无人机遥控链路中断的处理方法、装置及无人机与流程

1.本发明涉及一种无人机领域，尤其涉及一种无人机遥控链路中断的处理方法、装置及无人机。


背景技术：

2.无人机的无线电测控系统通常就是无人机数据链系统；按数据传输方向的不同可分为上行链路和下行链路。上行链路主要完成地面站至无人机的遥控指令的发送和接收，一般也称为遥控链路；下行链路主要完成无人机至地面终端的遥测数据、红外或电视图像的发送和接收以及跟踪定位信息的传输，一般也称为遥测链路。若遥控链路发生中断，即遥控指令不能发送至无人机，此时，无人机没有接收到遥控指令，据此认为遥控链路发生了中断。
3.对于遥控链路发生中断的情况，可以从飞行控制与管理的角度出发，采取一些适当的保护和补救措施。在相关技术中，根据遥控数据链路的特性，将链路状态划分为四种：链路正常、中断等待、中断难复、链路恢复。根据遥控链路通讯时间，进行链路中断判断，判断后得到链路状态，再根据链路状态进行如下相应的处理：如果链路状态为链路正常，则继续进行链路中断判断；如果链路状态为中断等待，则进行链路中断等待处理；如果链路状态为中断难复，则进行链路中断难复处理；如果链路状态为链路恢复，则进行链路中断恢复处理。其中，四种链路状态之间的转化关系为：在链路正常状态下，如果持续中断等待判断预设时长t1仍收不到遥控链路数据信号，则链路状态转为“中断等待”；在链路中断等待状态下，若在第一链路恢复判断预设时长t3内持续收到遥控链路数据信号，则链路状态转为“链路恢复”，如果持续中断难复判断预设时长t2仍收不到遥控链路数据信号，则链路状态转为“中断难复”；在链路中断难复状态下，若在第二链路恢复判断预设时长t4内持续收到遥控链路数据信号，则链路状态转为“链路恢复”。
[0004]“中断等待”被认为是链路由于某种原因发生短时间的中断，属于偶尔出现的情况，此时若链路恢复正常仍可继续中断前的任务；“中断难复”是指链路确实存在某种问题引起长时间中断，即使链路恢复正常，仍存在不可靠的因素，不应该盲目继续原来的任务，此时由地面操控人员做出决定并采取相应的处置措施。但在上述相关技术中，如果持续中断难复判断预设时长t2仍收不到遥控链路数据信号，则链路状态转为“中断难复”，并未考虑是否有其他因素导致链路中断的发生，就直接进入中断难复状态，进行链路中断难复处理，放弃原有任务，实战性欠缺，会导致飞机任务完成率大大降低。


技术实现要素：

[0005]
本发明旨在解决问题之一。
[0006]
本发明的主要目的在于提供一种无人机遥控链路中断的处理方法
[0007]
本发明的另一目的在于提供一种无人机遥控链路中断的处理装置。
[0008]
本发明的另一目的在于提供一种无人机。
[0009]
为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的。
[0010]
本发明一方面提供了一种无人机遥控链路中断的处理方法，所述方法包括：当无人机进入中断等待状态时，开始计时，并判断所述无人机的链路中断是否由干扰信号造成；如果是由干扰信号造成，则判断计时的时长小于或等于干扰判断预设时长t5时是否检测到遥控链路数据信号；如果是，则继续执行飞行任务，否则，执行链路中断难复处理，其中，所述干扰判断预设时长t5大于中断难复判断预设时长t2。
[0011]
可选的，所述判断所述无人机的链路中断是否由干扰信号造成，包括：计算所述无人机接收到的信号的总能量值，所述总能量值包括：时域总能量或频域总能量；将所述总能量值与预设的干扰检测门限比较，如果所述总能量值大于所述预设的干扰检测门限，则判断所述无人机的链路中断由干扰信号造成，否则，判断所述无人机的链路中断不是由干扰信号造成。
[0012]
可选的，所述方法还包括：如果是由干扰信号造成，在所述计时的时长小于或等于干扰判断预设时长t5的时间段内，所述无人机处于干扰等待状态，所述无人机执行中断等待处理。
[0013]
可选的，所述执行链路中断难复处理，包括：如果所述无人机在巡航飞行，则终止任务，所述无人机返航；如果所述无人机在五边航线飞行，则所述无人机进入下滑着陆控制；如果所述无人机在起飞滑跑或者着陆滑跑，则自动收油门，控制发动机停车后，将飞行控制与管理计算机复位。
[0014]
本发明另一方面提供了一种无人机遥控链路中断的处理装置，包括：计时模块，用于当无人机进入中断等待状态时，开始计时；判断模块，用于当所述计时模块开始计时后，判断所述无人机的链路中断是否由干扰信号造成；如果是由干扰信号造成，则判断计时的时长小于或等于干扰判断预设时长t5时是否检测到遥控链路数据信号，其中，所述干扰判断预设时长t5大于中断难复判断预设时长t2；处理模块，用于如果检测到遥控链路数据信号，则继续执行飞行任务，否则，执行链路中断难复处理。
[0015]
可选的，所述判断模块通过以下方式判断所述无人机的链路中断是否由干扰信号造成：计算所述无人机接收到的信号的总能量值，所述总能量值包括：时域总能量或频域总能量；将所述总能量值与预设的干扰检测门限比较，如果所述总能量值大于所述预设的干扰检测门限，则判断所述无人机的链路中断由干扰信号造成，否则，判断所述无人机的链路中断不是由干扰信号造成。
[0016]
可选的，所述处理模块，还用于如果是由干扰信号造成，在所述计时的时长小于或等于干扰判断预设时长t5的时间段内，设置所述无人机处于干扰等待状态，执行中断等待处理。
[0017]
可选的，所述处理模块通过以下方式执行链路中断难复处理：如果所述无人机在巡航飞行，则终止任务，控制所述无人机返航；如果所述无人机在五边航线飞行，则控制所述无人机进入下滑着陆控制；如果所述无人机在起飞滑跑或者着陆滑跑，则控制收油门，控制发动机停车后，将飞行控制与管理计算机复位。
[0018]
本发明另一方面提供了一种无人机，包括：如上所述的无人机遥控链路中断的处理装置。
[0019]
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明提供了一种无人机遥控链路中断
的处理方法、装置及无人机，通过在无人机的链路中断判断中增加对干扰信号的判断，如果判断出链路中断是由干扰信号造成的，则无人机的状态转为干扰等待状态，而不是进入中断难复状态，避免无人机因为可恢复的干扰而放弃原有任务，大大提高了飞机任务完成率以及实战性。
附图说明
[0020]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。
[0021]
图1为本发明实施例1提供的无人机遥控链路中断的处理方法的流程图；
[0022]
图2为本发明实施例2提供的无人机遥控链路中断的处理装置结构示意图。
具体实施方式
[0023]
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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，都属于本发明的保护范围。
[0024]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或数量或位置。
[0025]
在本发明的描述中，需要说明的是，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。
[0026]
下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。
[0027]
实施例1
[0028]
本实施例提供了一种无人机遥控链路中断的处理方法。图1是该无人机遥控链路中断的处理方法的流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤(s101
‑
s105)。
[0029]
s101、当无人机进入中断等待状态时，开始计时。
[0030]
在本实施例中，无人机设有计时器。在链路正常的状态时，计时器计时，如果计时时长达到中断等待判断预设时长t1仍收不到遥控链路数据信号，链路状态转为中断等待状态，无人机进入中断等待状态。在本步骤中，当无人机进入中断等待状态的时刻计时器重新开始计时。
[0031]
s102、判断无人机的链路中断是否由干扰信号造成；如果是由干扰信号造成，则执
行步骤s103，否则执行步骤s106。
[0032]
其中，步骤s102与步骤s101同时执行，不分先后顺序。即当无人机进入中断等待状态，开始计时的同时，判断造成无人机链路中断的原因。本实施例中，在无人机的链路中断判断中增加了对干扰信号的判断，如果判断出链路中断是由干扰信号造成的，则无人机的状态转为干扰等待状态，而不是进入中断难复状态，避免无人机因为可恢复的干扰而放弃原有任务，以提高飞机任务完成率以及实战性。
[0033]
s103、判断计时的时长小于或等于干扰判断预设时长t5时是否检测到遥控链路数据信号；如果是，则执行步骤s104；否则，执行步骤s105；其中，干扰判断预设时长t5大于中断难复判断预设时长t2。
[0034]
在实际应用中，无人机经常会飞过干扰区域，而由于干扰信号的影响，无人机无法检测到遥控链路数据信号，进而进入链路中断等待状态，当判断出该链路中断是由干扰信号造成，则可以将干扰判断预设时长t5设置的长一些，大于中断难复判断预设时长t2，以保证无人机在t5时长内不会转入中断难复状态，而放弃执行原有任务，且可以飞出干扰区。当计时的时长在计时达到t5之前检测到了遥控链路数据信号，则无人机飞出干扰区，可以正常执行任务，执行步骤s104继续执行飞行任务；当计时的时长在计时达到t5还没有检测到遥控链路数据信号，说明干扰区非常大，此时，不应该盲目继续原来的任务，执行步骤s105的中断难复处理。
[0035]
作为本实施例中一种可选的实施方式，判断无人机的链路中断是否由干扰信号造成，包括：计算无人机接收到的信号的总能量值，总能量值包括：时域总能量或频域总能量；将总能量值与预设的干扰检测门限比较，如果总能量值大于预设的干扰检测门限，则判断无人机的链路中断由干扰信号造成，否则，判断无人机的链路中断不是由干扰信号造成。
[0036]
其中，计算无人机接收到的信号的总能量值可以通过以下方式实现：假设环境中存在m个干扰信号，无人机对干扰信号进行频谱感知，感知到第i(i＝1，2，
…
，m)个干扰信号的状态ζ
i
有两种：ζ
i
∈{0，1}，其中，“0”表示第i个干扰信号不存在，“1”表示第i个干扰信号存在，则无人机干扰感知的接收信号为
[0037][0038]
式(1)中：s
i
表示接收到的干扰信号，第i个干扰信号s
i
的能量为；h
i
为信道增益，且服从均值为0、方差为的高斯分布；β表示自干扰系数，且β∈[0，1]；r表示均值为0、方差为的发送端信号；ω表示均值为0、方差为的高斯噪声信号；。令θ＝[ζ1，ζ2，
…
，ζ
m
]表示m个干扰信号存在与否的状态集合。定义判断干扰存在与否的能量检测判决统计量为：
[0039][0040]
式(2)中，l表示干扰感知样本点数，p表示改进能量检测器的阶数。若t＞λ，则表示存在干扰，否则干扰不存在。当p＝2时，无人机感知到干扰信号能量为：
[0041][0042]
式(3)中，当ζ1＝ζ2＝
…
＝ζ
m
＝0时，表示m个干扰信号都不存在，此时，无人机感知到干扰信号的能量为
[0043]
本实施例中，通过采用上述能量检测算法，可以计算得到无人机接收到的信号的
时域总能量或频域总能量，并与预设的干扰检测门限比较，进而判断检测环境中是否存在干扰信号，此方法无需待检测信号的任何先验信息，且计算复杂度低，简单易实现。当存在干扰信号时，可以认为，无人机实际上接收到了地面指挥站发送的遥控链路数据信号，但由于干扰信号的存在，导致无人机无法检测到该遥控链路数据信号，做出链路中断的判断，在干扰等待的t5时长内，保证无人机不会由于转入中断难复状态而放弃执行原有任务，从而提高任务执行完成率。
[0044]
作为本实施例中一种可选的实施方式，本实施例提供的方法还包括：如果是由干扰信号造成，在计时的时长小于或等于干扰判断预设时长t5的时间段内，无人机处于干扰等待状态，无人机执行链路中断等待处理。其中，作为本实施例中的一种可选实施方式，链路中断等待处理为：当无人机处于非自主控制状态时，则自动切换为自主控制状态；当无人机处于自主控制状态时，如果无人机在五边航线飞行，则保持在五边航线飞行；如果无人机在起飞滑跑或者着陆滑跑时，则自动收油门，控制发动机停车后，将飞行控制与管理计算机复位。
[0045]
s104、继续执行飞行任务。
[0046]
当无人机控制方式为自主控制时，无人机处于自主控制状态。在自主控制状态下，无人机会按照预定的流程自主完成全部飞行任务；当无人机控制方式为指令控制、人工修正或遥控操纵中的一种时，无人机都处于非自主控制状态，在非自主控制状态下，无人机通过接收地面指挥站发送的某些指令完成飞行任务。
[0047]
s105、执行链路中断难复处理。
[0048]
作为本实施例中的一种可选实施方式，执行链路中断难复处理，包括：
[0049]
如果无人机在巡航飞行，则终止任务，无人机返航；
[0050]
如果无人机在五边航线飞行，则无人机进入下滑着陆控制；
[0051]
如果无人机在起飞滑跑或者着陆滑跑，则自动收油门，控制发动机停车后，将飞行控制与管理计算机复位。
[0052]
本实施例提供的无人机遥控链路中断的处理方法，通过在无人机的链路中断判断中增加对干扰信号的判断，如果判断出链路中断是由干扰信号造成的，则无人机的状态转为干扰等待状态，而不是进入中断难复状态，避免无人机因为可恢复的干扰而放弃原有任务，从而提高了飞机任务完成率以及实战性。
[0053]
实施例2
[0054]
本实施例提供了一种无人机遥控链路中断的处理装置及无人机。图2是该无人机遥控链路中断的处理装置的结构示意图。本发明实施例提供的无人机遥控链路中断的处理装置及无人机应用于上述方法，以下仅对无人机遥控链路中断的处理装置及无人机的结构进行简要说明，其他未尽事宜，请参考上述无人机遥控链路中断的处理方法中的相关说明。
[0055]
如图2所示，本实施例提供的无人机遥控链路中断的处理装置包括：计时模块、判断模块和处理模块，其中：
[0056]
计时模块，用于当无人机进入中断等待状态时，开始计时；
[0057]
判断模块，用于当计时模块开始计时后，判断无人机的链路中断是否由干扰信号造成；如果是由干扰信号造成，则判断计时的时长小于或等于干扰判断预设时长t5时是否检测到遥控链路数据信号，其中，干扰判断预设时长t5大于中断难复判断预设时长t2；
[0058]
处理模块，用于如果检测到遥控链路数据信号，则继续执行飞行任务，否则，执行链路中断难复处理。
[0059]
作为本实施例中一种可选的实施方式，判断模块通过以下方式判断无人机的链路中断是否由干扰信号造成：
[0060]
计算无人机接收到的信号的总能量值，总能量值包括：时域总能量或频域总能量；
[0061]
将总能量值与预设的干扰检测门限比较，如果总能量值大于预设的干扰检测门限，则判断无人机的链路中断由干扰信号造成，否则，判断无人机的链路中断不是由干扰信号造成。
[0062]
作为本实施例中一种可选的实施方式，处理模块，还用于如果是由干扰信号造成，在计时的时长小于或等于干扰判断预设时长t5的时间段内，设置无人机处于干扰等待状态，执行中断等待处理。
[0063]
作为本实施例中一种可选的实施方式，处理模块通过以下方式执行链路中断难复处理：
[0064]
如果无人机在巡航飞行，则终止任务，控制无人机返航；
[0065]
如果无人机在五边航线飞行，则控制无人机进入下滑着陆控制；
[0066]
如果无人机在起飞滑跑或者着陆滑跑，则控制收油门，控制发动机停车后，将飞行控制与管理计算机复位。
[0067]
本实施例还提供了一种无人机，包括：如上所述的无人机遥控链路中断的处理装置。
[0068]
本实施例提供的无人机遥控链路中断的处理装置及无人机，通过在无人机的链路中断判断中增加对干扰信号的判断，如果判断出链路中断是由干扰信号造成的，则无人机的状态转为干扰等待状态，而不是进入中断难复状态，避免无人机因为可恢复的干扰而放弃原有任务，从而提高了飞机任务完成率以及实战性。
[0069]
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
[0070]
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
[0071]
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
[0072]
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模
块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
[0073]
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
[0074]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0075]
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。