一種空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人，將接收天線、電子羅盤、無線電監(jiān)測接收單元、中央處理單元、飛行控制模塊和導(dǎo)航模塊均安裝在機(jī)體上，所述中央處理單元分別與飛行控制模塊、導(dǎo)航模塊、電子羅盤和無線電監(jiān)測接收單元連接，所述接收天線與無線電監(jiān)測接收單元連接，所述中央處理單元先通過測向測出無線電信號源所在方向，再利用測向結(jié)果通過飛行控制模塊控制機(jī)體的飛行航跡，最后通過在飛行航跡上進(jìn)一步監(jiān)測的數(shù)據(jù)計(jì)算出無線電信號源的位置。本發(fā)明中央處理單元獲取導(dǎo)航模塊中的數(shù)據(jù)信息不再通過其它部件進(jìn)行中轉(zhuǎn)，減少了中央處理單元獲取空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人自身所處地理位置的時(shí)間，并增強(qiáng)了這一能力的可靠性。
【專利說明】一種空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及空中無線電監(jiān)測領(lǐng)域，特別是涉及一種利用測向結(jié)果自主規(guī)劃航跡來定位信號源的空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人。

【背景技術(shù)】
[0002]空中無線電監(jiān)測作為傳統(tǒng)監(jiān)測模式的一種補(bǔ)充，在現(xiàn)有的監(jiān)測網(wǎng)上可以形成遠(yuǎn)程控制、聯(lián)合測向、重點(diǎn)監(jiān)測等多功能現(xiàn)代化立體化監(jiān)測網(wǎng)，將可實(shí)現(xiàn)對所管轄區(qū)全頻段、全業(yè)務(wù)、全時(shí)段、全方位的監(jiān)測覆蓋，從而全面提升技術(shù)管理水平。實(shí)現(xiàn)空中監(jiān)測與以往的監(jiān)測方式最大的不同在于需要適用于空中監(jiān)測飛行的載體的配合使用，而不同的監(jiān)測活動從監(jiān)測任務(wù)的需求、性質(zhì)和預(yù)算方面對所使用的監(jiān)測載體類型也有不同的要求；根據(jù)目前空中監(jiān)測承擔(dān)的任務(wù)應(yīng)用場景可以將空中監(jiān)測任務(wù)劃分為重大活動保障任務(wù)、應(yīng)急響應(yīng)任務(wù)以及日常巡監(jiān)任務(wù)。
[0003]空中無線電監(jiān)測具有巨大的優(yōu)勢，因?yàn)闊o線電波在地面?zhèn)鞑r(shí)，會因?yàn)榉N種介質(zhì)的折射、反射、繞射而變得雜亂無章；而空中傳播幾乎沒有反射，具有直達(dá)性，所以通過空中監(jiān)測得到的無線電信號源方向和位置往往是很準(zhǔn)確的；其次，空中監(jiān)測位置變化快，可以由一個(gè)點(diǎn)迅速切換到另一個(gè)點(diǎn)，進(jìn)行立體交叉多點(diǎn)定位，這樣得到的位置精確度非常高，所以對空中平臺無線電監(jiān)測的需求越來越多。
[0004]目前，在我國國內(nèi)利用空中機(jī)器人對無線電進(jìn)行監(jiān)測的裝置、方法還很少。對空中機(jī)器人的控制大多在停留在地面站遠(yuǎn)程遙控階段，現(xiàn)有的空中無線電監(jiān)測平臺有:人駕駛固定翼飛機(jī)、人駕駛單旋翼直升機(jī)、單旋翼無人直升機(jī)、飛艇四種，均無法實(shí)現(xiàn)在空中自主測向定位信號源。
[0005]美國各樞紐機(jī)場早就裝備了有人駕駛固定翼飛機(jī)載無線電監(jiān)測系統(tǒng)，中國也于2010年了投入使用，造價(jià)在數(shù)千萬人民幣以上。由于飛行成本每次數(shù)十萬元以上，并且不能懸停守候；使得該固定翼飛機(jī)不僅制造成本非常高，飛行成本也非常高，而且作為較大型的飛機(jī)，需要事先申請航路，不便于執(zhí)行緊急任務(wù)。
[0006]2007年深圳出現(xiàn)造價(jià)在數(shù)百萬人民幣以上的有人駕駛單旋翼直升機(jī)搭載無線電監(jiān)測系統(tǒng)，單旋翼直升機(jī)的飛行成本較高為每小時(shí)3千元以上；制造成本較高，飛行成本也較聞。
[0007]2011年云南出現(xiàn)了飛艇無線電監(jiān)測系統(tǒng)，雖然飛艇安全性好，但飛行成本較高，每次充氦氣費(fèi)用通常在I萬元人民幣以上。
[0008]2012年中國出現(xiàn)了造價(jià)在數(shù)十萬人民幣以上的單旋翼無人直升機(jī)，雖然單旋翼無人直升機(jī)與前面的單旋翼直升機(jī)、固定翼飛機(jī)和飛艇無線電監(jiān)測系統(tǒng)相比制造成本和飛行成本較低，但其對于操作人員的技術(shù)要求較高，不利于推廣和普及，并且容易出現(xiàn)摔機(jī)事故，存在較大的安全隱患。
[0009]但是現(xiàn)有空中無線電監(jiān)測技術(shù)仍然存在共同的技術(shù)問題:
1、現(xiàn)有的空中無線電監(jiān)測系統(tǒng)，制造成本高，飛行成本高； 2、現(xiàn)有的空中無線電監(jiān)測系統(tǒng)操作困難，需要訓(xùn)練有素的專業(yè)飛行員或者操作員，不利于推廣和普及；
3、現(xiàn)有的空中無線電監(jiān)測系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，安全性低，并且難以兼顧安全性和無線電監(jiān)測所需的靈活性，一旦出現(xiàn)事故，損失很大；
4、現(xiàn)有的空中無線電監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)體龐大，存放和維護(hù)費(fèi)用也高。
[0010] 申請人:于2014年6月30日申請了申請?zhí)枮?01410303894.1的中國發(fā)明專利“一種基于多旋翼機(jī)器人的地面遙控的空中無線電監(jiān)測系統(tǒng)”和申請?zhí)枮?01410304041.X的中國發(fā)明專利“基于多旋翼機(jī)器人的空中無線電監(jiān)測系統(tǒng)”，雖然解決了上述問題，但是還存在以下問題:
A、依然需要地面遙控單元控制多旋翼機(jī)器人執(zhí)行各種飛行姿態(tài)，在空中完成無線電監(jiān)測任務(wù)，對操作人員的要求較高；
B、近年來的基于空中機(jī)器人的無線電監(jiān)測，普遍存在操控難度大、風(fēng)險(xiǎn)高和智能化水平低等不足，特別是在空中自主測向自主規(guī)劃航跡方面，缺少切實(shí)有效的手段；
C、現(xiàn)有的空中無線電監(jiān)測系統(tǒng)依然采用地面遙控器來控制無人機(jī)的飛行航跡，無法實(shí)現(xiàn)多旋翼機(jī)器人根據(jù)測向結(jié)果自主規(guī)劃飛行航跡并通過飛行航跡的變化對無線電信號源進(jìn)行定位。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提出一種空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人。本發(fā)明采用將導(dǎo)航模塊直接與中央處理單元連接，中央處理單元獲取導(dǎo)航模塊中的數(shù)據(jù)信息不再通過其它部件進(jìn)行中轉(zhuǎn)，減少了中央處理單元獲取空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人自身所處地理位置的時(shí)間，并增強(qiáng)了這一能力的可靠性。
[0012]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
一種空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人，其特征在于包括:
用于飛行的機(jī)體；
用于控制機(jī)體飛行的飛行控制模塊；
用于獲取無線電信號的接收天線；
用于獲取接收天線所指方向，實(shí)時(shí)獲取該方向?qū)?yīng)的方位角的電子羅盤；
用于接收無線電信號的無線電監(jiān)測接收單元；
用于對監(jiān)測任務(wù)調(diào)度、向飛行控制模塊發(fā)送飛行動作指令、監(jiān)測數(shù)據(jù)分析和記錄監(jiān)測數(shù)據(jù)的中央處理單元；
用于導(dǎo)航和自身定位的導(dǎo)航模塊；
所述接收天線、電子羅盤、無線電監(jiān)測接收單元、中央處理單元、飛行控制模塊和導(dǎo)航模塊均安裝在機(jī)體上，所述中央處理單元分別與飛行控制模塊、導(dǎo)航模塊、電子羅盤和無線電監(jiān)測接收單元連接，所述接收天線與無線電監(jiān)測接收單元連接，所述中央處理單元通過飛行控制模塊控制機(jī)體；所述中央處理單元先通過測向測出無線電信號源所在方向，再利用測向結(jié)果通過飛行控制模塊控制機(jī)體飛行，最后根據(jù)繼續(xù)飛行過程中測量到的數(shù)據(jù)計(jì)算無線電信號源的位置。
[0013]所述導(dǎo)航模塊為衛(wèi)星導(dǎo)航模塊。
[0014]接收天線在不同高度將接收到需要監(jiān)測的無線電信號傳輸?shù)綗o線電監(jiān)測接收單元；無線電監(jiān)測接收單元將來自不同高度的無線電信號強(qiáng)度數(shù)據(jù)發(fā)送至中央處理單元；中央處理單元測出不同高度的無線電信號中無線電信號最強(qiáng)的高度；再在無線電信號強(qiáng)度最強(qiáng)的高度進(jìn)行測向，測出無線電信號源所在方向，中央處理單元再利用測向結(jié)果通過飛行控制模塊控制機(jī)體的飛行航跡，最后根據(jù)繼續(xù)飛行過程中測量到的數(shù)據(jù)計(jì)算無線電信號源的位置。
[0015]所述空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人還包括至少一個(gè)用于躲避障礙的測距傳感器，所述測距傳感器與中央處理單元連接，中央處理單元通過測距傳感器實(shí)時(shí)計(jì)算空間障礙物是否在機(jī)體的飛行航跡上，當(dāng)中央處理單元計(jì)算出空間障礙物在機(jī)體的飛行航跡上時(shí)，中央處理單元將躲避障礙信息發(fā)送給飛行控制模塊，并由飛行控制模塊控制機(jī)體避開空間障礙物?？捎行П苊饪罩袩o線電監(jiān)測智能機(jī)器人撞上空間障礙物，導(dǎo)致空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人損壞，影響空中無線電監(jiān)測任務(wù)，保證了空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人的安全飛行。
[0016]所述空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人還包括氣壓計(jì)、陀螺儀和加速度傳感器，所述中央處理單元分別與氣壓計(jì)、陀螺儀和加速度傳感器連接，中央處理單元通過氣壓計(jì)、陀螺儀和加速度傳感器自主校正機(jī)體的飛行姿態(tài)。氣壓計(jì)用于測量空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人的飛行高度，為控制單元提供高度參數(shù)；陀螺儀用于防止空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人在受外力時(shí)飛行方向出現(xiàn)偏差，可用于保持飛行方向，保持飛行穩(wěn)定；加速度傳感器控制空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人的飛行速度，控制飛行穩(wěn)定。
[0017]所述空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人還包括用于進(jìn)行電量檢測的電量傳感器，所述空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人包括用于為空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人供電的電源，所述電源分別與中央處理單元和電量傳感器連接，所述電量傳感器與中央處理單元連接，所述中央處理單元通過電量傳感器持續(xù)檢測機(jī)體的當(dāng)前剩余電量，并判斷當(dāng)前電量是否足夠繼續(xù)飛行；當(dāng)中央處理單元計(jì)算出當(dāng)前剩余電量僅夠返回出發(fā)地或備降點(diǎn)時(shí)，中央處理單元將自動返航或備降信息發(fā)送給飛行控制模塊，并由飛行控制模塊控制機(jī)體執(zhí)行自動返航或備降。可在第一時(shí)間保護(hù)和收回空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人，有效避免空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人出現(xiàn)電量不足而丟失的情況發(fā)生。
[0018]所述空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人還包括降落傘開啟單元，降落傘開啟單元與中央處理單元連接，所述空中機(jī)器人設(shè)有降落傘，所述降落傘與降落傘開啟單元連接，中央處理單元通過降落傘開啟單元打開降落傘。降落傘和降落傘開啟單元的增設(shè)可在空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人發(fā)生機(jī)械故障下落時(shí)、電量耗盡下落時(shí)或者被不明物體擊中下落時(shí)，打開降落傘使其降落速度減小，安全降落，從而防止其摔壞，便于空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人的回收和數(shù)據(jù)收集，有效防止數(shù)據(jù)丟失，還能節(jié)約空中監(jiān)測成本。
[0019]所述接收天線為定向天線，定向天線和電子羅盤固連，定向天線和電子羅盤以相同角速度旋轉(zhuǎn)；或所述接收天線為測向天線陣。
[0020]所述飛行航跡為往測出的無線電信號源所在方向繼續(xù)飛行，飛行距離為Dl ;或飛行航跡為往測出的無線電信號源所在方向成夾角Θ I的方向繼續(xù)飛行，飛行距離為D2 ;再或飛行航跡為先往測出的無線電信號源所在方向繼續(xù)飛行，飛行距離為D3，再往測出的無線電信號源所在方向成夾角Θ 2的方向繼續(xù)飛行，飛行距離為D4。
[0021]所述無線電監(jiān)測接收單元為頻譜分析儀、監(jiān)測接收機(jī)。
[0022]所述中央處理單元為向飛行控制模塊發(fā)送飛行動作指令、控制無線電監(jiān)測接收單元執(zhí)行無線電監(jiān)測指令，并處理和存儲監(jiān)測數(shù)據(jù)的微處理器；或者所述中央處理單元為控制無線電監(jiān)測接收單元執(zhí)行無線電監(jiān)測指令，并處理和存儲監(jiān)測數(shù)據(jù)的手機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理或平板電腦。
[0023]所述飛行控制模塊為自動駕駛儀。
[0024]所述空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人的重量為6-12公斤。
[0025]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、本發(fā)明采用將導(dǎo)航模塊直接與中央處理單元連接，中央處理單元獲取導(dǎo)航模塊中的數(shù)據(jù)信息不再通過其它部件進(jìn)行中轉(zhuǎn)，減少了中央處理單元獲取空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人自身所處地理位置的時(shí)間，并增強(qiáng)了這一能力的可靠性。
[0026]2、本發(fā)明可將導(dǎo)航模塊直接內(nèi)置中央處理單元連接，有效利用了中央處理器資源；集成度提高，設(shè)備體積減小；中央處理單元獲取導(dǎo)航模塊中的數(shù)據(jù)信息為內(nèi)部調(diào)用，縮減了獲取飛行位置的響應(yīng)時(shí)間。
[0027]3、本發(fā)明采用包括機(jī)體、飛行控制模塊、接收天線、電子羅盤、無線電監(jiān)測接收單元、中央處理單元和導(dǎo)航模塊形成的空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人；不需要專業(yè)操作人員，操控簡單，風(fēng)險(xiǎn)低，智能化水平高，實(shí)現(xiàn)了空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人利用監(jiān)測結(jié)果自主規(guī)劃航跡來定位信號源的位置，更實(shí)現(xiàn)了智能化的空中無線電監(jiān)測。
[0028]4、本發(fā)明采用所述空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人還包括至少一個(gè)用于躲避障礙的測距傳感器，所述測距傳感器與中央處理單元連接，中央處理單元通過測距傳感器實(shí)時(shí)計(jì)算空間障礙物是否在機(jī)體的飛行航跡上，當(dāng)中央處理單元計(jì)算出空間障礙物在機(jī)體的飛行航跡上時(shí)，中央處理單元將躲避障礙的信息發(fā)送給飛行控制模塊，并由飛行控制模塊控制機(jī)體避開空間障礙物?？捎行П苊饪罩袩o線電監(jiān)測智能機(jī)器人撞上空間障礙物，保證了空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人的安全飛行。
[0029]5、本發(fā)明采用所述空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人還包括氣壓計(jì)、陀螺儀和加速度傳感器，所述中央處理單元分別與氣壓計(jì)、陀螺儀和加速度傳感器連接，中央處理單元通過氣壓計(jì)、陀螺儀和加速度傳感器自主校正機(jī)體的飛行姿態(tài)。氣壓計(jì)用于測量空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人的飛行高度，為控制單元提供高度參數(shù)；陀螺儀用于防止空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人在受外力時(shí)飛行方向出現(xiàn)偏差，可用于保持飛行方向，保持飛行穩(wěn)定；加速度傳感器控制空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人的飛行速度，控制飛行穩(wěn)定。
[0030]6、本發(fā)明采用所述空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人還包括用于進(jìn)行電量檢測的電量傳感器，所述空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人包括用于為空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人供電的電源，所述電源分別與中央處理單元和電量傳感器連接，所述電量傳感器與中央處理單元連接，所述中央處理單元通過電量傳感器持續(xù)檢測機(jī)體的當(dāng)前剩余電量，并判斷當(dāng)前電量是否足夠繼續(xù)飛行；當(dāng)中央處理單元計(jì)算出當(dāng)前剩余電量僅夠返回出發(fā)地或備降點(diǎn)時(shí)，中央處理單元將自動返航或備降信息發(fā)送給飛行控制模塊，并由飛行控制模塊控制機(jī)體執(zhí)行自動返航或備降。可在第一時(shí)間保護(hù)和收回空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人，有效避免空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人出現(xiàn)電量不足而丟失的情況發(fā)生。
[0031]7、本發(fā)明采用所述空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人還包括降落傘開啟單元，降落傘開啟單元與中央處理單元連接，所述空中機(jī)器人設(shè)有降落傘，所述降落傘與降落傘開啟單元連接，中央處理單元通過降落傘開啟單元打開降落傘。降落傘和降落傘開啟單元的增設(shè)可在空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人發(fā)生機(jī)械故障下落時(shí)、電量耗盡下落時(shí)或者被不明物體擊中下落時(shí)，打開降落傘使其降落速度減小，安全降落，從而防止其摔壞，便于空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人的回收和數(shù)據(jù)收集，有效防止數(shù)據(jù)丟失，還能節(jié)約空中監(jiān)測成本。
[0032]8、本發(fā)明采用所述接收天線為定向天線，定向天線和電子羅盤固連，定向天線和電子羅盤以相同角速度旋轉(zhuǎn)；或所述接收天線為測向天線陣。結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，而且制造成本低。
[0033]9、本發(fā)明采用所述飛行航跡為往測出的無線電信號源所在方向繼續(xù)飛行，飛行距離為Dl ;或飛行航跡為往測出的無線電信號源所在方向成夾角Θ I的方向繼續(xù)飛行，飛行距離為D2 ;再或飛行航跡為先往測出的無線電信號源所在方向繼續(xù)飛行，飛行距離為D3，再往測出的無線電信號源所在方向成夾角Θ 2的方向繼續(xù)飛行，飛行距離為D4。本發(fā)明還采用了上述3種飛行航跡，通過監(jiān)測不同飛行航跡時(shí)飛行時(shí)空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人的位置變化、空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人測出的無線電信號強(qiáng)度電平變化和無線電信號源的方位計(jì)算無線電信號源的位置，實(shí)現(xiàn)了空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人利用測向結(jié)果自主規(guī)劃航跡來定位信號源的位置，更實(shí)現(xiàn)了智能化的空中無線電監(jiān)測。
[0034]10、本發(fā)明采用所述無線電監(jiān)測接收單元為頻譜分析儀或者監(jiān)測接收機(jī)。所述頻譜分析儀用于信號頻譜參數(shù)的測量，能以數(shù)字方式將測量結(jié)果傳送至數(shù)據(jù)接口 ；所述監(jiān)測接收機(jī)用于測量空中無線電信號的強(qiáng)度、頻率、帶寬等。
[0035]11、本發(fā)明采用所述中央處理單元為控制無線電監(jiān)測接收單元執(zhí)行無線電監(jiān)測指令，并處理和存儲監(jiān)測數(shù)據(jù)的微處理器，對于信號處理和參數(shù)分析十分方便；或者所述中央處理單元為控制無線電監(jiān)測接收單元執(zhí)行無線電監(jiān)測指令，并處理和存儲監(jiān)測數(shù)據(jù)的手機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理或平板電腦，采用手機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理或平板電腦可以將空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人通過網(wǎng)絡(luò)與控制中心進(jìn)行互動，實(shí)時(shí)提供當(dāng)前監(jiān)測數(shù)據(jù)和環(huán)境信息，也方便了控制中心對空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人執(zhí)行空中無線電監(jiān)測任務(wù)進(jìn)行觀察。
[0036]12、所述空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人的重量為6-12公斤，整個(gè)空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人的重量與現(xiàn)有技術(shù)的飛艇、直升機(jī)相比十分輕便，而且成本低，輕便的重量保證了空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人能順利執(zhí)行空中無線電監(jiān)測任務(wù)，能耗也低，特別適合在空中無線電監(jiān)測領(lǐng)域推廣和普及。
[0037]13、本發(fā)明的智能度高，在飛行過程中可以自動避開障礙物，任務(wù)完成后還可以自動返航或備降。
[0038]14、本發(fā)明不同于地面監(jiān)測測向，在空中進(jìn)行無線電監(jiān)測不僅克服了反射、折射、繞射等的影響，還能通過自主規(guī)劃航跡來測量和計(jì)算出無線電信號源的位置，對于查找異常的無線電信號源提供快捷的手段。
[0039]15、本發(fā)明的靈活性高。本發(fā)明采用在空中監(jiān)測，不受地面障礙物的阻擋，適用于城市、郊區(qū)或山地各種環(huán)境下的監(jiān)測。
[0040]14、本發(fā)明的監(jiān)測定位效率高。不同于地面車載式或手持式測向，由于空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人起飛、飛行速度較快，沒有道路限制和交通堵塞，且在空中能自然避免反射、折射、繞射的影響。
[0041]16、本發(fā)明提高了飛行安全和飛行效率，解決了現(xiàn)有技術(shù)普遍存在操控難度大、風(fēng)險(xiǎn)高和智能化水平低等問題，同時(shí)還解決了現(xiàn)有的用于機(jī)載空中無線電監(jiān)測的無人機(jī)均無法根據(jù)監(jiān)測結(jié)果自主規(guī)劃無人機(jī)航跡對無線電信號源進(jìn)行定位的難題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0042]圖1為本發(fā)明空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0043]圖2為本發(fā)明實(shí)施例2空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0044]圖3為本發(fā)明實(shí)施例3空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0045]下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明:
實(shí)施例1:
一種空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人，包括:
用于飛行的機(jī)體；
用于控制機(jī)體飛行的飛行控制模塊；
用于獲取無線電信號的接收天線；
用于獲取接收天線所指方向，實(shí)時(shí)獲取該方向?qū)?yīng)的方位角的電子羅盤；
用于接收無線電信號的無線電監(jiān)測接收單元；
用于對監(jiān)測任務(wù)調(diào)度、監(jiān)測數(shù)據(jù)分析和記錄監(jiān)測數(shù)據(jù)的中央處理單元；
用于導(dǎo)航和自身定位的導(dǎo)航模塊；
所述接收天線、電子羅盤、無線電監(jiān)測接收單元、中央處理單元、飛行控制模塊和導(dǎo)航模塊均安裝在機(jī)體上，所述中央處理單元分別與飛行控制模塊、導(dǎo)航模塊、電子羅盤和無線電監(jiān)測接收單元連接，所述接收天線與無線電監(jiān)測接收單元連接，所述中央處理單元通過飛行控制模塊控制機(jī)體；所述中央處理單元先通過測向測出無線電信號源所在方向，再利用測向結(jié)果通過飛行控制模塊控制機(jī)體飛行，最后根據(jù)繼續(xù)飛行過程中測量到的數(shù)據(jù)計(jì)算無線電信號源的位置。
[0046]在這個(gè)過程中，中央控制單元不停地向飛行控制單元發(fā)送位置信息，以確保按規(guī)劃的軌跡飛行。
[0047]本發(fā)明中,所述接收天線為定向天線,定向天線和電子羅盤固連,定向天線和電子羅盤以相同角速度旋轉(zhuǎn)。
[0048]本發(fā)明中，所述飛行航跡包括往測出的無線電信號源所在方向繼續(xù)飛行，飛行距離為D1。
[0049]本發(fā)明中，所述無線電監(jiān)測接收單元為監(jiān)測接收機(jī)。
[0050]本發(fā)明中，所述中央處理單元為向飛行控制模塊發(fā)送飛行動作指令、控制無線電監(jiān)測接收單元執(zhí)行無線電監(jiān)測指令，并處理和存儲監(jiān)測數(shù)據(jù)的微處理器。
[0051 ] 本發(fā)明中，所述飛行控制模塊為自動駕駛儀。
[0052]本發(fā)明中，所述空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人的重量為6公斤。
[0053]本發(fā)明在使用時(shí)采用 申請人:同時(shí)申請的一種空中無線電監(jiān)測方法:
該方法包括以下步驟:
I)輸入監(jiān)測定位參數(shù):監(jiān)測定位參數(shù)包括需要監(jiān)測的無線電信號參數(shù)、最大飛行距離Dmax、監(jiān)測起點(diǎn)高度Hmin和最大飛行高度Hmax ；
2)找出測向高度:升空后，空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人從監(jiān)測起點(diǎn)高度Hmin與最大飛行高度Hmax之間連續(xù)進(jìn)行無線電信號強(qiáng)度檢測，直到測出無線電信號強(qiáng)度的最大值對應(yīng)的高度H ；
3)航跡規(guī)劃和定位無線電信號源:在高度H處空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人先測出無線電信號源所在方向，空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人利用測出的無線電信號源所在方向自主規(guī)劃飛行航跡，根據(jù)繼續(xù)飛行過程中測量到的數(shù)據(jù)計(jì)算無線電信號源的位置。
[0054]所述航跡規(guī)劃和定位無線電信號源步驟中，在高度H、位置PO處空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人測出無線電信號強(qiáng)度電平SO和無線電信號源所在方向，空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人再沿測出的無線電信號源所在方向飛行距離Dl到達(dá)位置P1，在高度H、位置Pl處空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人測出無線電信號強(qiáng)度電平SI和方向；空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人根據(jù)無線電信號強(qiáng)度電平的變化量S1- SO和距離D1，按照電波傳播模型推算出無線電信號源的位置PS。
[0055]如果在Pl處測出的無線電信號源方向不變，則:
在電波傳播的自由空間模型下，Pl與無線電信號源的位置的距離=Dl/{[10(Sl-SO)/20]-1 }
在電波傳播的平面大地模型下，Pl與無線電信號源的位置的距離=Dl/ {[10 (Sl-SO)/40]-1 }
如果在Pl處測出的無線電信號源方向改變180度，則:
在自由空間模型下，Pl與無線電信號源的位置的距離 =Dl/{ [10 (Sl-SO)/20]+1 }
在平面大地模型下，Pl與無線電信號源的位置的距離 =Dl/{ [10 (Sl-SO)/40]+1 }
當(dāng)飛行高度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所監(jiān)測的電波波長時(shí)，采用電波傳播的自由空間模型；否則按平面大地模型。
[0056]實(shí)施例2:
一種空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人，包括:
用于飛行的機(jī)體；
用于控制機(jī)體飛行的飛行控制模塊；
用于獲取無線電信號的接收天線；
用于獲取接收天線所指方向，實(shí)時(shí)獲取該方向?qū)?yīng)的方位角的電子羅盤；
用于接收無線電信號的無線電監(jiān)測接收單元；
用于對監(jiān)測任務(wù)調(diào)度、監(jiān)測數(shù)據(jù)分析和記錄監(jiān)測數(shù)據(jù)的中央處理單元；
用于導(dǎo)航和自身定位的導(dǎo)航模塊；
所述接收天線、電子羅盤、無線電監(jiān)測接收單元、中央處理單元、飛行控制模塊和導(dǎo)航模塊均安裝在機(jī)體上，所述中央處理單元分別與飛行控制模塊、導(dǎo)航模塊、電子羅盤和無線電監(jiān)測接收單元連接，所述接收天線與無線電監(jiān)測接收單元連接，所述中央處理單元通過飛行控制模塊控制機(jī)體；所述中央處理單元先通過測向測出無線電信號源所在方向，再利用測向結(jié)果通過飛行控制模塊控制機(jī)體飛行，最后根據(jù)繼續(xù)飛行過程中測量到的數(shù)據(jù)計(jì)算無線電信號源的位置。
[0057]本發(fā)明中，所述導(dǎo)航模塊為衛(wèi)星導(dǎo)航模塊。
[0058]本發(fā)明中，接收天線在不同高度將接收的無線電信號傳輸?shù)降綗o線電監(jiān)測接收單元；無線電監(jiān)測接收單元將來自不同高度的無線電信號強(qiáng)度數(shù)據(jù)發(fā)送至中央處理單元；中央處理單元測出不同高度的無線電信號中無線電信號最強(qiáng)的高度；再在無線電信號強(qiáng)度最強(qiáng)的高度進(jìn)行測向，測出無線電信號源所在方向，中央處理單元再利用測向結(jié)果通過飛行控制模塊控制機(jī)體飛行，最后根據(jù)繼續(xù)飛行過程中測量到的數(shù)據(jù)計(jì)算無線電信號源的位置。
[0059]在這個(gè)過程中，中央控制單元不停地向飛行控制單元發(fā)送位置信息，以確保按規(guī)劃的軌跡飛行。
[0060]本發(fā)明中，所述空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人還包括五個(gè)用于躲避障礙的測距傳感器，所述每個(gè)測距傳感器與中央處理單元連接，中央處理單元通過五個(gè)測距傳感器實(shí)時(shí)計(jì)算空間障礙物是否在機(jī)體的飛行航跡上，當(dāng)中央處理單元計(jì)算出空間障礙物在機(jī)體的飛行航跡上時(shí)，中央處理單元將躲避障礙信息發(fā)送給飛行控制模塊，并由飛行控制模塊控制機(jī)體避開空間障礙物?？捎行П苊饪罩袩o線電監(jiān)測智能機(jī)器人撞上空間障礙物，導(dǎo)致空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人損壞，影響空中無線電監(jiān)測任務(wù)，保證了空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人的安全飛行。
[0061]所述測距傳感器為超聲波測距傳感器。
[0062]本發(fā)明中，所述空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人還包括氣壓計(jì)、陀螺儀和加速度傳感器，所述中央處理單元分別與氣壓計(jì)、陀螺儀和加速度傳感器連接，中央處理單元通過氣壓計(jì)、陀螺儀和加速度傳感器自主校正機(jī)體的飛行姿態(tài)。氣壓計(jì)用于測量空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人的飛行高度，為控制單元提供高度參數(shù)；陀螺儀用于防止空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人在受外力時(shí)飛行方向出現(xiàn)偏差，可用于保持飛行方向，保持飛行穩(wěn)定；加速度傳感器控制空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人的飛行速度，控制飛行穩(wěn)定。
[0063]本發(fā)明中，所述空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人還包括用于進(jìn)行電量檢測的電量傳感器，所述空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人包括用于為空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人供電的電源，所述電源分別與中央處理單元和電量傳感器連接，所述電量傳感器與中央處理單元連接，所述中央處理單元通過電量傳感器持續(xù)檢測機(jī)體的當(dāng)前剩余電量，并判斷當(dāng)前電量是否足夠繼續(xù)飛行；當(dāng)中央處理單元計(jì)算出當(dāng)前剩余電量僅夠返回出發(fā)地或備降點(diǎn)時(shí)，中央處理單元將自動返航或備降信息發(fā)送給飛行控制模塊，并由飛行控制模塊控制機(jī)體執(zhí)行自動返航或備降?？稍诘谝粫r(shí)間保護(hù)和收回空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人，有效避免空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人出現(xiàn)電量不足而丟失的情況發(fā)生。
[0064]本發(fā)明中,所述接收天線為定向天線,定向天線和電子羅盤固連,定向天線和電子羅盤以相同角速度旋轉(zhuǎn)；或所述接收天線為測向天線陣。
[0065]本發(fā)明中，所述飛行航跡為往測出的無線電信號源所在方向成夾角Θ的方向繼續(xù)飛行，飛行距離為D2。
[0066]本發(fā)明中，所述夾角Θ的角度為O度< I Θ I <90度。
[0067]本發(fā)明中，所述無線電監(jiān)測接收單元為監(jiān)測接收機(jī)。
[0068]本發(fā)明中，所述中央處理單元為向飛行控制模塊發(fā)送飛行動作指令、控制無線電監(jiān)測接收單元執(zhí)行無線電監(jiān)測指令，并處理和存儲監(jiān)測數(shù)據(jù)的手機(jī)。
[0069]本發(fā)明中，所述飛行控制模塊為自動駕駛儀。
[0070]本發(fā)明中，所述空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人的重量為8公斤。
[0071]本發(fā)明在使用時(shí)采用 申請人:同時(shí)申請的一種空中無線電監(jiān)測方法:
該方法包括以下步驟:
1)輸入監(jiān)測定位參數(shù):監(jiān)測定位參數(shù)包括需要監(jiān)測的無線電信號參數(shù)、最大飛行距離Dmax、監(jiān)測起點(diǎn)高度Hmin和最大飛行高度Hmax ；
2)找出測向高度:升空后，空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人從監(jiān)測起點(diǎn)高度Hmin與最大飛行高度Hmax之間連續(xù)進(jìn)行無線電信號強(qiáng)度檢測，直到測出無線電信號強(qiáng)度的最大值對應(yīng)的高度H ；
3)航跡規(guī)劃和定位無線電信號源:在高度H處空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人先測出無線電信號源所在方向，空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人利用測出的無線電信號源所在方向自主規(guī)劃飛行航跡，根據(jù)繼續(xù)飛行過程中測量到的數(shù)據(jù)計(jì)算無線電信號源的位置。
[0072]所述航跡規(guī)劃和定位無線電信號源步驟中，在高度H、位置PO處空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人先測出無線電信號源所在方向I，空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人沿與無線電信號源所在方向I成夾角Θ I的方向飛行距離D2到達(dá)位置P3，在高度H、位置P3處空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人測出無線電信號源所在方向II ;空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人根據(jù)位置PO、方向I和位置P3、方向II交繪出無線電信號源的位置PS。
[0073]所述O 度< I Θ I I < 90 度。
[0074]實(shí)施例3:
一種空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人，包括:
用于飛行的機(jī)體；
用于控制機(jī)體飛行的飛行控制模塊；
用于獲取無線電信號的接收天線；
用于獲取接收天線所指方向，實(shí)時(shí)獲取該方向?qū)?yīng)的方位角的電子羅盤；
用于接收無線電信號的無線電監(jiān)測接收單元；
用于對監(jiān)測任務(wù)調(diào)度、監(jiān)測數(shù)據(jù)分析和記錄監(jiān)測數(shù)據(jù)的中央處理單元；
用于導(dǎo)航和自身定位的導(dǎo)航模塊；
所述接收天線、電子羅盤、無線電監(jiān)測接收單元、中央處理單元、飛行控制模塊和導(dǎo)航模塊均安裝在機(jī)體上，所述中央處理單元分別與飛行控制模塊、導(dǎo)航模塊、電子羅盤和無線電監(jiān)測接收單元連接，所述接收天線與無線電監(jiān)測接收單元連接，所述中央處理單元通過飛行控制模塊控制機(jī)體；所述中央處理單元先通過測向測出無線電信號源所在方向，再利用測向結(jié)果通過飛行控制模塊控制機(jī)體飛行，最后根據(jù)繼續(xù)飛行過程中測量到的數(shù)據(jù)計(jì)算無線電信號源的位置。
[0075]本發(fā)明中，所述導(dǎo)航模塊為衛(wèi)星導(dǎo)航模塊。
[0076]本發(fā)明中，接收天線在不同高度將接收的無線電信號傳輸?shù)降綗o線電監(jiān)測接收單元；無線電監(jiān)測接收單元將來自不同高度的無線電信號強(qiáng)度數(shù)據(jù)發(fā)送至中央處理單元；中央處理單元測出不同高度的無線電信號中無線電信號最強(qiáng)的高度；再在無線電信號強(qiáng)度最強(qiáng)的高度進(jìn)行測向，測出無線電信號源所在方向，中央處理單元再利用測向結(jié)果通過飛行控制模塊控制機(jī)體的飛行航跡，最后根據(jù)繼續(xù)飛行過程中測量到的數(shù)據(jù)計(jì)算無線電信號源的位置。
[0077]本發(fā)明中，所述空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人還包括三個(gè)用于躲避障礙的測距傳感器，所述每個(gè)測距傳感器分別與中央處理單元連接，中央處理單元通過三個(gè)測距傳感器實(shí)時(shí)計(jì)算空間障礙物是否在機(jī)體的飛行航跡上，當(dāng)中央處理單元計(jì)算出空間障礙物在機(jī)體的飛行航跡上時(shí)，中央處理單元將躲避障礙信息發(fā)送給飛行控制模塊，并由飛行控制模塊控制機(jī)體避開空間障礙物?？捎行П苊饪罩袩o線電監(jiān)測智能機(jī)器人撞上空間障礙物，導(dǎo)致空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人損壞，影響空中無線電監(jiān)測任務(wù)，保證了空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人的安全飛行。
[0078]所述測距傳感器為激光測距傳感器。
[0079]本發(fā)明中，所述空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人還包括氣壓計(jì)、陀螺儀和加速度傳感器，所述中央處理單元分別與氣壓計(jì)、陀螺儀和加速度傳感器連接，中央處理單元通過氣壓計(jì)、陀螺儀和加速度傳感器自主校正機(jī)體的飛行姿態(tài)。氣壓計(jì)用于測量空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人的飛行高度，為控制單元提供高度參數(shù)；陀螺儀用于防止空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人在受外力時(shí)飛行方向出現(xiàn)偏差，可用于保持飛行方向，保持飛行穩(wěn)定；加速度傳感器控制空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人的飛行速度，控制飛行穩(wěn)定。
[0080]本發(fā)明中，所述空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人還包括用于進(jìn)行電量檢測的電量傳感器，所述空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人包括用于為空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人供電的電源，所述電源分別與中央處理單元和電量傳感器連接，所述電量傳感器與中央處理單元連接，所述中央處理單元通過電量傳感器持續(xù)檢測機(jī)體的當(dāng)前剩余電量，并判斷當(dāng)前電量是否足夠繼續(xù)飛行；當(dāng)中央處理單元計(jì)算出當(dāng)前剩余電量僅夠返回出發(fā)地或備降點(diǎn)時(shí)，中央處理單元將自動返航或備降信息發(fā)送給飛行控制模塊，并由飛行控制模塊控制機(jī)體執(zhí)行自動返航或備降?？稍诘谝粫r(shí)間保護(hù)和收回空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人，有效避免空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人出現(xiàn)電量不足而丟失的情況發(fā)生。
[0081]所述空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人還包括降落傘開啟單元，降落傘開啟單元與中央處理單元連接，所述空中機(jī)器人設(shè)有降落傘，所述降落傘與降落傘開啟單元連接，中央處理單元通過降落傘開啟單元打開降落傘。降落傘和降落傘開啟單元的增設(shè)可在空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人發(fā)生機(jī)械故障下落時(shí)、電量耗盡下落時(shí)或者被不明物體擊中下落時(shí)，打開降落傘使其降落速度減小，安全降落，從而防止其摔壞，便于空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人的回收和數(shù)據(jù)收集，有效防止數(shù)據(jù)丟失，還能節(jié)約空中監(jiān)測成本。
[0082]本發(fā)明中,所述接收天線為定向天線,定向天線和電子羅盤固連,定向天線和電子羅盤以相同角速度旋轉(zhuǎn)；或所述接收天線為測向天線陣。
[0083]本發(fā)明中，所述飛行航跡為先往測出的無線電信號源所在方向繼續(xù)飛行，飛行距離為D3，再往測出的無線電信號源所在方向成夾角Θ 2的方向繼續(xù)飛行，飛行距離為D4。
[0084]本發(fā)明中，所述夾角Θ 2的角度為O度< I Θ2|<90度。
[0085]本發(fā)明中，所述無線電監(jiān)測接收單元為監(jiān)測接收機(jī)。
[0086]本發(fā)明中，所述中央處理單元為向飛行控制模塊發(fā)送飛行動作指令、控制無線電監(jiān)測接收單元執(zhí)行無線電監(jiān)測指令，并處理和存儲監(jiān)測數(shù)據(jù)的平板電腦。
[0087]本發(fā)明中，所述飛行控制模塊為自動駕駛儀。
[0088]本發(fā)明中，所述空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人的重量為12公斤。
[0089]本發(fā)明在使用時(shí)采用 申請人:同時(shí)申請的一種空中無線電監(jiān)測方法:
該方法包括以下步驟:
1)輸入監(jiān)測定位參數(shù):監(jiān)測定位參數(shù)包括需要監(jiān)測的無線電信號參數(shù)、最大飛行距離Dmax、監(jiān)測起點(diǎn)高度Hmin和最大飛行高度Hmax ；
2)找出測向高度:升空后，空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人從監(jiān)測起點(diǎn)高度Hmin與最大飛行高度Hmax之間連續(xù)進(jìn)行無線電信號強(qiáng)度檢測，直到測出無線電信號強(qiáng)度的最大值對應(yīng)的高度H ；
3)航跡規(guī)劃和定位無線電信號源:在高度H處空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人先測出無線電信號源所在方向，空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人利用測出的無線電信號源所在方向自主規(guī)劃飛行航跡，根據(jù)繼續(xù)飛行過程中測量到的數(shù)據(jù)計(jì)算無線電信號源的位置。
[0090]所述航跡規(guī)劃和定位無線電信號源步驟中，在高度H、位置PO處空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人先測出無線電信號強(qiáng)度電平SO和信號源所在方向I ;空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人再沿?zé)o線電信號源所在方向I飛行距離D3到達(dá)位置P4，在高度H、位置P4處空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人測出無線電信號強(qiáng)度電平S4，空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人再根據(jù)無線電信號強(qiáng)度電平的變化量S4-S0和距離D3按照電波傳播模型推算出無線電信號源的位置PSl ;空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人再沿與無線電信號源所在方向I成夾角Θ 2的方向飛行距離D4到達(dá)位置P5，在高度H、位置P5處空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人再測出無線電信號源所在方向III，空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人再根據(jù)位置PO、方向I和位置P5、方向III的交繪出無線電信號源的位置PS2 ;空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人將無線電信號源的位置PSl和無線電信號源的位置PS2通過加權(quán)計(jì)算得出更準(zhǔn)確的無線電信號源位置PS。
[0091]優(yōu)選地，通過推算出的無線電信號源的位置PSl來估算夾角Θ 2的角度范圍，可以提高交繪定位的精度，得到更準(zhǔn)確的無線電信號源的位置PS2。
[0092]所述30度< I Θ 2 I < 60度，PO和P5之間的直線距離為D5。
[0093]如果在P4處測出的無線電信號源方向不變，則
在電波傳播的自由空間模型下，P4與無線電信號源的位置PSl的距離=D3/{[10(S4-S0)/20]-l }
在電波傳播的平面大地模型下，P4與無線電信號源的位置PSl的距離=D3/{[10(S4-S0)/40]-l }
如果在P4處測出的無線電信號源方向改變180度，則在自由空間模型下，P4與無線電信號源的位置PSl的距離 =D3/{ [10(S4-S0)/20]+l }
在平面大地模型下，P4與無線電信號源的位置PSl的距離 =D3/{ [10(S4-S0)/40]+l }。
[0094]實(shí)施例4:
與實(shí)施例1、2、3的不同之處在于:本發(fā)明中，所述空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人還包括一個(gè)用于躲避障礙的測距傳感器。
[0095]所述測距傳感器為紅外線測距傳感器。
【權(quán)利要求】
1.一種空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人，其特征在于包括: 用于飛行的機(jī)體； 用于控制機(jī)體飛行的飛行控制模塊； 用于獲取無線電信號的接收天線； 用于獲取接收天線所指方向，實(shí)時(shí)獲取該方向?qū)?yīng)的方位角的電子羅盤； 用于接收無線電信號的無線電監(jiān)測接收單元； 用于對監(jiān)測任務(wù)調(diào)度、監(jiān)測數(shù)據(jù)分析和記錄監(jiān)測數(shù)據(jù)的中央處理單元； 用于導(dǎo)航和自身定位的導(dǎo)航模塊； 所述接收天線、電子羅盤、無線電監(jiān)測接收單元、中央處理單元、飛行控制模塊和導(dǎo)航模塊均安裝在機(jī)體上，所述中央處理單元分別與飛行控制模塊、導(dǎo)航模塊、電子羅盤和無線電監(jiān)測接收單元連接，所述接收天線與無線電監(jiān)測接收單元連接，所述中央處理單元通過飛行控制模塊控制機(jī)體；所述中央處理單元先通過測向測出無線電信號源所在方向，再利用測向結(jié)果通過飛行控制模塊控制機(jī)體的飛行航跡，根據(jù)繼續(xù)飛行過程中測量到的數(shù)據(jù)計(jì)算無線電信號源的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人，其特征在于:所述空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人的重量為6-12公斤。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人，其特征在于:接收天線將在不同高度接收到需要監(jiān)測的無線電信號傳輸?shù)綗o線電監(jiān)測接收單元；無線電監(jiān)測接收單元將來自不同高度的無線電信號強(qiáng)度數(shù)據(jù)發(fā)送至中央處理單元；中央處理單元測出不同高度的無線電信號中無線電信號最強(qiáng)的高度，再在無線電信號強(qiáng)度最強(qiáng)的高度進(jìn)行測向，測出無線電信號源所在方向；中央處理單元再利用測向結(jié)果通過飛行控制模塊控制機(jī)體的飛行航跡，最后根據(jù)繼續(xù)飛行過程中測量到的數(shù)據(jù)計(jì)算無線電信號源的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人，其特征在于:所述空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人還包括至少一個(gè)用于躲避障礙的測距傳感器，所述測距傳感器與中央處理單元連接，中央處理單元通過測距傳感器實(shí)時(shí)計(jì)算空間障礙物是否在機(jī)體的飛行航跡上，當(dāng)中央處理單元計(jì)算出空間障礙物在機(jī)體的飛行航跡上時(shí)，中央處理單元將躲避障礙的信息發(fā)送給飛行控制模塊，并由飛行控制模塊控制機(jī)體避開空間障礙物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人，其特征在于:所述空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人還包括氣壓計(jì)、陀螺儀和加速度傳感器，所述中央處理單元分別與氣壓計(jì)、陀螺儀和加速度傳感器連接，中央處理單元通過氣壓計(jì)、陀螺儀和加速度傳感器自主校正機(jī)體的飛行姿態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人，其特征在于:所述空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人還包括用于進(jìn)行電量檢測的電量傳感器，所述空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人包括用于為空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人供電的電源，所述電源分別與中央處理單元和電量傳感器連接，所述電量傳感器與中央處理單元連接，所述中央處理單元通過電量傳感器持續(xù)檢測機(jī)體的當(dāng)前剩余電量，并判斷當(dāng)前電量是否足夠繼續(xù)飛行；當(dāng)中央處理單元計(jì)算出當(dāng)前剩余電量僅夠返回出發(fā)地或備降點(diǎn)時(shí)，中央處理單元將自動返航或備降信息發(fā)送給飛行控制模塊，并由飛行控制模塊控制機(jī)體執(zhí)行自動返航或備降。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人，其特征在于:所述空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人還包括降落傘開啟單元，降落傘開啟單元與中央處理單元連接，所述空中機(jī)器人設(shè)有降落傘，所述降落傘與降落傘開啟單元連接，中央處理單元通過降落傘開啟單元打開降落傘。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人，其特征在于:所述接收天線為定向天線，定向天線和電子羅盤固連，定向天線和電子羅盤以相同角速度旋轉(zhuǎn)；或所述接收天線為測向天線陣。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人，其特征在于:所述飛行航跡為往測出的無線電信號源所在方向繼續(xù)飛行，飛行距離為Dl ;或飛行航跡為往測出的無線電信號源所在方向成夾角Θ I的方向繼續(xù)飛行，飛行距離為D2 ;再或飛行航跡為先往測出的無線電信號源所在方向繼續(xù)飛行，飛行距離為D3，再往測出的無線電信號源所在方向成夾角Θ 2的方向繼續(xù)飛行，飛行距離為D4。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空中無線電監(jiān)測智能機(jī)器人，其特征在于:所述無線電監(jiān)測接收單元為頻譜分析儀、監(jiān)測接收機(jī)；所述中央處理單元為控制無線電監(jiān)測接收單元執(zhí)行無線電監(jiān)測指令，并處理和存儲監(jiān)測數(shù)據(jù)的微處理器；或者所述中央處理單元為控制無線電監(jiān)測接收單元執(zhí)行無線電監(jiān)測指令，并處理和存儲監(jiān)測數(shù)據(jù)的手機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理或平板電腦；所述飛行控制模塊為自動駕駛儀；所述導(dǎo)航模塊為衛(wèi)星導(dǎo)航模塊。
【文檔編號】G01S1/08GK104316899SQ201410629726
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月11日
【發(fā)明者】裴崢, 馬方立, 孔明明, 崔鎧韜, 白宇軍, 邱承躍, 何永東 申請人:西華大學(xué), 成都點(diǎn)陣科技有限公司