用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(jī)器人的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(jī)器人，將接收天線(xiàn)、電子羅盤(pán)、無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元、中央處理單元和導(dǎo)航模塊均安裝在機(jī)體上，所述中央處理單元分別與導(dǎo)航模塊、電子羅盤(pán)和無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元連接，所述接收天線(xiàn)與無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元連接，所述中央處理單元先通過(guò)測(cè)向測(cè)出無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源所在方向，再根據(jù)測(cè)向結(jié)果自主控制機(jī)體的飛行，最后根據(jù)在飛行航跡上進(jìn)一步監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)計(jì)算出無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源的位置。本發(fā)明利用一個(gè)中央處理單元同時(shí)控制無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)與機(jī)體的飛行控制，減少了模塊數(shù)量，其相互干擾降低；而且集成度高，體積大幅縮減，功耗降低，電磁兼容性更好。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(jī)器人

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，特別是涉及一種利用測(cè)向結(jié)果自主規(guī)劃航跡來(lái)定位信號(hào)源的用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(jī)器人。

【背景技術(shù)】
[0002]空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)作為傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)模式的一種補(bǔ)充，在現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)網(wǎng)上可以形成遠(yuǎn)程控制、聯(lián)合測(cè)向、重點(diǎn)監(jiān)測(cè)等多功能現(xiàn)代化立體化監(jiān)測(cè)網(wǎng)，將可實(shí)現(xiàn)對(duì)所管轄區(qū)全頻段、全業(yè)務(wù)、全時(shí)段、全方位的監(jiān)測(cè)覆蓋，從而全面提升技術(shù)管理水平。實(shí)現(xiàn)空中監(jiān)測(cè)與以往的監(jiān)測(cè)方式最大的不同在于需要適用于空中監(jiān)測(cè)飛行的載體的配合使用，而不同的監(jiān)測(cè)活動(dòng)從監(jiān)測(cè)任務(wù)的需求、性質(zhì)和預(yù)算方面對(duì)所使用的監(jiān)測(cè)載體類(lèi)型也有不同的要求；根據(jù)目前空中監(jiān)測(cè)承擔(dān)的任務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景可以將空中監(jiān)測(cè)任務(wù)劃分為重大活動(dòng)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(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)具有巨大的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)闊o(wú)線(xiàn)電波在地面?zhèn)鞑r(shí)，會(huì)因?yàn)榉N種介質(zhì)的折射、反射、繞射而變得雜亂無(wú)章；而空中傳播幾乎沒(méi)有反射，具有直達(dá)性，所以通過(guò)空中監(jiān)測(cè)得到的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源方向和位置往往是很準(zhǔn)確的；其次，空中監(jiān)測(cè)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(duì)空中平臺(tái)無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的需求越來(lái)越多。
[0004]目前，在我國(guó)國(guó)內(nèi)利用空中機(jī)器人對(duì)無(wú)線(xiàn)電進(jìn)行監(jiān)測(cè)的裝置、方法還很少。對(duì)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(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)平臺(tái)主要有:有人駕駛固定翼飛機(jī)、有人駕駛單旋翼直升機(jī)、單旋翼無(wú)人直升機(jī)、飛艇四種，均無(wú)法實(shí)現(xiàn)在空中自主測(cè)向定位信號(hào)源。
[0005]美國(guó)各樞紐機(jī)場(chǎng)早就裝備了有人駕駛固定翼飛機(jī)載無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，中國(guó)也于2010年開(kāi)始投入使用，其造價(jià)在數(shù)千萬(wàn)元人民幣以上。由于每次飛行成本數(shù)十萬(wàn)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(qǐng)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(wàn)元人民幣以上的有人駕駛單旋翼直升機(jī)載無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，單旋翼直升機(jī)的飛行成本為每小時(shí)3千元人民幣以上；制造成本較高，飛行成本也較聞。
[0007]2011年云南出現(xiàn)了飛艇載無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)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(wàn)元人民幣以上。
[0008]2012年中國(guó)出現(xiàn)了造價(jià)在數(shù)十萬(wàn)元人民幣以上的單旋翼無(wú)人直升機(jī)，雖然單旋翼無(wú)人直升機(jī)與前面的單旋翼直升機(jī)、固定翼飛機(jī)和飛艇載無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相比制造成本和飛行成本較低，但其對(duì)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]現(xiàn)有空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)技術(shù)仍然存在共同的技術(shù)問(wèn)題:
1、現(xiàn)有的空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，制造成本高，飛行成本高； 2、現(xiàn)有的空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)操作困難，需要訓(xùn)練有素的專(zhuān)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(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，安全性低，并且難以兼顧安全性和無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)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(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)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(qǐng)人:于2014年6月30日申請(qǐng)了申請(qǐng)?zhí)枮?01410303894.1的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利“一種基于多旋翼機(jī)器人的地面遙控的空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”和申請(qǐng)?zhí)枮?01410304041.X的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利“基于多旋翼機(jī)器人的空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”，雖然解決了上述問(wèn)題，但是還存在以下問(wèn)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(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)任務(wù)，對(duì)操作人員的要求較高；
B、近年來(lái)的基于空中機(jī)器人的無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)，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(cè)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(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)依然采用地面遙控器來(lái)控制無(wú)人機(jī)的飛行航跡，無(wú)法實(shí)現(xiàn)多旋翼機(jī)器人根據(jù)測(cè)向結(jié)果自主規(guī)劃飛行航跡并通過(guò)飛行航跡的變化對(duì)無(wú)線(xiàn)電信號(hào)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(wèn)題，提出一種用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(jī)器人。本發(fā)明利用一個(gè)中央處理單元同時(shí)控制無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)與機(jī)體的飛行控制，減少了模塊數(shù)量，使其相互干擾降低；而且集成度高，體積縮減，功耗降低，電磁兼容性更好。
[0012]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(jī)器人，其特征在于包括:
用于飛行的機(jī)體；
用于獲取無(wú)線(xiàn)電信號(hào)的接收天線(xiàn)；
用于獲取接收天線(xiàn)所指方向，實(shí)時(shí)獲取該方向?qū)?yīng)的方位角的電子羅盤(pán)；
用于接收無(wú)線(xiàn)電信號(hào)的無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元；
用于調(diào)度監(jiān)測(cè)任務(wù)、控制機(jī)體飛行、調(diào)度無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元、分析和記錄監(jiān)測(cè)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(xiàn)、電子羅盤(pán)、無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元、中央處理單元和導(dǎo)航模塊均安裝在機(jī)體上，所述中央處理單元分別與導(dǎo)航模塊、電子羅盤(pán)和無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元連接，所述接收天線(xiàn)與無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元連接，所述中央處理單元先通過(guò)測(cè)向測(cè)出無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源所在方向，再利用測(cè)向結(jié)果通過(guò)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(guò)程中測(cè)量到的數(shù)據(jù)計(jì)算無(wú)線(xiàn)電信號(hào)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(xiàn)在不同高度將接收到需要監(jiān)測(cè)的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)傳輸?shù)綗o(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元；無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元將來(lái)自不同高度的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)強(qiáng)度數(shù)據(jù)發(fā)送至中央處理單元；中央處理單元測(cè)出不同高度的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)中無(wú)線(xiàn)電信號(hào)最強(qiáng)的高度；再在無(wú)線(xiàn)電信號(hào)強(qiáng)度最強(qiáng)的高度進(jìn)行測(cè)向，測(cè)出無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源所在方向，中央處理單元再根據(jù)測(cè)向結(jié)果控制機(jī)體飛行，最后根據(jù)繼續(xù)飛行過(guò)程中測(cè)量到的數(shù)據(jù)計(jì)算無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源的位置。
[0015]所述用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(jī)器人還包括至少一個(gè)用于躲避障礙的測(cè)距傳感器，所述測(cè)距傳感器與中央處理單元連接，中央處理單元通過(guò)測(cè)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)，中央處理單元控制機(jī)體避開(kāi)空間障礙物?？捎行П苊饪罩袩o(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人撞上空間障礙物，導(dǎo)致空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人損壞，影響空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)任務(wù)，保證了空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人的安全飛行。
[0016]所述測(cè)距傳感器為超聲波測(cè)距傳感器、激光測(cè)距傳感器或紅外線(xiàn)測(cè)距傳感器等。
[0017]所述用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(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(guò)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(cè)量空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)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(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人飛行角速度出現(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(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人的飛行加速度，控制飛行穩(wěn)定。
[0018]所述用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(jī)器人還包括用于進(jìn)行電量檢測(cè)的電量傳感器，所述用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(jī)器人包括用于為空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)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(guò)電量傳感器持續(xù)檢測(cè)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?jī)H夠返回出發(fā)地或備降點(diǎn)時(shí)，中央處理單元控制機(jī)體執(zhí)行自動(dòng)返航或備降。可在第一時(shí)間保護(hù)和收回空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人，有效避免空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人出現(xiàn)電量不足而丟失的情況發(fā)生。
[0019]所述用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(jī)器人還包括降落傘開(kāi)啟單元，降落傘開(kāi)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(kāi)啟單元連接，中央處理單元通過(guò)降落傘開(kāi)啟單元打開(kāi)降落傘。降落傘和降落傘開(kāi)啟單元的增設(shè)可在空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)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(kāi)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(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人的回收，有效防止數(shù)據(jù)丟失，還能節(jié)約空中監(jiān)測(cè)成本。
[0020]所述接收天線(xiàn)為定向天線(xiàn)，定向天線(xiàn)和電子羅盤(pán)固連，定向天線(xiàn)和電子羅盤(pán)以相同角速度旋轉(zhuǎn)；或所述接收天線(xiàn)為測(cè)向天線(xiàn)陣。
[0021]所述飛行航跡為往測(cè)出的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源所在方向繼續(xù)飛行，飛行距離為Dl ;或飛行航跡為往測(cè)出的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)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(cè)出的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源所在方向繼續(xù)飛行，飛行距離為D3，再往測(cè)出的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源所在方向成夾角Θ 2的方向繼續(xù)飛行，飛行距離為D4。
[0022]所述無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元為頻譜分析儀、監(jiān)測(cè)接收機(jī)。
[0023]所述中央處理單元為控制無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元執(zhí)行無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)指令，并處理和存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的具有飛行控制功能的微處理器。
[0024]所述空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)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)明利用一個(gè)中央處理單元同時(shí)控制無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)與機(jī)體的飛行控制，減少了模塊數(shù)量，使其相互干擾降低；而且集成度高，體積縮減，功耗降低，電磁兼容性更好。
[0026]2、本發(fā)明的衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)使用最方便，有效避免了多個(gè)處理單元之間衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)相互調(diào)用，集成度高，體積縮減，功耗降低，更換方便。
[0027]3、本發(fā)明采用包括機(jī)體、接收天線(xiàn)、電子羅盤(pán)、無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元、中央處理單元和導(dǎo)航模塊形成的空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人；不需要專(zhuān)業(yè)操作人員，操控簡(jiǎn)單，風(fēng)險(xiǎn)低，智能化水平高，實(shí)現(xiàn)了空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人利用監(jiān)測(cè)結(jié)果自主規(guī)劃航跡來(lái)測(cè)定信號(hào)源的位置，更實(shí)現(xiàn)了智能化的空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)。
[0028]4、本發(fā)明采用所述用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(jī)器人還包括用于躲避障礙的多組測(cè)距傳感器多組測(cè)距傳感器分別與中央處理單元連接，中央處理單元通過(guò)多組測(cè)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)，中央處理單元控制機(jī)體避開(kāi)空間障礙物?？捎行П苊饪罩袩o(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人撞上空間障礙物，導(dǎo)致空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人損壞，影響空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)任務(wù)，保證了空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人的安全飛行。
[0029]3、本發(fā)明采用所述用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(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(guò)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(cè)量空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)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(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人飛行角速度出現(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(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人的飛行加速度，控制飛行穩(wěn)定。
[0030]4、本發(fā)明采用所述用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(jī)器人還包括用于進(jìn)行電量檢測(cè)的電量傳感器，所述用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(jī)器人包括用于為空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)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(guò)電量傳感器持續(xù)檢測(cè)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?jī)H夠返回出發(fā)地或備降點(diǎn)時(shí)，中央處理單元控制機(jī)體執(zhí)行自動(dòng)返航或備降。可在第一時(shí)間保護(hù)和收回空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人，有效避免空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人出現(xiàn)電量不足而丟失的情況發(fā)生。
[0031]5、本發(fā)明采用所述用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(jī)器人還包括降落傘開(kāi)啟單元，降落傘開(kāi)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(kāi)啟單元連接，中央處理單元通過(guò)降落傘開(kāi)啟單元打開(kāi)降落傘。降落傘和降落傘開(kāi)啟單元的增設(shè)可在空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)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(kāi)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(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人的回收，有效防止數(shù)據(jù)丟失，還能節(jié)約空中監(jiān)測(cè)成本。
[0032]6、本發(fā)明采用所述接收天線(xiàn)為定向天線(xiàn)，定向天線(xiàn)和電子羅盤(pán)固連，定向天線(xiàn)和電子羅盤(pán)以相同角速度旋轉(zhuǎn)；或所述接收天線(xiàn)為測(cè)向天線(xiàn)陣。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，而且制造成本低。
[0033]7、本發(fā)明采用所述飛行航跡為往測(cè)出的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源所在方向繼續(xù)飛行，飛行距離為Dl ;或飛行航跡為往測(cè)出的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源所在方向成夾角Q1的方向繼續(xù)飛行，飛行距離為D2 ;再或飛行航跡為先往測(cè)出的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源所在方向繼續(xù)飛行，飛行距離為D3，再往測(cè)出的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源所在方向成夾角92的方向繼續(xù)飛行，飛行距離為D4。本發(fā)明采用了上述3種飛行航跡，通過(guò)監(jiān)測(cè)不同飛行航跡時(shí)飛行時(shí)空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人的位置變化、空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人測(cè)出的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)強(qiáng)度電平變化和無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源的方位計(jì)算無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源的位置，實(shí)現(xiàn)了空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人利用測(cè)向結(jié)果自主規(guī)劃航跡來(lái)定位信號(hào)源的位置，更實(shí)現(xiàn)了智能化的空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)。
[0034]8、本發(fā)明采用所述無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元為頻譜分析儀或者監(jiān)測(cè)接收機(jī)。所述頻譜分析儀用于信號(hào)頻譜參數(shù)的測(cè)量，能以數(shù)字方式將測(cè)量結(jié)果傳送至數(shù)據(jù)接口 ；所述監(jiān)測(cè)接收機(jī)用于測(cè)量空中無(wú)線(xiàn)電信號(hào)的強(qiáng)度、頻率、帶寬等。
[0035]9、本發(fā)明采用所述中央處理單元為控制無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元執(zhí)行無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)指令，并處理和存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的具有飛行控制功能的微處理器；或所述中央處理單元為控制無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元執(zhí)行無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)指令，并處理和存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的具有飛行控制功能的手機(jī)或具有飛行控制功能的平板電腦，采用具有飛行控制功能的手機(jī)或具有飛行控制功能的平板電腦可以將空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與控制中心進(jìn)行互動(dòng)，實(shí)時(shí)提供當(dāng)前監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和環(huán)境信息，也方便了控制中心對(duì)空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人執(zhí)行空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)任務(wù)進(jìn)行觀察。
[0036]10、所述空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人的重量為6-12公斤，整個(gè)空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)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(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人能順利執(zhí)行空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)任務(wù)，能耗也低，特別適合在空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)領(lǐng)域推廣和普及。
[0037]11、本發(fā)明的智能度高，在飛行過(guò)程中可以自動(dòng)避開(kāi)障礙物，任務(wù)完成后還可以自動(dòng)返航或備降。
[0038]12、本發(fā)明不同于地面監(jiān)測(cè)測(cè)向，在空中進(jìn)行無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)不僅克服了反射、折射、繞射等的影響，還能通過(guò)自主規(guī)劃航跡來(lái)測(cè)量和計(jì)算出出無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源的位置，對(duì)于查找異常的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源提供快捷的手段。
[0039]13、本發(fā)明的靈活性高。本發(fā)明采用在空中監(jiān)測(cè)，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(cè)。
[0040]14、本發(fā)明的監(jiān)測(cè)定位效率高。不同于地面車(chē)載式或手持式測(cè)向，由于空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人起飛、飛行速度較快，沒(méi)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]15、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)普遍存在的操控難度大、風(fēng)險(xiǎn)高和智能化水平低等問(wèn)題，同時(shí)還解決了現(xiàn)有的用于機(jī)載無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的無(wú)人機(jī)均無(wú)法根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果自主規(guī)劃無(wú)人機(jī)航跡來(lái)對(duì)無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源進(jìn)行定位的難題。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0042]圖1為本發(fā)明用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0043]圖2為本發(fā)明實(shí)施例3用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(jī)器人結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0044]下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明:
實(shí)施例1:
用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(jī)器人，包括:
用于飛行的機(jī)體；
用于獲取無(wú)線(xiàn)電信號(hào)的接收天線(xiàn)；
用于獲取接收天線(xiàn)所指方向，實(shí)時(shí)獲取該方向?qū)?yīng)的方位角的電子羅盤(pán)；
用于接收無(wú)線(xiàn)電信號(hào)的無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元；
用于調(diào)度監(jiān)測(cè)任務(wù)、控制機(jī)體飛行、調(diào)度無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元、分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和記錄監(jiān)測(cè)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(xiàn)、電子羅盤(pán)、無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元、中央處理單元和導(dǎo)航模塊均安裝在機(jī)體上，所述中央處理單元分別與導(dǎo)航模塊、電子羅盤(pán)和無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元連接，所述接收天線(xiàn)與無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元連接，所述中央處理單元先通過(guò)測(cè)向測(cè)出無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源所在方向，再利用測(cè)向結(jié)果通過(guò)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(guò)程中測(cè)量到的數(shù)據(jù)計(jì)算無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源的位置。
[0045]本發(fā)明中,所述接收天線(xiàn)為定向天線(xiàn),定向天線(xiàn)和電子羅盤(pán)固連，定向天線(xiàn)和電子羅盤(pán)以相同角速度旋轉(zhuǎn)。
[0046]本發(fā)明中，所述飛行航跡包括往測(cè)出的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源所在方向繼續(xù)飛行，飛行距離為D1。
[0047]本發(fā)明中，所述無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元為監(jiān)測(cè)接收機(jī)。
[0048]本發(fā)明中，所述中央處理單元為控制無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元執(zhí)行無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)指令、處理和存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、控制機(jī)體飛行和任務(wù)調(diào)度的微處理器。
[0049]本發(fā)明中，所述空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人的重量為6公斤。
[0050]本發(fā)明在使用時(shí)采用 申請(qǐng)人:同時(shí)申請(qǐng)的一種空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)方法:
該方法包括以下步驟:
1)輸入監(jiān)測(cè)定位參數(shù):監(jiān)測(cè)定位參數(shù)包括需要監(jiān)測(cè)的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)參數(shù)、最大飛行距離Dmax、監(jiān)測(cè)起點(diǎn)高度Hmin和最大飛行高度Hmax ；
2)找出測(cè)向高度:升空后，空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人從監(jiān)測(cè)起點(diǎn)高度Hmin與最大飛行高度Hmax之間連續(xù)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)電信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)，直到測(cè)出無(wú)線(xiàn)電信號(hào)強(qiáng)度的最大值對(duì)應(yīng)的高度H ；
3)航跡規(guī)劃和定位無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源:在高度H處空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人先測(cè)出無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源所在方向，空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人利用測(cè)出的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源所在方向自主規(guī)劃飛行航跡，根據(jù)繼續(xù)飛行過(guò)程中測(cè)量到的數(shù)據(jù)計(jì)算無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源的位置。
[0051]所述航跡規(guī)劃和定位無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源步驟中，在高度H、位置PO處空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人測(cè)出無(wú)線(xiàn)電信號(hào)強(qiáng)度電平SO和無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源所在方向，空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人再沿測(cè)出的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)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(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人測(cè)出無(wú)線(xiàn)電信號(hào)強(qiáng)度電平SI和方向；空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人根據(jù)無(wú)線(xiàn)電信號(hào)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(wú)線(xiàn)電信號(hào)源的位置PS。
[0052]如果在Pl處測(cè)出的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源方向不變，則:
在電波傳播的自由空間模型下，Pl與無(wú)線(xiàn)電信號(hào)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(wú)線(xiàn)電信號(hào)源的位置的距離=Dl/ {[10 (Sl-SO)/40]-1 }
如果在Pl處測(cè)出的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源方向改變180度，則:
在自由空間模型下，Pl與無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源的位置的距離 =Dl/{ [10 (Sl-SO)/20]+1 }
在平面大地模型下，Pl與無(wú)線(xiàn)電信號(hào)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(cè)的電波波長(zhǎng)時(shí)，采用電波傳播的自由空間模型；否則按平面大地模型。
[0053]實(shí)施例2:
用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(jī)器人，其特征在于包括:
用于飛行的機(jī)體；
用于獲取無(wú)線(xiàn)電信號(hào)的接收天線(xiàn)；
用于獲取接收天線(xiàn)所指方向，實(shí)時(shí)獲取該方向?qū)?yīng)的方位角的電子羅盤(pán)；
用于接收無(wú)線(xiàn)電信號(hào)的無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元；
用于調(diào)度監(jiān)測(cè)任務(wù)、控制機(jī)體飛行、調(diào)度無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元、分析和記錄監(jiān)測(cè)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(xiàn)、電子羅盤(pán)、無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元、中央處理單元和導(dǎo)航模塊均安裝在機(jī)體上，所述中央處理單元分別與導(dǎo)航模塊、電子羅盤(pán)和無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元連接，所述接收天線(xiàn)與無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元連接，所述中央處理單元先通過(guò)測(cè)向測(cè)出無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源所在方向，再利用測(cè)向結(jié)果通過(guò)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(guò)程中測(cè)量到的數(shù)據(jù)計(jì)算無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源的位置。
[0054]本發(fā)明中，所述導(dǎo)航模塊為衛(wèi)星導(dǎo)航模塊。
[0055]本發(fā)明中，接收天線(xiàn)在不同高度將接收到需要監(jiān)測(cè)的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)傳輸?shù)綗o(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元；無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元將來(lái)自不同高度的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)強(qiáng)度數(shù)據(jù)發(fā)送至中央處理單元；中央處理單元測(cè)出不同高度的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)中無(wú)線(xiàn)電信號(hào)最強(qiáng)的高度；再在無(wú)線(xiàn)電信號(hào)強(qiáng)度最強(qiáng)的高度進(jìn)行測(cè)向，測(cè)出無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源所在方向，中央處理單元再根據(jù)測(cè)向結(jié)果自主控制機(jī)體的飛行，最后通過(guò)在飛行航跡上進(jìn)一步監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)計(jì)算出無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源的位置。
[0056]本發(fā)明中，所述用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(jī)器人還包括一個(gè)用于躲避障礙的測(cè)距傳感器，所述測(cè)距傳感器與中央處理單元連接，中央處理單元通過(guò)測(cè)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)，中央處理單元控制機(jī)體避開(kāi)空間障礙物。可有效避免空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人撞上空間障礙物，導(dǎo)致空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人損壞，影響空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)任務(wù)，保證了空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人的安全飛行。
[0057]所述測(cè)距傳感器為超聲波測(cè)距傳感器。
[0058]本發(fā)明中，所述用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(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(guò)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(cè)量空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)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(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人飛行角速度出現(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(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人的飛行加速度，控制飛行穩(wěn)定。
[0059]本發(fā)明中，所述用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(jī)器人還包括用于進(jìn)行電量檢測(cè)的電量傳感器，所述用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(jī)器人包括用于為空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)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(guò)電量傳感器持續(xù)檢測(cè)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?jī)H夠返回出發(fā)地或備降點(diǎn)時(shí)，中央處理單元控制機(jī)體執(zhí)行自動(dòng)返航或備降。可在第一時(shí)間保護(hù)和收回空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人，有效避免空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人出現(xiàn)電量不足而丟失的情況發(fā)生。
[0060]本發(fā)明中,所述接收天線(xiàn)為定向天線(xiàn),定向天線(xiàn)和電子羅盤(pán)固連,定向天線(xiàn)和電子羅盤(pán)以相同角速度旋轉(zhuǎn)。
[0061]本發(fā)明中，所述飛行航跡為往測(cè)出的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源所在方向成夾角Θ I的方向繼續(xù)飛行，飛行距離為D2。
[0062]本發(fā)明中，所述夾角Θ I的角度為O度< I Θ1|<90度。
[0063]本發(fā)明中，所述無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元為監(jiān)測(cè)接收機(jī)。
[0064]本發(fā)明中，所述中央處理單元為控制無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元執(zhí)行無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)指令，、處理和存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、控制機(jī)體飛行和任務(wù)調(diào)度的微處理器。
[0065]本發(fā)明中，所述空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人的重量為8公斤。
[0066]本發(fā)明在使用時(shí)采用 申請(qǐng)人:同時(shí)申請(qǐng)的一種空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)方法:
該方法包括以下步驟:
1)輸入監(jiān)測(cè)定位參數(shù):監(jiān)測(cè)定位參數(shù)包括需要監(jiān)測(cè)的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)參數(shù)、最大飛行距離Dmax、監(jiān)測(cè)起點(diǎn)高度Hmin和最大飛行高度Hmax ；
2)找出測(cè)向高度:升空后，空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人從監(jiān)測(cè)起點(diǎn)高度Hmin與最大飛行高度Hmax之間連續(xù)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)電信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)，直到測(cè)出無(wú)線(xiàn)電信號(hào)強(qiáng)度的最大值對(duì)應(yīng)的高度H ；
3)航跡規(guī)劃和定位無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源:在高度H處空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人先測(cè)出無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源所在方向，空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人利用測(cè)出的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源所在方向自主規(guī)劃飛行航跡，根據(jù)繼續(xù)飛行過(guò)程中測(cè)量到的數(shù)據(jù)計(jì)算無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源的位置。
[0067]所述航跡規(guī)劃和定位無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源步驟中，在高度H、位置PO處空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人先測(cè)出無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源所在方向I，空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人沿與無(wú)線(xiàn)電信號(hào)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(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人測(cè)出無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源所在方向II ;空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)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(wú)線(xiàn)電信號(hào)源的位置PS。
[0068]所述O 度< I Θ I I < 90 度。
[0069]實(shí)施例3:
用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(jī)器人，其特征在于包括:
用于飛行的機(jī)體；
用于獲取無(wú)線(xiàn)電信號(hào)的接收天線(xiàn)；
用于獲取接收天線(xiàn)所指方向，實(shí)時(shí)獲取該方向?qū)?yīng)的方位角的電子羅盤(pán)；
用于接收無(wú)線(xiàn)電信號(hào)的無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元；
用于控制機(jī)體飛行、對(duì)測(cè)向任務(wù)調(diào)度、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析和記錄監(jiān)測(cè)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(xiàn)、電子羅盤(pán)、無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元、中央處理單元和導(dǎo)航模塊均安裝在機(jī)體上，所述中央處理單元分別與導(dǎo)航模塊、電子羅盤(pán)和無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元連接，所述接收天線(xiàn)與無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元連接，所述中央處理單元先通過(guò)測(cè)向測(cè)出無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源所在方向，再利用測(cè)向結(jié)果通過(guò)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(guò)程中測(cè)量到的數(shù)據(jù)計(jì)算無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源的位置。
[0070]本發(fā)明中，所述導(dǎo)航模塊為衛(wèi)星導(dǎo)航模塊。
[0071 ] 本發(fā)明中，接收天線(xiàn)在不同高度將接收到需要監(jiān)測(cè)的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)傳輸?shù)綗o(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元；無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元將來(lái)自不同高度的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)強(qiáng)度數(shù)據(jù)發(fā)送至中央處理單元；中央處理單元測(cè)出不同高度的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)中無(wú)線(xiàn)電信號(hào)最強(qiáng)的高度；再在無(wú)線(xiàn)電信號(hào)強(qiáng)度最強(qiáng)的高度進(jìn)行測(cè)向，測(cè)出無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源所在方向，中央處理單元再根據(jù)測(cè)向結(jié)果自主控制機(jī)體飛行，最后根據(jù)繼續(xù)飛行過(guò)程中測(cè)量到的數(shù)據(jù)計(jì)算無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源的位置。
[0072]本發(fā)明中，所述用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(jī)器人還包括三個(gè)用于躲避障礙的測(cè)距傳感器，所述每個(gè)測(cè)距傳感器分別與中央處理單元連接，中央處理單元通過(guò)三個(gè)測(cè)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)，中央處理單元控制機(jī)體避開(kāi)空間障礙物?？捎行П苊饪罩袩o(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人撞上空間障礙物，導(dǎo)致空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人損壞，影響空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)任務(wù)，保證了空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人的安全飛行。
[0073]所述測(cè)距傳感器為激光測(cè)距傳感器。
[0074]本發(fā)明中，所述用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(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(guò)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(cè)量空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)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(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人飛行角方向出現(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(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人的飛行加速度，控制飛行穩(wěn)定。
[0075]本發(fā)明中，所述用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(jī)器人還包括用于進(jìn)行電量檢測(cè)的電量傳感器，所述用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(jī)器人包括用于為空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)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(guò)電量傳感器持續(xù)檢測(cè)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?jī)H夠返回出發(fā)地或備降點(diǎn)時(shí)，中央處理單元控制機(jī)體執(zhí)行自動(dòng)返航或備降?？稍诘谝粫r(shí)間保護(hù)和收回空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人，有效避免空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人出現(xiàn)電量不足而丟失的情況發(fā)生。
[0076]所述用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(jī)器人還包括降落傘開(kāi)啟單元，降落傘開(kāi)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(kāi)啟單元連接，中央處理單元通過(guò)降落傘開(kāi)啟單元打開(kāi)降落傘。降落傘和降落傘開(kāi)啟單元的增設(shè)可在空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)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(kāi)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(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人的回收，有效防止數(shù)據(jù)丟失，還能節(jié)約空中監(jiān)測(cè)成本。
[0077]本發(fā)明中,所述接收天線(xiàn)為定向天線(xiàn),定向天線(xiàn)和電子羅盤(pán)固連,定向天線(xiàn)和電子羅盤(pán)以相同角速度旋轉(zhuǎn)。
[0078]本發(fā)明中，所述飛行航跡為先往測(cè)出的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源所在方向繼續(xù)飛行，飛行距離為D3，再往測(cè)出的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源所在方向成夾角Θ 2的方向繼續(xù)飛行，飛行距離為D4。
[0079]本發(fā)明中，所述夾角Θ 2的角度為O度< I Θ2|<90度。
[0080]本發(fā)明中，所述無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元為監(jiān)測(cè)接收機(jī)。
[0081]本發(fā)明中，所述中央處理單元為控制無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元執(zhí)行無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)指令、處理和存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、控制機(jī)體飛行和任務(wù)調(diào)度的微處理器。
[0082]本發(fā)明中，所述空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人的重量為12公斤。
[0083]本發(fā)明在使用時(shí)采用 申請(qǐng)人:同時(shí)申請(qǐng)的一種空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)方法:
該方法包括以下步驟:
1)輸入監(jiān)測(cè)定位參數(shù):監(jiān)測(cè)定位參數(shù)包括需要監(jiān)測(cè)的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)參數(shù)、最大飛行距離Dmax、監(jiān)測(cè)起點(diǎn)高度Hmin和最大飛行高度Hmax ；
2)找出測(cè)向高度:升空后，空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人從監(jiān)測(cè)起點(diǎn)高度Hmin與最大飛行高度Hmax之間連續(xù)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)電信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)，直到測(cè)出無(wú)線(xiàn)電信號(hào)強(qiáng)度的最大值對(duì)應(yīng)的高度H ；
3)航跡規(guī)劃和定位無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源:在高度H處空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人先測(cè)出無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源所在方向，空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人利用測(cè)出的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源所在方向自主規(guī)劃飛行航跡，根據(jù)繼續(xù)飛行過(guò)程中測(cè)量到的數(shù)據(jù)計(jì)算無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源的位置。
[0084]所述航跡規(guī)劃和定位無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源步驟中，在高度H、位置PO處空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人先測(cè)出無(wú)線(xiàn)電信號(hào)強(qiáng)度電平SO和信號(hào)源所在方向I ;空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人再沿?zé)o線(xiàn)電信號(hào)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(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人測(cè)出無(wú)線(xiàn)電信號(hào)強(qiáng)度電平S4和方向II，空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人再根據(jù)無(wú)線(xiàn)電信號(hào)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(wú)線(xiàn)電信號(hào)源的位置PSl ;空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人再沿與無(wú)線(xiàn)電信號(hào)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(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人再測(cè)出無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源所在方向III，空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)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(wú)線(xiàn)電信號(hào)源的位置PS2;空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)智能機(jī)器人將無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源的位置PSl和無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源的位置PS2通過(guò)加權(quán)計(jì)算得出更準(zhǔn)確的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源位置PS。
[0085]優(yōu)選地，通過(guò)推算出的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源的位置PSl來(lái)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(wú)線(xiàn)電信號(hào)源的位置PS2。
[0086]所述30度< I Θ 2 I < 60度，PO和P5之間的直線(xiàn)距離為D5。
[0087]如果在P4處測(cè)出的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源方向不變，則
在電波傳播的自由空間模型下，P4與無(wú)線(xiàn)電信號(hào)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(wú)線(xiàn)電信號(hào)源的位置PSl的距離=D3/{[10(S4-S0)/40]-l }
如果在P4處測(cè)出的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源方向改變180度，則在自由空間模型下，P4與無(wú)線(xiàn)電信號(hào)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(wú)線(xiàn)電信號(hào)源的位置PSl的距離 =D3/{ [10(S4-S0)/40]+l }。
[0088]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，所述用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(jī)器人還包括五個(gè)用于躲避障礙的測(cè)距傳感器。
【權(quán)利要求】
1.用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(jī)器人，其特征在于包括: 用于飛行的機(jī)體； 用于獲取無(wú)線(xiàn)電信號(hào)的接收天線(xiàn)； 用于獲取接收天線(xiàn)所指方向，實(shí)時(shí)獲取該方向?qū)?yīng)的方位角的電子羅盤(pán)； 用于接收無(wú)線(xiàn)電信號(hào)的無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元； 用于調(diào)度監(jiān)測(cè)任務(wù)、控制機(jī)體飛行、調(diào)度無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元、分析和記錄監(jiān)測(cè)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(xiàn)、電子羅盤(pán)、無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元、中央處理單元和導(dǎo)航模塊均安裝在機(jī)體上，所述中央處理單元分別與導(dǎo)航模塊、電子羅盤(pán)和無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元連接，所述接收天線(xiàn)與無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元連接，所述中央處理單元先通過(guò)測(cè)向測(cè)出無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源所在方向，再利用測(cè)向結(jié)果通過(guò)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(guò)程中測(cè)量到的數(shù)據(jù)計(jì)算無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(jī)器人，其特征在于:所述空中智能機(jī)器人的重量為6-12公斤。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(jī)器人，其特征在于:接收天線(xiàn)在不同高度將接收到需要監(jiān)測(cè)的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)傳輸?shù)綗o(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元；無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元將來(lái)自不同高度的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)強(qiáng)度數(shù)據(jù)發(fā)送至中央處理單元；中央處理單元測(cè)出不同高度的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)中無(wú)線(xiàn)電信號(hào)最強(qiáng)的高度；再在無(wú)線(xiàn)電信號(hào)強(qiáng)度最強(qiáng)的高度進(jìn)行測(cè)向，測(cè)出無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源所在方向；中央處理單元先通過(guò)測(cè)向測(cè)出無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源所在方向，再根據(jù)測(cè)向結(jié)果控制機(jī)體飛行，最后根據(jù)繼續(xù)飛行過(guò)程中測(cè)量到的數(shù)據(jù)計(jì)算無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(jī)器人，其特征在于:所述用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(jī)器人還包括至少一個(gè)用于躲避障礙的測(cè)距傳感器，所述測(cè)距傳感器與中央處理單元連接，中央處理單元通過(guò)測(cè)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)，中央處理單元控制機(jī)體避開(kāi)空間障礙物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(jī)器人，其特征在于:所述用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(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(guò)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所述的用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(jī)器人，其特征在于:所述無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括用于進(jìn)行電量檢測(cè)的電量傳感器，所述用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(jī)器人包括用于為空中無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)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(guò)電量傳感器持續(xù)檢測(cè)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?jī)H夠返回出發(fā)地或備降點(diǎn)時(shí)，中央處理單元控制機(jī)體執(zhí)行自動(dòng)返航或備降。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(jī)器人，其特征在于:所述用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(jī)器人還包括降落傘開(kāi)啟單元，降落傘開(kāi)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(kāi)啟單元連接，中央處理單元通過(guò)降落傘開(kāi)啟單元打開(kāi)降落傘。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(jī)器人，其特征在于:所述接收天線(xiàn)為定向天線(xiàn)，定向天線(xiàn)和電子羅盤(pán)固連，定向天線(xiàn)和電子羅盤(pán)以相同角速度旋轉(zhuǎn)；或所述接收天線(xiàn)為測(cè)向天線(xiàn)陣。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(jī)器人，其特征在于:所述飛行航跡為往測(cè)出的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源所在方向繼續(xù)飛行，飛行距離為Dl ;或飛行航跡為往測(cè)出的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)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(cè)出的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)源所在方向繼續(xù)飛行，飛行距離為D3，再往測(cè)出的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)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所述的用于無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的空中智能機(jī)器人，其特征在于:所述無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元為頻譜分析儀、監(jiān)測(cè)接收機(jī)；所述中央處理單元為控制無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)接收單元執(zhí)行無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)指令、處理和存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、控制機(jī)體飛行和任務(wù)調(diào)度的微處理器；所述導(dǎo)航模塊為衛(wèi)星導(dǎo)航模塊。
【文檔編號(hào)】G01S3/14GK104316901SQ201410629301
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月11日
【發(fā)明者】崔鎧韜, 馬方立, 裴崢, 孔明明, 何永東, 白宇軍, 邱承躍 申請(qǐng)人:西華大學(xué), 成都點(diǎn)陣科技有限公司