本發(fā)明涉及無人機(jī)信號(hào)傳輸，尤其涉及一種信號(hào)優(yōu)化的方法、裝置及設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、隨著無人機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，室內(nèi)環(huán)境下的精確定位與導(dǎo)航成為無人機(jī)飛行的關(guān)鍵步驟。室外飛行中，無人機(jī)通常依賴全球定位系統(tǒng)（gps）獲取位置信息；然而，gps信號(hào)在室內(nèi)嚴(yán)重衰減，無法滿足定位需求。為此，業(yè)界先后提出視覺定位、超聲波/紅外測距以及基于uwb（超寬帶）基站的定位方案，以期待克服gps盲區(qū)限制，實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)精度的室內(nèi)導(dǎo)航。

2、視覺定位需要采用攝像頭進(jìn)行圖像的捕捉，然后結(jié)合圖像處理從而進(jìn)行導(dǎo)航和定位，但是圖像處理的過程中，需要龐大的算力來支撐，影響攝像頭的續(xù)航，同時(shí)，也需要高精密的芯片來支撐。

3、而超聲波和紅外測距是基于固定頻段的聲波或光波進(jìn)行反射，從而進(jìn)行判斷，而室內(nèi)使用的電器的遙控器往往會(huì)采用這兩種方式進(jìn)行，在無人機(jī)飛行的過程中接收到此類信號(hào)，則會(huì)導(dǎo)致誤判的情況，影響無人機(jī)的飛行。

4、其中，基于uwb基站的定位方案憑借高帶寬脈沖信號(hào)和優(yōu)異的抗多路徑干擾能力，一度被視為最具潛力的方法。但是，室內(nèi)環(huán)境中，各類物聯(lián)網(wǎng)終端、安防設(shè)備、遙控器等常采用與uwb相近或重疊的頻段進(jìn)行通信。當(dāng)無人機(jī)進(jìn)入此類設(shè)備的發(fā)射/接收范圍時(shí)，uwb脈沖信號(hào)易受到干擾，使時(shí)差測量（tdoa）或到達(dá)角度（aoa）計(jì)算失準(zhǔn)，甚至導(dǎo)致基站與無人機(jī)鏈路中斷，嚴(yán)重影響定位精度并增加碰撞風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而產(chǎn)生同頻干擾的現(xiàn)象，使得無人機(jī)與遙控之間的信號(hào)傳輸被其他設(shè)備的信號(hào)所干擾，無法更好地操控?zé)o人機(jī)。

5、其次，在無人機(jī)使用的相鄰信號(hào)頻段，若存在相鄰的信號(hào)頻段經(jīng)過反射或疊加，則會(huì)形成部分信號(hào)與無人機(jī)使用的信號(hào)頻段相同，疊加或相近的信號(hào)頻段在傳輸?shù)倪^程中，會(huì)使得無人機(jī)在接收或發(fā)送信號(hào)的過程中產(chǎn)生數(shù)據(jù)丟失或數(shù)據(jù)異常的問題，嚴(yán)重影響到無人機(jī)的飛行安全。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于此，有必要針對(duì)上述問題，提出了一種信號(hào)優(yōu)化的方法、裝置及設(shè)備。

2、本發(fā)明提出一種信號(hào)優(yōu)化的方法，所述信號(hào)優(yōu)化的方法包括：

3、獲取uwb基站范圍內(nèi)所有信號(hào)頻段的使用記錄，生成第一信號(hào)頻段數(shù)據(jù)；

4、獲取無人機(jī)的所有信號(hào)頻段，生成第二信號(hào)頻段數(shù)據(jù)；

5、依據(jù)所述第一信號(hào)頻段數(shù)據(jù)和所述第二信號(hào)頻段數(shù)據(jù)生成第一相鄰信號(hào)頻段數(shù)據(jù)；

6、自所述第二信號(hào)頻段數(shù)據(jù)中去除所述第一相鄰信號(hào)頻段數(shù)據(jù)，獲得第一信號(hào)通訊頻段；

7、依據(jù)所述第一信號(hào)通訊頻段為無人機(jī)和對(duì)應(yīng)的遙控器建立信號(hào)通訊通道。

8、在本技術(shù)的至少一個(gè)實(shí)施例中，所述依據(jù)所述第一信號(hào)頻段數(shù)據(jù)和所述第二信號(hào)頻段數(shù)據(jù)生成第一相鄰信號(hào)頻段數(shù)據(jù)，的步驟還包括：

9、獲取預(yù)設(shè)的相鄰信號(hào)閾值范圍數(shù)值；

10、將所述第一信號(hào)頻段數(shù)據(jù)中的每個(gè)信號(hào)頻段與信號(hào)閾值范圍數(shù)值進(jìn)行計(jì)算，生成所述第一相鄰信號(hào)頻段數(shù)據(jù)。

11、在本技術(shù)的至少一個(gè)實(shí)施例中，所述信號(hào)優(yōu)化的方法還包括：

12、檢測所述第一信號(hào)通訊頻段中是否存在可使用的信號(hào)頻段；

13、若存在，則依據(jù)所述第一信號(hào)通訊頻段為無人機(jī)和對(duì)應(yīng)的遙控器建立信號(hào)通訊通道。

14、在本技術(shù)的至少一個(gè)實(shí)施例中，所述信號(hào)優(yōu)化的方法還包括：

15、若不存在，獲取uwb基站范圍內(nèi)所有的信號(hào)范圍，生成第一信號(hào)范圍數(shù)據(jù)；

16、依據(jù)所述第一信號(hào)范圍數(shù)據(jù)建立第一干擾地圖；

17、獲取無人機(jī)位于所述第一干擾地圖內(nèi)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，生成第一坐標(biāo)；

18、依據(jù)所述第一坐標(biāo)、所述第一干擾地圖和所述第一信號(hào)范圍數(shù)據(jù)生成第一坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)能夠使用的信號(hào)頻段數(shù)據(jù)，生成第二信號(hào)通訊頻段；

19、依據(jù)所述第二信號(hào)通訊頻段為無人機(jī)和對(duì)應(yīng)的遙控器建立信號(hào)通訊通道。

20、在本技術(shù)的至少一個(gè)實(shí)施例中，所述依據(jù)所述第一坐標(biāo)、所述第一干擾地圖和所述第一信號(hào)范圍數(shù)據(jù)生成第一坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)能夠使用的信號(hào)頻段數(shù)據(jù)，生成第二信號(hào)通訊頻段，的具體步驟包括：

21、將所述第一干擾地圖內(nèi)的所述第一坐標(biāo)區(qū)域標(biāo)記為活動(dòng)區(qū)域；

22、獲取所述活動(dòng)區(qū)域內(nèi)基于uwb基站正在使用的信號(hào)頻段，生成第三信號(hào)頻段數(shù)據(jù)；

23、依據(jù)所述第二信號(hào)頻段數(shù)據(jù)、所述第三信號(hào)頻段數(shù)據(jù)和相鄰信號(hào)閾值范圍數(shù)據(jù)生成所述第二信號(hào)通訊頻段。

24、在本技術(shù)的至少一個(gè)實(shí)施例中，所述信號(hào)優(yōu)化的方法還包括：

25、獲取所述活動(dòng)區(qū)域相鄰的區(qū)域內(nèi)uwb基站正在使用的信號(hào)頻段，生成第四信號(hào)頻段數(shù)據(jù)；

26、依據(jù)所述第二信號(hào)頻段數(shù)據(jù)、所述第三信號(hào)頻段數(shù)據(jù)、所述第四信號(hào)頻段數(shù)據(jù)和相鄰信號(hào)閾值范圍數(shù)據(jù)生成所述第二信號(hào)通訊頻段。

27、在本技術(shù)的至少一個(gè)實(shí)施例中，所述信號(hào)優(yōu)化的方法還包括：

28、獲取所述活動(dòng)區(qū)域基于所述第一干擾地圖內(nèi)相鄰面積的區(qū)域，并標(biāo)記為相鄰區(qū)域；

29、獲取所述相鄰區(qū)域與所述活動(dòng)區(qū)域的信號(hào)重疊區(qū)域，獲得信號(hào)重疊區(qū)域；

30、獲取所述相鄰區(qū)域與所述活動(dòng)區(qū)域內(nèi)所有的信號(hào)頻段，生成第五信號(hào)頻段數(shù)據(jù)；

31、自所述第一信號(hào)頻段數(shù)據(jù)、所述第五信號(hào)頻段數(shù)據(jù)和所述相鄰信號(hào)閾值范圍數(shù)據(jù)，生成避讓信號(hào)頻段數(shù)據(jù)；

32、依據(jù)所述避讓信號(hào)頻段數(shù)據(jù)為無人機(jī)和對(duì)應(yīng)的遙控器建立信號(hào)通訊通道。

33、在本技術(shù)的至少一個(gè)實(shí)施例中，無人機(jī)位于信號(hào)重疊區(qū)域內(nèi)時(shí)，對(duì)比所述第三信號(hào)頻段數(shù)據(jù)與所述第五信號(hào)頻段數(shù)據(jù)，篩選出所述第三信號(hào)頻段數(shù)據(jù)中不位于所述第五信號(hào)頻段數(shù)據(jù)內(nèi)的信號(hào)頻段，獲得中繼信號(hào)頻段數(shù)據(jù)；

34、并自所述中繼信號(hào)頻段數(shù)據(jù)中篩選出不位于所述信號(hào)重疊區(qū)域內(nèi)的信號(hào)頻段，獲得中間信號(hào)頻段數(shù)據(jù)；

35、獲取無人機(jī)飛行方向的下一區(qū)域內(nèi)的uwb基站正在使用的信號(hào)頻段數(shù)據(jù)，生成第六信號(hào)頻段數(shù)據(jù)；

36、自所述第六信號(hào)頻段數(shù)據(jù)、所述第二信號(hào)頻段數(shù)據(jù)和所述相鄰信號(hào)閾值范圍數(shù)據(jù)生成下一區(qū)域信號(hào)頻段數(shù)據(jù)；

37、依據(jù)所述下一區(qū)域信號(hào)頻段數(shù)據(jù)中篩選出一個(gè)信號(hào)頻段作為下一區(qū)域信號(hào)使用頻段；

38、依據(jù)所述下一區(qū)域信號(hào)使用頻段生成下一區(qū)域信號(hào)數(shù)據(jù)；

39、將所述下一區(qū)域信號(hào)數(shù)據(jù)通過所述中間信號(hào)頻段數(shù)據(jù)發(fā)送至無人機(jī)；

40、無人機(jī)接收到所述下一區(qū)域信號(hào)數(shù)據(jù)后，通過所述下一區(qū)域信號(hào)使用頻段與對(duì)應(yīng)的遙控器建立通訊通道。

41、一種信號(hào)優(yōu)化裝置，應(yīng)用于如上述任意一項(xiàng)所述的信號(hào)優(yōu)化的方法中，所述信號(hào)優(yōu)化裝置包括：

42、數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取第一信號(hào)頻段數(shù)據(jù)和第二信號(hào)頻段數(shù)據(jù)；

43、相鄰信號(hào)頻段生成模塊，依據(jù)第一信號(hào)頻段數(shù)據(jù)和第二信號(hào)頻段數(shù)據(jù)生成第一相鄰信號(hào)頻段數(shù)據(jù)；

44、信號(hào)通訊頻段生成模塊，依據(jù)第二信號(hào)頻段數(shù)據(jù)和第一相鄰信號(hào)頻段數(shù)據(jù)生成第一信號(hào)通訊頻段；

45、信號(hào)通訊通道生成模塊，依據(jù)第一信號(hào)通訊頻段為無人機(jī)和對(duì)應(yīng)的遙控器建立信號(hào)通訊通道。

46、一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被所述處理器執(zhí)行時(shí)，使得所述處理器執(zhí)行以下步驟：

47、獲取uwb基站范圍內(nèi)所有信號(hào)頻段的使用記錄，生成第一信號(hào)頻段數(shù)據(jù)；

48、獲取無人機(jī)的所有信號(hào)頻段，生成第二信號(hào)頻段數(shù)據(jù)；

49、依據(jù)所述第一信號(hào)頻段數(shù)據(jù)和所述第二信號(hào)頻段數(shù)據(jù)生成第一相鄰信號(hào)頻段數(shù)據(jù)；

50、自所述第二信號(hào)頻段數(shù)據(jù)中去除所述第一相鄰信號(hào)頻段數(shù)據(jù)，獲得第一信號(hào)通訊頻段；

51、依據(jù)所述第一信號(hào)通訊頻段為無人機(jī)和對(duì)應(yīng)的遙控器建立信號(hào)通訊通道。

52、實(shí)施本實(shí)施例的信號(hào)優(yōu)化的方法、裝置及設(shè)備，將至少具有以下有益效果：

53、上述提供的信號(hào)優(yōu)化的方法、裝置及設(shè)備，系統(tǒng)在無人機(jī)所在的uwb基站覆蓋區(qū)域開展頻譜掃描，將此區(qū)域內(nèi)所有正在使用的信號(hào)頻段及其占用情況記錄下來，形成第一信號(hào)頻段數(shù)據(jù)。

54、同時(shí)，查詢無人機(jī)及其遙控器可支持的全部通信頻段，將這些候選頻率整理為第二信號(hào)頻段數(shù)據(jù)。

55、通過對(duì)比第一信號(hào)頻段數(shù)據(jù)、第二信號(hào)頻段數(shù)據(jù)，并依據(jù)預(yù)設(shè)的相鄰頻率閾值，自動(dòng)篩選出那些與環(huán)境信號(hào)頻段過于接近、可能產(chǎn)生鄰頻干擾的頻段集合——第一相鄰信號(hào)頻段數(shù)據(jù)。

56、將識(shí)別出的相鄰干擾頻段從無人機(jī)可用的第二信號(hào)頻段中剔除，剩下的不與任何環(huán)境信號(hào)近鄰的頻段即為第一信號(hào)通訊頻段。

57、最后，系統(tǒng)選擇生成的第一信號(hào)通訊頻段在無人機(jī)與遙控器之間建立專用通信通道，確保控制指令和遙測數(shù)據(jù)的可靠傳輸。

58、通過剔除所有與環(huán)境信號(hào)接近的頻段，無人機(jī)通信鏈路避免了鄰頻串?dāng)_，整體干擾水平明顯降低。

59、減少因信號(hào)丟失或誤判帶來的失控風(fēng)險(xiǎn)，可有效防止碰撞或偏離預(yù)定航線，特別適用于狹小或多設(shè)備干擾的室內(nèi)環(huán)境。

60、通過實(shí)時(shí)采集基站及環(huán)境中所有信號(hào)的占用情況，并計(jì)算相鄰閾值過濾，無人機(jī)通信頻點(diǎn)與附近高功率信號(hào)保持足夠隔離，顯著降低同頻及鄰頻干擾的概率。

61、通信干擾減少以后，無人機(jī)的遙控與遙測鏈路更穩(wěn)定，有助于高頻數(shù)據(jù)（包括定位、姿態(tài)、傳感器信息等）的實(shí)時(shí)傳輸，從而提高室內(nèi)導(dǎo)航與避障的時(shí)效性和準(zhǔn)確度。