述无人机的当前坐标；以及
依据所述当前坐标在所述飞行场域中朝向所述目的地坐标飞行。


2.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述多个基地站的多个通信范围的至少一部分重叠，并且所述飞行场域中的任意位置涵盖至少三个基地站所提供的至少三个通信范围。


3.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述多个基地站分别经由所述多个第一电波信号来提供所述多个基地站的多个坐标至所述无人机。


4.根据权利要求3所述的定位方法，其特征在于，所述多个坐标为多个全球定位系统坐标。


5.根据权利要求3所述的定位方法，其特征在于，依据所述多个第一电波信号来进行定位，以决定所述无人机的所述当前坐标的步骤包括：
依据所述多个第一电波信号来计算所述无人机分别与所述多个基地站之间的多个距离；以及
依据所述多个基地站的所述多个坐标以及所述多个距离来计算所述无人机的所述当前坐标。


6.根据权利要求5所述的定位方法，其特征在于，所述无人机基于到达时间定位法、到达时间差定位法以及接收信号强度指示定位法的至少其中之一来计算所述多个距离。


7.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述定位方法还包括：
当所述无人机位于所述目的地坐标上空时，计算所述无人机与所述目的地坐标之间的相位、相角以及高度的至少其中之一；以及
依据所述相位、所述相角以及所述高度的至少其中之一来降落至所述目的地坐标的位置。


8.根据权利要求7所述的定位方法，其特征在于，所述无人机基于无线通道信息的定位演算法来计算所述相位、所述相角以及所述高度的至少其中之一。


9.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述定位方法还包括：
当借由第二无线通信模块接收第二电波信号，以取得所述无人机的所述当前坐标时；以及
依据所述当前坐标在所述飞行场域中朝向所述目的地坐标飞行。


10.根据权利要求9所述的定位方法，其特征在于，所述第二电波信号为全球定位系统信号，并且所述当前坐标为全球定位系统坐标。


11.一种无人机，其特征在于，所述无人机包括处理器以及第一无线通信模块，其中，
所述处理器用以依据在飞行场域中的目的地坐标来控制所述无人机进行飞行；
所述第一无线通信模块耦接所述处理器，用以感测多个基地站，以取得所述多个基地站的多个第一电波信号，
其中所述处理器依据所述多个第一电波信号来进行定位，以决定所述无人机的当前坐标，并且所述处理器依据所述当前坐标来控制所述无人机在所述飞行场域中朝向所述目的地坐标飞行。


12.根据权利要求11所述的无人机，其特征在于，所述多个基地站的多个通信范围的至少一部分重叠，并且所述飞行场域中的任意位置涵盖至少三个基地站所提供的至少三个通信范围。


13.根据权利要求11所述的无人机，其特征在于，所述多个基地站分别经由所述多个第一电波信号来提供所述多个基地站的多个坐标至所述无人机。


14.根据权利要求13所述的无人机，其特征在于，所述多个坐标为多个全球定位系统坐标。


15.根据权利要求13所述的无人机，其特征在于，所述处理器依据所述多个第一电波信号来计算所述无人机分别与所述多个基地站之间的多个距离，并且所述处理器依据所述多个基地站的所述多个坐标以及所述多个距离来计算所述无人机的所述当前坐标。


16.根据权利要求15所述的无人机，其特征在于，所述处理器基于到达时间定位法、到达时间差定位法以及接收信号强度指示定位法的至少其中之一来计算所述多个距离。


17.根据权利要求11所述的无人机，其特征在于，当所述无人机位于所述目的地坐标上空时，所述处理器计算所述无人机与所述目的地坐标之间的相位、相角以及高度的至少其中之一，并且所述处理器依据所述相位、所述相角以及所述高度的至少其中之一来控制所述无人机降落至所述目的地坐标的位置。


18.根据权利要求17所述的无人机，其特征在于，所述无人机基于无线通道信息的定位演算法来计算所述相位、所述相角以及所述高度的至少其中之一。


19.根据权利要求11所述的无人机，其特征在于，所述无人机还包括：
第二无线通信模块，耦接所述处理器，
其中当第二无线通信模块接收第二电波信号时，所述处理器依据所述第二电波信号来取得所述无人机的所述当前坐标，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李振升，曾志能，柯冠州，
申请(专利权)人：中光电智能机器人股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71