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一种基于无人机的数据传输方法及系统

申请号 CN202410418290.5 申请日 2024-04-09 公开(公告)号 CN118018104A 公开(公告)日 2024-05-10
申请人 中科元境(江苏)文化科技有限公司; 发明人 汤志文;
摘要 本 发明 适用于数据通信技术领域,尤其涉及一种基于无人机的数据传输方法及系统,所述方法包括:设置固定通信基站,进行 图像采集 ,得到通信区域监控图像;调取对应的区域地图,构建 位置 映射关系,基于区域地图进行搜寻区域层级划分,进行分层搜索;通过搜寻无人机进行通信设备 信号 检测,与通信设备建立临时数据通信,接收临时通信数据;进行位置校验,确定通信设备 定位 信息,基于通信设备定位信息进行图像采集,并向固定通信基站传输数据。本发明通过模拟移动基站与通信设备建立数据连接,从而将临时通信数据暂存在无人机内,在无人机经过固定通信基站时,完成数据交互,实现了间歇式数据交互过程,降低了通信成本,提高了通信效率。
权利要求

1.一种基于无人机的数据传输方法,其特征在于,所述方法包括:
设置固定通信基站,进行图像采集,得到通信区域监控图像,所述固定通信基站用于与搜寻无人机进行数据通信,所述搜寻无人机上配备有模拟移动基站;
调取对应的区域地图,构建通信区域监控图像与区域地图之间的位置映射关系,基于区域地图进行搜寻区域层级划分,通过搜寻无人机进行分层搜索;
通过搜寻无人机进行通信设备信号检测,与通信设备建立临时数据通信,接收对应通信设备发送的临时通信数据;
调取至少两组搜寻无人机对该通信设备进行位置校验,确定通信设备定位信息,基于通信设备定位信息进行图像采集,并向固定通信基站传输数据。
2.根据权利要求1所述的基于无人机的数据传输方法,其特征在于,所述调取对应的区域地图,构建通信区域监控图像与区域地图之间的位置映射关系,基于区域地图进行搜寻区域层级划分,通过搜寻无人机进行分层搜索的步骤,具体包括:
调取区域地图,识别其中包含的建筑物特征,基于建筑物特征进行图像匹配,确定通信区域监控图像与区域地图之间的位置映射关系;
对区域地图中的建筑物所在区域进行识别,在区域地图中,将建筑物所在位置设置为第一搜索层级,其他区域为第二搜索层级;
基于不同搜寻区域的面积以及预设的搜寻参数确定划分至不同搜寻区域的搜寻无人机数量,通过搜寻无人机进行分层搜索。
3.根据权利要求1所述的基于无人机的数据传输方法,其特征在于,所述通过搜寻无人机进行通信设备信号检测,与通信设备建立临时数据通信,接收对应通信设备发送的临时通信数据的步骤,具体包括:
搜寻无人机开启模拟移动基站,在飞行途中对通信设备信号进行检测,监测到通信设备信号时,进行低速飞行;
在飞行路径上持续检测通信信号强度,将搜寻无人机悬停在通信信号强度最大处,并与通信设备建立数据连接;
向对应通信设备发送预设的提示数据,并接收来自通信设备发送的临时通信数据,对当前位置进行标记,将位置信息存储到临时通信数据内。
4.根据权利要求1所述的基于无人机的数据传输方法,其特征在于,所述调取至少两组搜寻无人机对该通信设备进行位置校验,确定通信设备定位信息,基于通信设备定位信息进行图像采集,并向固定通信基站传输数据的步骤,具体包括:
当前搜寻无人机悬停,向外广播定位配合请求,附近的搜寻无人机监测到定位配合请求后,靠近当前搜寻无人机;
至少两组搜寻无人机对通信设备的通信信号强度进行检测,搜寻无人机从多个检测点进行信号强度检测,得到多组信号强度值,多个所述检测点构成预设图形;
基于多个检测点的坐标以及多组信号强度值进行通信距离校核,确定通信设备定位信息,并向固定通信基站发送通信设备的定位图像。
5.根据权利要求1所述的基于无人机的数据传输方法,其特征在于,所述搜寻无人机在搜寻过程中,经过固定通信基站时,将存储的临时通信数据以及定位图像发送给固定通信基站,并接收来自固定通信基站发送的反馈通信数据,通过对应搜寻无人机将反馈通信数据发送给对应的通信设备。
6.一种基于无人机的数据传输系统,其特征在于,所述系统包括:
图像采集模,用于设置固定通信基站,进行图像采集,得到通信区域监控图像,所述固定通信基站用于与搜寻无人机进行数据通信,所述搜寻无人机上配备有模拟移动基站;
地图匹配模块,用于调取对应的区域地图,构建通信区域监控图像与区域地图之间的位置映射关系,基于区域地图进行搜寻区域层级划分,通过搜寻无人机进行分层搜索;
数据交互模块,用于通过搜寻无人机进行通信设备信号检测,与通信设备建立临时数据通信,接收对应通信设备发送的临时通信数据;
搜寻定位模块,用于调取至少两组搜寻无人机对该通信设备进行位置校验,确定通信设备定位信息,基于通信设备定位信息进行图像采集,并向固定通信基站传输数据。
7.根据权利要求6所述的基于无人机的数据传输系统,其特征在于,所述地图匹配模块包括:
图像映射单元,用于调取区域地图,识别其中包含的建筑物特征,基于建筑物特征进行图像匹配,确定通信区域监控图像与区域地图之间的位置映射关系;
区域划分单元,用于对区域地图中的建筑物所在区域进行识别,在区域地图中,将建筑物所在位置设置为第一搜索层级,其他区域为第二搜索层级;
分层搜寻单元,用于基于不同搜寻区域的面积以及预设的搜寻参数确定划分至不同搜寻区域的搜寻无人机数量,通过搜寻无人机进行分层搜索。
8.根据权利要求6所述的基于无人机的数据传输系统,其特征在于,所述数据交互模块包括:
信号检测单元,用于搜寻无人机开启模拟移动基站,在飞行途中对通信设备信号进行检测,监测到通信设备信号时,进行低速飞行;
数据通信单元,用于在飞行路径上持续检测通信信号强度,将搜寻无人机悬停在通信信号强度最大处,并与通信设备建立数据连接;
数据接收单元,用于向对应通信设备发送预设的提示数据,并接收来自通信设备发送的临时通信数据,对当前位置进行标记,将位置信息存储到临时通信数据内。
9.根据权利要求6所述的基于无人机的数据传输系统,其特征在于,所述搜寻定位模块包括:
定位请求单元,用于当前搜寻无人机悬停,向外广播定位配合请求,附近的搜寻无人机监测到定位配合请求后,靠近当前搜寻无人机;
信号强度检测单元,用于至少两组搜寻无人机对通信设备的通信信号强度进行检测,搜寻无人机从多个检测点进行信号强度检测,得到多组信号强度值,多个所述检测点构成预设图形;
图像采集单元,用于基于多个检测点的坐标以及多组信号强度值进行通信距离校核,确定通信设备定位信息,并向固定通信基站发送通信设备的定位图像。
10.根据权利要求6所述的基于无人机的数据传输系统,其特征在于,所述搜寻无人机在搜寻过程中,经过固定通信基站时,将存储的临时通信数据以及定位图像发送给固定通信基站,并接收来自固定通信基站发送的反馈通信数据,通过对应搜寻无人机将反馈通信数据发送给对应的通信设备。

说明书全文

一种基于无人机的数据传输方法及系统

技术领域

[0001] 本发明属于数据通信技术领域,尤其涉及一种基于无人机的数据传输方法及系统。

背景技术

[0002] 无人机通信是指无人机(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)与其他设备(如地面站、其他无人机、卫星、移动设备等)之间进行信息传输的过程。无人机通信是无人机系统(UAS, Unmanned Aircraft System)的核心组成部分之一,对于实现无人机的远程控制、实时监控、数据采集与传输、协同作业等功能至关重要。
[0003] 随着无人机的发展,无人机被广泛应用在各个领域,在数据传输领域,常见的应用为应急通信无人机,应急通信无人机由大型无人机搭载移动基站构成,其悬停在目标区域上方为下方的网络设备提供临时通信,但是应急通信无人机主要应用在大型的应急通信场景,如暴雨导致的大面积通讯中断和地震导致的大面积通信终端等场景,而且通信成本极高,且无法实现自主搜索通信设备的效果。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种基于无人机的数据传输方法,旨在解决现有技术存在通信成本极高,且无法实现自主搜索通信设备的效果的问题。
[0005] 本发明是这样实现的,一种基于无人机的数据传输方法,所述方法包括:设置固定通信基站,进行图像采集,得到通信区域监控图像,所述固定通信基站用于与搜寻无人机进行数据通信,所述搜寻无人机上配备有模拟移动基站;
调取对应的区域地图,构建通信区域监控图像与区域地图之间的位置映射关系,
基于区域地图进行搜寻区域层级划分,通过搜寻无人机进行分层搜索;
通过搜寻无人机进行通信设备信号检测,与通信设备建立临时数据通信,接收对
应通信设备发送的临时通信数据;
调取至少两组搜寻无人机对该通信设备进行位置校验,确定通信设备定位信息,
基于通信设备定位信息进行图像采集,并向固定通信基站传输数据。
[0006] 优选的,所述调取对应的区域地图,构建通信区域监控图像与区域地图之间的位置映射关系,基于区域地图进行搜寻区域层级划分,通过搜寻无人机进行分层搜索的步骤,具体包括:调取区域地图,识别其中包含的建筑物特征,基于建筑物特征进行图像匹配,确定通信区域监控图像与区域地图之间的位置映射关系;
对区域地图中的建筑物所在区域进行识别,在区域地图中,将建筑物所在位置设
置为第一搜索层级,其他区域为第二搜索层级;
基于不同搜寻区域的面积以及预设的搜寻参数确定划分至不同搜寻区域的搜寻
无人机数量,通过搜寻无人机进行分层搜索。
[0007] 优选的,所述通过搜寻无人机进行通信设备信号检测,与通信设备建立临时数据通信,接收对应通信设备发送的临时通信数据的步骤,具体包括:搜寻无人机开启模拟移动基站,在飞行途中对通信设备信号进行检测,监测到通
信设备信号时,进行低速飞行;
在飞行路径上持续检测通信信号强度,将搜寻无人机悬停在通信信号强度最大
处,并与通信设备建立数据连接;
向对应通信设备发送预设的提示数据,并接收来自通信设备发送的临时通信数
据,对当前位置进行标记,将位置信息存储到临时通信数据内。
[0008] 优选的,所述调取至少两组搜寻无人机对该通信设备进行位置校验,确定通信设备定位信息,基于通信设备定位信息进行图像采集,并向固定通信基站传输数据的步骤,具体包括:当前搜寻无人机悬停,向外广播定位配合请求,附近的搜寻无人机监测到定位配
合请求后,靠近当前搜寻无人机;
至少两组搜寻无人机对通信设备的通信信号强度进行检测,搜寻无人机从多个检
测点进行信号强度检测,得到多组信号强度值,多个所述检测点构成预设图形;
基于多个检测点的坐标以及多组信号强度值进行通信距离校核,确定通信设备定
位信息,并向固定通信基站发送通信设备的定位图像。
[0009] 优选的,所述搜寻无人机在搜寻过程中,经过固定通信基站时,将存储的临时通信数据以及定位图像发送给固定通信基站,并接收来自固定通信基站发送的反馈通信数据,通过对应搜寻无人机将反馈通信数据发送给对应的通信设备。
[0010] 本发明的另一目的在于提供一种基于无人机的数据传输系统,所述系统包括:图像采集模,用于设置固定通信基站,进行图像采集,得到通信区域监控图像,所述固定通信基站用于与搜寻无人机进行数据通信,所述搜寻无人机上配备有模拟移动基站;
地图匹配模块,用于调取对应的区域地图,构建通信区域监控图像与区域地图之
间的位置映射关系,基于区域地图进行搜寻区域层级划分,通过搜寻无人机进行分层搜索;
数据交互模块,用于通过搜寻无人机进行通信设备信号检测,与通信设备建立临
时数据通信,接收对应通信设备发送的临时通信数据;
搜寻定位模块,用于调取至少两组搜寻无人机对该通信设备进行位置校验,确定
通信设备定位信息,基于通信设备定位信息进行图像采集,并向固定通信基站传输数据。
[0011] 优选的,所述地图匹配模块包括:图像映射单元,用于调取区域地图,识别其中包含的建筑物特征,基于建筑物特征进行图像匹配,确定通信区域监控图像与区域地图之间的位置映射关系;
区域划分单元,用于对区域地图中的建筑物所在区域进行识别,在区域地图中,将建筑物所在位置设置为第一搜索层级,其他区域为第二搜索层级;
分层搜寻单元,用于基于不同搜寻区域的面积以及预设的搜寻参数确定划分至不
同搜寻区域的搜寻无人机数量,通过搜寻无人机进行分层搜索。
[0012] 优选的,所述数据交互模块包括:信号检测单元,用于搜寻无人机开启模拟移动基站,在飞行途中对通信设备信号
进行检测,监测到通信设备信号时,进行低速飞行;
数据通信单元,用于在飞行路径上持续检测通信信号强度,将搜寻无人机悬停在
通信信号强度最大处,并与通信设备建立数据连接;
数据接收单元,用于向对应通信设备发送预设的提示数据,并接收来自通信设备
发送的临时通信数据,对当前位置进行标记,将位置信息存储到临时通信数据内。
[0013] 优选的,所述搜寻定位模块包括:定位请求单元,用于当前搜寻无人机悬停,向外广播定位配合请求,附近的搜寻无人机监测到定位配合请求后,靠近当前搜寻无人机;
信号强度检测单元,用于至少两组搜寻无人机对通信设备的通信信号强度进行检
测,搜寻无人机从多个检测点进行信号强度检测,得到多组信号强度值,多个所述检测点构成预设图形;
图像采集单元,用于基于多个检测点的坐标以及多组信号强度值进行通信距离校
核,确定通信设备定位信息,并向固定通信基站发送通信设备的定位图像。
[0014] 优选的,所述搜寻无人机在搜寻过程中,经过固定通信基站时,将存储的临时通信数据以及定位图像发送给固定通信基站,并接收来自固定通信基站发送的反馈通信数据,通过对应搜寻无人机将反馈通信数据发送给对应的通信设备。
[0015] 本发明提供的一种基于无人机的数据传输方法,通过在现场建立固定通信基站,利用无人机搭载模拟移动基站进行搜寻,通过模拟移动基站与通信设备建立数据连接,从而将临时通信数据暂存在无人机内,在无人机经过固定通信基站时,完成数据交互,实现了间歇式数据交互过程,降低了通信成本,提高了通信效率。附图说明
[0016] 图1为本发明实施例提供的一种基于无人机的数据传输方法的流程图;图2为本发明实施例提供的调取对应的区域地图,构建通信区域监控图像与区域
地图之间的位置映射关系,基于区域地图进行搜寻区域层级划分,通过搜寻无人机进行分层搜索的步骤的流程图;
图3为本发明实施例提供的通过搜寻无人机进行通信设备信号检测,与通信设备
建立临时数据通信,接收对应通信设备发送的临时通信数据的步骤的流程图;
图4为本发明实施例提供的调取至少两组搜寻无人机对该通信设备进行位置校
验,确定通信设备定位信息,基于通信设备定位信息进行图像采集,并向固定通信基站传输数据的步骤的流程图;
图5为本发明实施例提供的一种基于无人机的数据传输系统的架构图;
图6为本发明实施例提供的一种地图匹配模块的架构图;
图7为本发明实施例提供的一种数据交互模块的架构图;
图8为本发明实施例提供的一种搜寻定位模块的架构图。

具体实施方式

[0017] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0018] 可以理解,本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件,但除非特别说明,这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说,在不脱离本申请的范围的情况下,可以将第一xx脚本称为第二xx脚本,且类似地,可将第二xx脚本称为第一xx脚本。
[0019] 如图1所示,为本发明实施例提供的一种基于无人机的数据传输方法的流程图,所述方法包括:S100,设置固定通信基站,进行图像采集,得到通信区域监控图像,所述固定通信基站用于与搜寻无人机进行数据通信,所述搜寻无人机上配备有模拟移动基站。
[0020] 在本步骤中,设置固定通信基站,在需要进行数据传输的区域附近设置一组固定通信基站,也可以使用移动式通信基站,固定通信基站的数量可以为一个,也可以为多个,固定通信基站能够与搜寻无人机进行数据传输,两者之间的数据传输方式可以为任何无线传输方式,包括WIFI传输和蓝牙传输等,当搜寻无人机进入到固定通信基站的通信范围,即可建立数据连接,进行数据传输,搜寻无人机的数量为多个,并且配备有模拟移动基站,所述模拟移动基站用于模拟物理意义上的基站来与通信设备进行离线数据交互,即通信设备在靠近搜寻无人机时,将会检测到通信信号,两者之间可以完成身份验证,并进行数据传输,通过无人机携带高清图像采集装置,从搜寻区域上方进行图像采集,得到通信区域监控图像。
[0021] S200,调取对应的区域地图,构建通信区域监控图像与区域地图之间的位置映射关系,基于区域地图进行搜寻区域层级划分,通过搜寻无人机进行分层搜索。
[0022] 在本步骤中,调取对应的区域地图,基于当前区域的大致位置,调取对应的区域地图,区域地图即为当前区域的地图,用于记录当前区域的原始地貌,其中包括建筑物的位置以及类型等,而在出现通信中断的极端情况时,当前区域的建筑物可能会出现损毁,原始地貌将会被改变,可以通过对通信区域监控图像与区域地图之间的位置匹配,确定两者之间的映射关系,那么通信区域监控图像上的每一个像素均可以确定该像素在区域地图中的对应位置,在搜寻时,可以完成快速定位,对于搜寻区域而言,建筑物等存在人员活动概率更大的区域内,存在的通信设备数量显然会高于其他区域,如居民楼内的通信设备数量显然大于山体,因此根据地面特征的类型划分搜寻区域层级,将其划分为至少两个层级,随后将搜寻无人机划分为多个部分,进行分层搜索,搜索通信设备。
[0023] S300,通过搜寻无人机进行通信设备信号检测,与通信设备建立临时数据通信,接收对应通信设备发送的临时通信数据。
[0024] 在本步骤中,通过搜寻无人机进行通信设备信号检测,搜寻无人机根据划分得到的搜寻区域开始进行巡回飞行,在飞行过程中,开启模拟移动基站,此时通信设备可以检测到网络信号,与此同时,模拟移动基站也能够同步检测到通信设备,当检测到通信设备时,两者之间通过离线通信的方式建立数据连接,此时模拟移动基站可以向通信设备发送数据,也可以接收来自通信设备发送的临时通信数据,搜寻无人机向通信设备发送预设的通信数据,该通信数据用于指导通信设备进行数据发送。
[0025] S400,调取至少两组搜寻无人机对该通信设备进行位置校验,确定通信设备定位信息,基于通信设备定位信息进行图像采集,并向固定通信基站传输数据。
[0026] 在本步骤中,调取至少两组搜寻无人机对该通信设备进行位置校验,在检测到通信设备时,对通信设备进行记录,记录的内容至少包括该通信设备的设备唯一编码,如IMEI编码,那么在后续过程中,既可以直接确定该通信设备的身份,进行数据传输,调取多组搜寻无人机从不同距离对该通信设备的信号强度进行检测,基于RSSI测距技术确定各个搜寻无人机与通信设备之间的距离值,从而确定该通信设备的具体位置,得到通信设备位置信息,在确定通信设备的位置之后,对该区域进行图像采集,为了节省数据,可以不进行图像采集,仅记录该位置的坐标,基于区域地图与通信区域监控图像之间的关系,可以直接确定得到该区域的图像,也可以及逆行图像采集,进行实时图像采集可以保证图像的时效性,搜寻无人机完成与当前通信设备的数据传输之后,继续进行巡航,在其经过固定通信基站时,其内部保存的数据将会自动发送给固定通信基站,并接收来自固定通信基站需要发送给通信设备的反馈数据,当搜寻无人机再次经过对应通信设备时,将反馈数据发送给对应的通信设备,以实现间歇式和离线式数据传输。
[0027] 如图2所示,作为本发明的一个优选实施例,所述调取对应的区域地图,构建通信区域监控图像与区域地图之间的位置映射关系,基于区域地图进行搜寻区域层级划分,通过搜寻无人机进行分层搜索的步骤,具体包括:S201,调取区域地图,识别其中包含的建筑物特征,基于建筑物特征进行图像匹
配,确定通信区域监控图像与区域地图之间的位置映射关系。
[0028] 在本步骤中,调取区域地图,根据当前的位置调取区域地图,区域地图应当覆盖当前需要建立临时通信的区域,或者大于搜寻区域,识别建筑物特征,建筑物特征包括建筑特征、道路特征以及山体特征,对通信区域监控图像进行图像识别,识别其中包含的建筑物、道路以及山体,从而将其识别结果中的建筑物、道路和山体与区域地图进行匹配,从而确定两者之间的对应关系,完成匹配之后,即可确定通信区域监控图像中每一个像素与区域地图中每一个坐标的对应关系。
[0029] S202,对区域地图中的建筑物所在区域进行识别,在区域地图中,将建筑物所在位置设置为第一搜索层级,其他区域为第二搜索层级。
[0030] S203,基于不同搜寻区域的面积以及预设的搜寻参数确定划分至不同搜寻区域的搜寻无人机数量,通过搜寻无人机进行分层搜索。
[0031] 在本步骤中,对区域地图中的建筑物所在区域进行识别,在区域地图中,对建筑物的类型都进行了命名,因此可以直接根据建筑物的名称以及地址进行查询,确定该建筑物的类型,同样的,可以确定道路和山体,将建筑物划分为第一搜索层级,其他区域为第二搜索层级,这是由于建筑物内存在人员活动的概率更大,那么对于第一搜索层级的区域,其搜索频次更高,第二搜索层级通过更少的搜寻无人机进行搜寻。
[0032] 如图3所示,作为本发明的一个优选实施例,所述通过搜寻无人机进行通信设备信号检测,与通信设备建立临时数据通信,接收对应通信设备发送的临时通信数据的步骤,具体包括:S301,搜寻无人机开启模拟移动基站,在飞行途中对通信设备信号进行检测,监测到通信设备信号时,进行低速飞行。
[0033] 在本步骤中,搜寻无人机开启模拟移动基站,此时可以模拟基站进行运行,搜寻无人机移动到通信设备的信号检测范围内时,两者之间可以相互检测到对方的通信信号,监测到通信设备信号时,进行低速飞行。
[0034] S302,在飞行路径上持续检测通信信号强度,将搜寻无人机悬停在通信信号强度最大处,并与通信设备建立数据连接。
[0035] 在本步骤中,在飞行路径上持续检测通信信号强度,虽然检测到通信设备,但连接不稳定时,难以完成数据传输任务,此时搜寻无人机在搜录路径上进行往复移动,如在搜寻无人机的A‑B段可以检测到通信设备,那么确定A‑B段上检测到通信信号强度最高的一点,将搜寻无人机悬停在该点,并与通信设备建立数据连接。
[0036] S303,向对应通信设备发送预设的提示数据,并接收来自通信设备发送的临时通信数据,对当前位置进行标记,将位置信息存储到临时通信数据内。
[0037] 在本步骤中,向对应通信设备发送预设的提示数据,提示数据用于提示通信设备的用户,当前临时通信的方式以及数据通信的流程,上述内容可以通过短信的方式进行推送,接收来自通信设备发送的临时通信数据,并进行存储,搜寻无人机基于定位系统对自身位置进行定位,将定位数据存储在临时通信数据内。
[0038] 如图4所示,作为本发明的一个优选实施例,所述调取至少两组搜寻无人机对该通信设备进行位置校验,确定通信设备定位信息,基于通信设备定位信息进行图像采集,并向固定通信基站传输数据的步骤,具体包括:S401,当前搜寻无人机悬停,向外广播定位配合请求,附近的搜寻无人机监测到定位配合请求后,靠近当前搜寻无人机。
[0039] 在本步骤中,当前搜寻无人机悬停,并向外广播定位配合请求,搜寻无人机之间在检测到定位配合请求时,则对定位配合请求进行解析,提取其中包含的定位信息,并前往该定位信息所指定的位置。
[0040] S402,至少两组搜寻无人机对通信设备的通信信号强度进行检测,搜寻无人机从多个检测点进行信号强度检测,得到多组信号强度值,多个所述检测点构成预设图形。
[0041] 在本步骤中,至少两组搜寻无人机对通信设备的通信信号强度进行检测,基于预设的检测点阵,检测点阵可以为多边形点阵,如三形点阵,三个搜寻无人机组成对应形状的三角形,同步进行信号强度值检测,对信号强度值进行记录,三角形点阵的分布位置进行多组变化。
[0042] S403,基于多个检测点的坐标以及多组信号强度值进行通信距离校核,确定通信设备定位信息,并向固定通信基站发送通信设备的定位图像。
[0043] 在本步骤中,基于多个检测点的坐标以及多组信号强度值进行通信距离校核,基于预设的RSSI测距技术,计算每个点阵所在位置计算得到的通信设备位置,由于每一个点阵将会分布在多个位置,通过对多个位置进行校核,来进行筛选,如存在十个结果,但是其中仅有一组结果与其他结果相差最大,则将其删除,具体的,计算每一个位置坐标与其他位置坐标之间的距离值之和,对距离值之和进行排序,按升序排列的距离值之和分别为A1‑An,计算得到平均值A,当平均值A大于P*An时,则判定舍弃该位置坐标,并以其他剩余位置坐标的平均坐标作为当前通信设备的定位信息,在经过固定通信基站时,发送通信设备的定位图像。
[0044] 如图5所示,为本发明实施例提供的一种基于无人机的数据传输系统的架构图,所述系统包括:图像采集模块100,用于设置固定通信基站,进行图像采集,得到通信区域监控图像,所述固定通信基站用于与搜寻无人机进行数据通信,所述搜寻无人机上配备有模拟移动基站。
[0045] 在本系统中,图像采集模块100设置固定通信基站,在需要进行数据传输的区域附近设置一组固定通信基站,也可以使用移动式通信基站,固定通信基站的数量可以为一个,也可以为多个,固定通信基站能够与搜寻无人机进行数据传输,两者之间的数据传输方式可以为任何无线传输方式,包括WIFI传输和蓝牙传输等,当搜寻无人机进入到固定通信基站的通信范围,即可建立数据连接,进行数据传输,搜寻无人机的数量为多个,并且配备有模拟移动基站,所述模拟移动基站用于模拟物理意义上的基站来与通信设备进行离线数据交互,即通信设备在靠近搜寻无人机时,将会检测到通信信号,两者之间可以完成身份验证,并进行数据传输,通过无人机携带高清图像采集装置,从搜寻区域上方进行图像采集,得到通信区域监控图像。
[0046] 地图匹配模块200,用于调取对应的区域地图,构建通信区域监控图像与区域地图之间的位置映射关系,基于区域地图进行搜寻区域层级划分,通过搜寻无人机进行分层搜索。
[0047] 在本系统中,地图匹配模块200调取对应的区域地图,基于当前区域的大致位置,调取对应的区域地图,区域地图即为当前区域的地图,用于记录当前区域的原始地貌,其中包括建筑物的位置以及类型等,而在出现通信中断的极端情况时,当前区域的建筑物可能会出现损毁,原始地貌将会被改变,可以通过对通信区域监控图像与区域地图之间的位置匹配,确定两者之间的映射关系,那么通信区域监控图像上的每一个像素均可以确定该像素在区域地图中的对应位置,在搜寻时,可以完成快速定位,对于搜寻区域而言,建筑物等存在人员活动概率更大的区域内,存在的通信设备数量显然会高于其他区域,如居民楼内的通信设备数量显然大于山体,因此根据地面特征的类型划分搜寻区域层级,将其划分为至少两个层级,随后将搜寻无人机划分为多个部分,进行分层搜索,搜索通信设备。
[0048] 数据交互模块300,用于通过搜寻无人机进行通信设备信号检测,与通信设备建立临时数据通信,接收对应通信设备发送的临时通信数据。
[0049] 在本系统中,数据交互模块300通过搜寻无人机进行通信设备信号检测,搜寻无人机根据划分得到的搜寻区域开始进行巡回飞行,在飞行过程中,开启模拟移动基站,此时通信设备可以检测到网络信号,与此同时,模拟移动基站也能够同步检测到通信设备,当检测到通信设备时,两者之间通过离线通信的方式建立数据连接,此时模拟移动基站可以向通信设备发送数据,也可以接收来自通信设备发送的临时通信数据,搜寻无人机向通信设备发送预设的通信数据,该通信数据用于指导通信设备进行数据发送。
[0050] 搜寻定位模块400,用于调取至少两组搜寻无人机对该通信设备进行位置校验,确定通信设备定位信息,基于通信设备定位信息进行图像采集,并向固定通信基站传输数据。
[0051] 在本系统中,搜寻定位模块400调取至少两组搜寻无人机对该通信设备进行位置校验,在检测到通信设备时,对通信设备进行记录,记录的内容至少包括该通信设备的设备唯一编码,如IMEI编码,那么在后续过程中,既可以直接确定该通信设备的身份,进行数据传输,调取多组搜寻无人机从不同距离对该通信设备的信号强度进行检测,基于RSSI测距技术确定各个搜寻无人机与通信设备之间的距离值,从而确定该通信设备的具体位置,得到通信设备位置信息,在确定通信设备的位置之后,对该区域进行图像采集,为了节省数据,可以不进行图像采集,仅记录该位置的坐标,基于区域地图与通信区域监控图像之间的关系,可以直接确定得到该区域的图像,也可以及逆行图像采集,进行实时图像采集可以保证图像的时效性,搜寻无人机完成与当前通信设备的数据传输之后,继续进行巡航,在其经过固定通信基站时,其内部保存的数据将会自动发送给固定通信基站,并接收来自固定通信基站需要发送给通信设备的反馈数据,当搜寻无人机再次经过对应通信设备时,将反馈数据发送给对应的通信设备,以实现间歇式和离线式数据传输。
[0052] 如图6所示,作为本发明的一个优选实施例,所述地图匹配模块200包括:图像映射单元201,用于调取区域地图,识别其中包含的建筑物特征,基于建筑物特征进行图像匹配,确定通信区域监控图像与区域地图之间的位置映射关系。
[0053] 在本模块中,图像映射单元201调取区域地图,根据当前的位置调取区域地图,区域地图应当覆盖当前需要建立临时通信的区域,或者大于搜寻区域,识别建筑物特征,建筑物特征包括建筑特征、道路特征以及山体特征,对通信区域监控图像进行图像识别,识别其中包含的建筑物、道路以及山体,从而将其识别结果中的建筑物、道路和山体与区域地图进行匹配,从而确定两者之间的对应关系,完成匹配之后,即可确定通信区域监控图像中每一个像素与区域地图中每一个坐标的对应关系。
[0054] 区域划分单元202,用于对区域地图中的建筑物所在区域进行识别,在区域地图中,将建筑物所在位置设置为第一搜索层级,其他区域为第二搜索层级。
[0055] 分层搜寻单元203,用于基于不同搜寻区域的面积以及预设的搜寻参数确定划分至不同搜寻区域的搜寻无人机数量,通过搜寻无人机进行分层搜索。
[0056] 在本模块中,对区域地图中的建筑物所在区域进行识别,在区域地图中,对建筑物的类型都进行了命名,因此可以直接根据建筑物的名称以及地址进行查询,确定该建筑物的类型,同样的,可以确定道路和山体,将建筑物划分为第一搜索层级,其他区域为第二搜索层级,这是由于建筑物内存在人员活动的概率更大,那么对于第一搜索层级的区域,其搜索频次更高,第二搜索层级通过更少的搜寻无人机进行搜寻。
[0057] 如图7所示,作为本发明的一个优选实施例,所述数据交互模块300包括:信号检测单元301,用于搜寻无人机开启模拟移动基站,在飞行途中对通信设备信号进行检测,监测到通信设备信号时,进行低速飞行。
[0058] 在本模块中,信号检测单元301搜寻无人机开启模拟移动基站,此时可以模拟基站进行运行,搜寻无人机移动到通信设备的信号检测范围内时,两者之间可以相互检测到对方的通信信号,监测到通信设备信号时,进行低速飞行。
[0059] 数据通信单元302,用于在飞行路径上持续检测通信信号强度,将搜寻无人机悬停在通信信号强度最大处,并与通信设备建立数据连接。
[0060] 在本模块中,数据通信单元302控制搜寻无人机,在飞行路径上持续检测通信信号强度,虽然检测到通信设备,但连接不稳定时,难以完成数据传输任务,此时搜寻无人机在搜录路径上进行往复移动,如在搜寻无人机的A‑B段可以检测到通信设备,那么确定A‑B段上检测到通信信号强度最高的一点,将搜寻无人机悬停在该点,并与通信设备建立数据连接。
[0061] 数据接收单元303,用于向对应通信设备发送预设的提示数据,并接收来自通信设备发送的临时通信数据,对当前位置进行标记,将位置信息存储到临时通信数据内。
[0062] 在本模块中,数据接收单元303向对应通信设备发送预设的提示数据,提示数据用于提示通信设备的用户,当前临时通信的方式以及数据通信的流程,上述内容可以通过短信的方式进行推送,接收来自通信设备发送的临时通信数据,并进行存储,搜寻无人机基于定位系统对自身位置进行定位,将定位数据存储在临时通信数据内。
[0063] 如图8所示,作为本发明的一个优选实施例,所述搜寻定位模块400包括:定位请求单元401,用于当前搜寻无人机悬停,向外广播定位配合请求,附近的搜寻无人机监测到定位配合请求后,靠近当前搜寻无人机。
[0064] 在本模块中,定位请求单元401当前搜寻无人机悬停,并向外广播定位配合请求,搜寻无人机之间在检测到定位配合请求时,则对定位配合请求进行解析,提取其中包含的定位信息,并前往该定位信息所指定的位置。
[0065] 信号强度检测单元402,用于至少两组搜寻无人机对通信设备的通信信号强度进行检测,搜寻无人机从多个检测点进行信号强度检测,得到多组信号强度值,多个所述检测点构成预设图形。
[0066] 在本模块中,信号强度检测单元402调取至少两组搜寻无人机对通信设备的通信信号强度进行检测,基于预设的检测点阵,检测点阵可以为多边形点阵,如三角形点阵,三个搜寻无人机组成对应形状的三角形,同步进行信号强度值检测,对信号强度值进行记录,三角形点阵的分布位置进行多组变化。
[0067] 图像采集单元403,用于基于多个检测点的坐标以及多组信号强度值进行通信距离校核,确定通信设备定位信息,并向固定通信基站发送通信设备的定位图像。
[0068] 在本模块中,图像采集单元403基于多个检测点的坐标以及多组信号强度值进行通信距离校核,基于预设的RSSI测距技术,计算每个点阵所在位置计算得到的通信设备位置,由于每一个点阵将会分布在多个位置,通过对多个位置进行校核,来进行筛选,如存在十个结果,但是其中仅有一组结果与其他结果相差最大,则将其删除,具体的,计算每一个位置坐标与其他位置坐标之间的距离值之和,对距离值之和进行排序,按升序排列的距离值之和分别为A1‑An,计算得到平均值A,当平均值A大于P*An时,则判定舍弃该位置坐标,并以其他剩余位置坐标的平均坐标作为当前通信设备的定位信息,在经过固定通信基站时,发送通信设备的定位图像。
[0069] 应该理解的是,虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0070] 本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,RAM以多种形式可得,诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink) DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
[0071] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
[0072] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
[0073] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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