用于定位通信终端的无人机系统的制作方法

1.本公开涉及一种用于定位通信终端的无人机系统。


背景技术：

2.随着无人机技术的发展，各种类型的无人机已经广泛应用于各行业中，提高了各行业的工作效率，并且节省了人力、物力的消耗。
3.近年来，无人机在搜寻遗失的手机等通信终端和搜救失踪人员等领域也得到了迅猛的发展。
4.目前，用于搜寻的无人机系统必须具有2架或者2架以上的无人机，并且无人机系统进行搜寻时，需要利用2架或者2架以上的无人机在不同位置探测目标方位，然后运用三角几何原理确定目标的位置和距离。
5.但是，这种无人机系统需要同时操作多架无人机，并且需要使多架无人机的行动相互配合，因此配合过程复杂繁琐，操作困难，同时花费的成本也比较高。


技术实现要素：

6.本公开有鉴于上述现有技术的状况而完成，其目的在于提供一种用于定位通信终端的无人机系统。
7.为此，本公开提供了一种用于定位通信终端的无人机系统，所述无人机系统包括定向天线、定位基站和无人机，所述定向天线配置为能够旋转以接收不同方向的信号；所述定位基站包括抓取模块，信号强度测量模块以及信号强度比较模块，所述抓取模块持续变更所述定位基站的广播信息的tac和cellid以使所述通信终端持续重复接入所述定位基站；若所述通信终端接入所述定位基站，所述定向天线旋转并且所述信号强度测量模块持续测量所述通信终端的信号强度并存储所述信号强度；所述信号强度比较模块获取所述信号强度的最强值并确定最强信号强度对应的方向为所述通信终端所在的方向；所述无人机配置为搭载所述定位基站和所述定向天线。在这种情况下，本公开涉及的无人机系统能够提高定位效率，并且能够降低成本。
8.另外，在本公开所涉及的无人机系统中，可选地，所述定向天线下倾角配置为第一预设角度。在这种情况下，能够使定向天线更好地接收的信号。
9.另外，在本公开所涉及的无人机系统中，可选地，所述定向天线波瓣水平角度配置为30～45度。在这种情况下，能够使定向天线接收距离更远的信号。
10.另外，在本公开所涉及的无人机系统中，可选地，所述定位基站还包括轮循变频模块，所述轮循变频模块配置为能够持续变换所述定位基站的广播信号的频率，所述轮循变频模块在所述通信终端接入所述定位基站后自动停止变频。在这种情况下，不同运营商的通信终端都能够识别并接入定位基站。
11.另外，在本公开所涉及的无人机系统中，可选地，所述定位基站还包括定位名单，所述定位名单记录着被搜寻的所述通信终端的唯一识别码。在这种情况下，便于后续定位
基站判断接入的通信终端是否为需要被搜寻的通信终端。
12.另外，在本公开所涉及的无人机系统中，可选地，所述无人机系统还包括摄像头组、客户前置设备、通信基站和管理平台，摄像头组包括光摄像头和热成像摄像头。在这种情况下，当无人机靠近通信终端时，操作人员能够通过摄像头观察附近地形以确定通信终端最终位置。
13.另外，在本公开所涉及的无人机系统中，可选地，所述通信基站为专网通信基站或使用运营商网络的普通基站。在这种情况下，当通信基站为专网通信基站时，操作人员能够通过专网实现通信基站与管理平台的通信，安全可靠。当通信基站为使用运营商网络的普通基站时，通信基站能够通过运营商核心网实现通信基站与管理平台的通信。
14.另外，在本公开所涉及的无人机系统中，可选地，所述管理平台接收并显示所述定位基站测量到的信号强度信息和所述摄像头组的影像信息。在这种情况下，便于管理平台实时获取通信终端所在的方向和附近地形。
15.另外，在本公开所涉及的无人机系统中，可选地，所述管理平台用于配置所述定位基站的频点、物理小区标识码、跟踪区编码、公共陆地移动网和功率；所述管理平台配置为能够录入所述定位名单。在这种情况下，便于操作人员通过管理平台远程配置定位基站。
16.另外，在本公开所涉及的无人机系统中，可选地，所述管理平台用于配置所述摄像头组的视频编码格式；所述管理平台配置为能够控制所述摄像头组的摄像头角度。在这种情况下，便于操作人员通过管理平台远程配置摄像头组。
17.根据本公开，提供一种能够降低成本和提高定位效率的定位通信终端的无人机系统。
附图说明
18.现在将仅通过参考附图的例子进一步详细地解释本公开的实施例，其中：
19.图1示出了本公开所涉及的用于定位通信终端的无人机系统的使用场景示意图。
20.图2示出了本公开所涉及的用于定位通信终端的无人机系统的框图。
21.图3示出了本公开所涉及的用于定位通信终端的无人机系统的定位基站的框图。
22.图4示出了本公开所涉及的用于定位通信终端的无人机系统另一种实施例的框图。
23.图5示出了本公开所涉及的搜寻通信终端的方法的流程图。
24.图6示出了本公开所涉及的搜寻通信终端的方法的划分搜索区域的方法的流程图。
25.图7示出了本公开所涉及的搜寻通信终端的方法的确定通信终端所在的搜索区域的方法的流程图。
具体实施方式
26.以下，参考附图，详细地说明本公开的优选实施方式。在下面的说明中，对于相同的部件赋予相同的符号，省略重复的说明。另外，附图只是示意性的图，部件相互之间的尺寸的比例或者部件的形状等可以与实际的不同。
27.本公开涉及一种用于定位通信终端的无人机系统。本公开所涉及的一种用于定位
通信终端的无人机系统可以简称为无人机系统。
28.图1示出了本公开涉及的用于定位通信终端2的无人机系统1的使用场景示意图。如图1所示，本公开所涉及的无人机系统1可以用于定位并搜寻通信终端2。通过定位和搜寻通信终端2，无人机系统1还可以定位和搜寻通信终端2的使用者或附近的待搜救者。由此，本公开所涉及的无人机系统1可以用于搜寻遗失的手机等通信终端2，也可以用于搜寻失踪的被困人员。本公开所涉及的无人机系统1能够提高定位效率，并且能够降低成本。
29.在一些示例中，通信终端2可以为手机，可使用运营商网络的平板电脑，可使用运营商网络的智能手表，随身wifi中的一种。
30.图2示出了本公开所涉及的用于定位通信终端2的无人机系统1的框图。
31.在本实施方式中，如图2所示，无人机系统1可以包括定向天线10、定位基站11和无人机12。
32.在本实施方式中，定向天线10可以旋转，从而能够接收不同方向的信号。由此，有利于定位基站11测量不同方向上的通信终端2的接收信号强度指示(received signal strength indication，rssi)。
33.在一些示例中，定向天线10可以为窄波束天线或八木天线。由此，能够有效地接收指定方向的信号，也即定位基站11测量到的rssi能够和方向一一对应。
34.在一些示例中，定向天线10的下倾角可以为第一预设角度。在一些示例中，第一预设角度可以为30度或45度。由此，能够使定向天线10更好地接收信号。
35.在一些示例中，定向天线10的波瓣水平角可以为30～45度。由此，能够使定向天线10接收更远距离的信号。
36.图3示出了本公开所涉及的用于定位通信终端2的无人机系统1的定位基站11的框图。
37.在本实施方式中，定位基站11可以包括抓取模块110、信号强度测量模块111、信号强度比较模块112。
38.在本实施方式中，抓取模块110可以持续变更定位基站11的广播信息的跟踪区编码(tracking area code，tac)和小区标识(cell identity)。从而通信终端2可以持续重复接入定位基站11。具体而言，由于定位基站11的广播信息的tac和cellid一直变更，通信终端2将持续认为原小区基站已消失，需要重新接入新的小区基站。由此，通信终端2将持续重复接入定位基站11。在这种情况下，定位基站11能够抓取到通信终端2，从而使其不能接入到附近的其他基站。由于通信终端2在接入定位基站11时，定位基站11才能测量rssi，由此能够便于定位基站11后续对通信终端2进行多次rssi测量。
39.在本实施方式中，信号强度测量模块111可以在通信终端2接入定位基站11时，测量通信终端2的rssi。也即，通信终端2每次接入定位基站11时，定位基站11都会对rssi进行测量。
40.在一些示例中，当定向天线10的旋转时，信号强度测量模块111可以持续测量不同方向上的通信终端2的rssi，并存储测量到的rssi。例如，定向天线10在水平方向上每旋转5度，信号强度测量模块111测量一次通信终端2的rssi。当定向天线10旋转一周，信号强度测量模块111将测量到72个rssi，将该72个rssi提供给信号强度比较模块112以对各个rssi进行比较。然后，定向天线10在垂直方向上旋转，每旋转5度，信号强度测量模块111测量一次
通信终端2的rssi。当定向天线10旋转90度，信号强度测量模块111将测量到18个rssi，将该18个rssi提供给信号强度比较模块112以对各个rssi进行比较。由此，有利于后续定位基站11获取到最强的rssi。
41.在本实施方式中，信号强度比较模块112可以在信号强度测量模块111测量到各个方向的rssi后，通过比较强弱的方式获取所测量的rssi的最强值。再通过rssi和方向的对应关系，确定rssi最强值对应的方向。在这种情况下，由于通信终端2所在的方向的rssi最强，因此能够确定通信终端2所在的方向。例如，定向天线10水平旋转，信号强度测量模块111可以测量到72个rssi。信号强度比较模块112可以通过比较强弱的方式得到72个rssi中最强的rssi，并确定最强rssi对应方向为通信终端2所在方向的水平方向。确定水平方向后，定向天线10在该水平方向上垂直旋转，信号强度测量模块111可以测量到18个rssi。信号强度比较模块112以相同的比较方式得到18个rssi中最强的rssi，并确定最强rssi对应的方向为通信终端2所在方向的垂直方向。最终，结合确定到的水平方向和垂直方向，可以确定通信终端2所在的方向。
42.在一些示例中，定位基站11还可以包括轮循变频模块113。轮循变频模块113可以不断变更定位基站11的广播信号频率，以使通信终端2可以识别定位基站11，从而接入定位基站11。具体而言，不同运营商的基站使用的广播信号频率不相同，轮循变频模块113可以不断变更广播信号的频率以模仿不同运营商的基站，在这种情况下，不同运营商的通信终端2都能够识别并接入定位基站11。
43.在一些示例中，通信终端2接入定位基站11后，轮循变频模块113将停止变更频率。然后，定位基站11的抓取模块110将持续抓取通信终端2。
44.在一些示例中，定位基站11的tac可以配置为与运营商基站的tac不同。另外，在一些示例中，定位基站11可以配置与运营商基站同频或者比其更高优先级的频点。定位基站11的信号强度可以比运营商基站信号强度高一个门限值。由此，有利于当通信终端2在接入到运营商基站后触发通信终端2的小区重选，以便于通信终端2接入定位基站11。
45.在一些示例中，如上所述，运营商基站可以是gsm或cdma中的基站(bts，base transceiver station)，可以是wcdma中的基站(nodeb)，也可以是lte中的演进型基站(nodeb或enb或e-nodeb，evolutional node b)，还可以是5g中的基站(gnb)。也即是，可以接入上述基站的通信终端2都可以接入定位基站11。
46.在一些示例中，无人机12可以搭载定向天线10和定位基站11，以便定位基站11在不同位置测量各个方向的通信终端2的rssi。在一些示例中，无人机12可以根据指令进行移动。由此，能够有效地搜寻到通信终端2。
47.图4示出了本公开所涉及的用于定位通信终端2的无人机系统另一种实施例的框图。
48.在一些示例中，如图4所示，无人机系统1还可以包括摄像头组13、客户前置设备14、通信基站15和管理平台16。
49.在一些示例中，摄像头组13可以包括光摄像头和热成像摄像头。在另一些示例中，摄像头组13可以包括1个、2个或3个摄像头。在一些示例中，光摄像头可以用于在无人机系统1靠近通信终端2时观察实际地形以搜寻通信终端2。在一些示例中，热成像摄像头可以用于在无人机系统1靠近通信终端2时搜寻通信终端2的使用者或附近的待搜救者。由此，能够
通过无人机系统1完成搜寻任务。
50.在一些示例中，定位基站11和摄像头组13获取到的信息可以通过有线传输的方式传输给客户前置设备14。具体而言，定位基站11、摄像头组13可以具有信号输出接口13a(未图示)，客户前置设备15可以具有信号输入接口15a(未图示)，信号输出接口13a与信号输入接口15a可以通过数据传输线对接以传输信息。客户前置设备14获取到信息后，通过无线传输的方式把该信息传输给通信基站15。另外，在一些示例中，客户前置设备14也可以通过无线传输的方式接收来自通信基站15的信息，并通过有线传输的方式传输给定位基站11和摄像头组13。由此，便于定位基站11和摄像头组13与通信基站15进行通信。
51.在一些示例中，通信基站15一侧可以通过无线传输的方式与客户前置设备14通信。通信基站15另一侧可以通过运营商核心网或专网与管理平台16通信。另外，如上所述，客户前置设备14通过有线传输的方式与定位基站11和摄像头组13通信。由此，能够使定位基站11和摄像头组13、客户前置设备14、通信基站15与管理平台16之间组成稳定的通信链路，在这种情况下，定位基站11和摄像头组13能够与管理平台16进行通信。定位基站11和摄像头组13可以向管理平台16发送定位基站11测量到的rssi信息和摄像头组13的影像信息。管理平台16可以向定位基站11发送定位基站11的配置信息和定位名单信息。定位名单记录着需要搜寻的通信终端2的唯一识别码。具体而言，通信终端2为手机时，唯一识别码可以为手机的imsi码。管理平台16可以向摄像头组13发送摄像头组13的配置信息和控制信息。配置信息包括摄像头组13的视频格式参数。控制信息包括摄像头组13的摄像头角度。
52.在一些示例中，通信基站15可以移动，具体而言，通信基站15可以配置在一个移动设备上。例如，通信基站15可以配置在汽车上。在这种情况下，能够利用汽车将通信基站15转移到各个区域。但是本发明不限于此，通信基站15也可以配置在其他载具上。在一些示例中，通信基站15可以为专网通信基站，由此，通信基站15通过专网与管理平台16通信。在另一些示例中，通信基站15可以为运营商通用基站，由此，通信基站15通过运营商核心网与管理平台16通信。
53.在一些示例中，管理平台16用于接收并显示定位基站11的rssi信息和摄像头组13的影像信息。具体而言，管理平台16可以显示定位基站11测量的各个方向的rssi。在一些示例中，管理平台16可以显示强度最大的rssi所对应的方向。在一些示例中，管理平台16还可以实时显示摄像头组13拍摄到的影像。
54.在一些示例中，管理平台16用于管理和配置定位基站11。管理平台16可以配置定位基站11的参数。具体而言，操作人员可以通过管理平台16配置定位基站11的频点、物理小区标识码(physical cell identifier，pci)、跟踪区编码(tracking area code，tac)、公共陆地移动网(public land mobile network，plmn)和功率，但本发明的示例不限于此。同时，操作人员可以通过管理平台16配置定位基站11的定位名单。例如，当通信终端2为手机时，操作人员可以将需要搜寻的手机的imsi码录入到管理平台16并发送至定位基站11。
55.在一些示例中，若有手机接入到定位基站11时，定位基站11判断该手机的imsi码是否在定位名单上。若该手机的imsi码在定位名单上，则可以确定该手机为需要搜寻的手机。反之，则释放该手机并拒绝该手机再次接入定位基站11。
56.在一些示例中，管理平台16可以用于管理和配置摄像头组13。如上所述，管理平台16可以向摄像头组13发送摄像头组13的配置信息和控制信息。在一些示例中，管理平台16
可以配置摄像头组13的视频格式。管理平台16还可以控制摄像头组13的摄像头角度。
57.在一些示例中，管理平台16可以为运行在联网设备上的应用程序软件。联网设备可以为电脑、手机和平板电脑中的一种。在另一些示例中，管理平台16可以为能够联网的智能设备，该智能设备可以具有显示屏和控制按钮。
58.本实施方式的另一方面，涉及一种搜寻通信终端2的方法。
59.图5示出了本公开所涉及的一种搜寻通信终端2的方法的流程图。
60.在本实施方式中，本公开涉及的一种通信终端2的搜寻方法可以包括以下步骤。划分搜索区域(步骤s1)，管理平台录入定位名单(步骤s2)，确定通信终端2所在的搜索区域(步骤s3)，抓取通信终端2(步骤s4)，确定通信终端2方向并移动(步骤s5)，搜寻通信终端2(步骤s6)。
61.在步骤s1中，划分搜索区域。
62.图6示出了本公开所涉及的一种搜寻通信终端2的方法的划分搜索区域的方法的流程图。
63.在本实施方式中，如图6所示，步骤s1包括以下步骤。
64.在步骤s10中，确定第一搜索范围。第一搜索范围为通信终端2的大致范围。具体而言，可以根据通信终端2最后出现的位置，确定第一搜救范围。在一些示例中，当通信终端2为手机时，可以将与手机最后通信的基站的位置作为通信终端2最后出现的位置，由此确定第一搜救范围。
65.在步骤s11中，判断第一搜索范围是否大于通信基站15的覆盖范围。如果第一搜索范围大于通信基站15的覆盖范围，则实施步骤s12。反之，则实施步骤s13。
66.在步骤s12中，划分第一搜索范围得到第二搜索范围，再划分第二搜索范围得到第三搜索范围。具体而言，将第一搜索范围划分成多个通信基站15可以完全覆盖的第二搜索范围。在一些示例中，多个第二搜索范围可以具有重合区域。
67.在一些示例中，可以将第二搜索范围再划分成多个无人机系统1可以完全覆盖的第三搜索范围，最终确定搜索范围为多个第三搜索范围。在一些示例中，多个第三搜索范围可以具有重合区域。
68.如上所述，无人机系统1包括定向天线10，定位基站11和无人机12。无人机系统1可以覆盖的范围为无人机12移动到最大范围时定位基站11可以覆盖的范围。
69.在步骤s13中，判断第一搜索范围是否大于无人机系统1最大搜索范围。如果第一搜索范围大于无人机系统1最大搜索范围，则则实施s14。反之，确定搜索范围为第一搜索范围。
70.在步骤s14中，划分第一搜索范围得到第四搜索范围。具体而言，将第一搜索范围划分成多个无人机系统1可以完全覆盖的第四搜索范围。在一些示例中，多个第四搜索范围可以具有重合区域。然后，确定搜索范围为多个第四搜索范围。
71.在步骤s2中，管理平台16录入定位名单。具体而言，定位基站11可以具有定位名单，定位名单可以记录着需要被定位的通信终端2的唯一识别码。例如，当通信终端2为手机时，唯一识别码可以为imsi码，管理平台可以远程向定位基站11的定位名单录入一个或多个需要搜寻的手机的imsi码。
72.在步骤s3中，确定通信终端2所在的搜索区域。
73.图7示出了本公开所涉及的一种搜寻通信终端2的方法的确定通信终端2所在的搜索区域的方法的流程图
74.在本实施方式中，如图7所示，步骤s3可以包括以下步骤。
75.在步骤s30中，搜索区域内的通信终端2。具体而言，定位基站11的轮循变频模块不断变化广播信号的频率，以使通信终端2能够识别定位基站11，并接入定位基站。在一些示例中，如上所述，定位基站11的频点可以配置为与运营商基站同频或者比其更高优先级的频点。定位基站11信号强度还可以配置为比运营商基站信号强度高一个门限值。由此，有利于定位基站11触发通信终端2的小区重选，以便于通信终端2接入定位基站11。
76.在步骤s31中，判断搜索区域内是否有通信终端2接入。如果没有通信终端2接入，则实施步骤s35。反之，则实施步骤s32。
77.在步骤s32中，判断通信终端唯一识别码是否存在定位基站11的定位名单。具体而言，通信终端2接入定位基站11后，定位基站11可以获取到通信终端2的唯一识别码。然后，定位基站11将该唯一识别码与定位名单上的所有唯一识别码做对比。如果该唯一识别码在定位名单上，说明该通信终端2即为需要搜寻的通信终端2。因此，步骤s3完成。如果该唯一识别码不在定位名单上，说明该通信终端2不是需要定位的通信终端2。因此，实施步骤s34。
78.在步骤s34中，释放通信终端2。具体而言，步骤s32确定了接入的通信终端2不是需要搜寻的通信终端2。因此，将通信终端2释放回公网，使其可以自由接入附近的其他基站。然后，无人机12继续搜索区域内的其他通信终端2，即实施步骤s30。
79.在步骤s35中，搜寻下一个区域。具体而言，步骤s31确定了本区域内没有需要定位的通信终端2，由此，无人机12可以移动到下一个区域，并继续搜索新区域内的通信终端2，即实施步骤s30。
80.在步骤s4中，抓取通信终端2。具体而言，步骤s3确定了区域内存在需要定位的通信终端2。并且，通信终端2成功接入了定位基站11。此时，定位基站11可以配置通信终端2以上行最大功率发射信号。定位基站11的抓取模块110可以持续改变定位基站11的广播信息中的tac和cellid。在这种情况下，通信终端2将认为原小区基站已消失，需要重新接入新的小区基站。由此，通信终端2可以持续重复地接入定位基站11，也即，定位基站11成功抓取到通信终端2。
81.在步骤s5中，确定通信终端2方向并移动。具体而言，定向天线10可以持续旋转。同时，定位基站11的信号强度测量模块111可以持续测量通信终端2的rssi并存储测量到的rssi。由此，定向天线10旋转一周后，定位基站11可以存储到一组rssi。定位基站11的信号强度比较模块112可以比较这组rssi的强弱，得到最强的rssi，并确定最强的rssi对应的方向为通信终端2所在的方向。无人机12可以向该方向移动。在移动过程中，若信号强度测量模块111测量到的rssi变弱，无人机12将原地停驻。定位基站11将重复上述过程以重新确定通信终端2所在的方向。无人机12向新方向移动，直到信号强度测量模块111测量到的rssi达到预设的最强值，则实施步骤s6。预设的rssi最强值为一固定的经验值。
82.在步骤s6中，搜寻通信终端2。经过步骤s5，无人机12已靠近通信终端2。此时，操作人员可以通过摄像头组13观察附近地形以确定通信终端2的确切位置，最终搜寻到通信终端2。
83.虽然以上结合附图和实施例对本公开进行了具体说明，但是可以理解，上述说明
不以任何形式限制本公开。本领域技术人员在不偏离本公开的实质精神和范围的情况下可以根据需要对本公开进行变形和变化，这些变形和变化均落入本公开的保护范围内。