[发明专利]无人机中继服务位置的确定方法与装置

说明书

本发明提供一种无人机中继服务位置的确定方法与装置，包括：在搜索垂面中确定搜索起始位置点；以搜索起始位置点作为搜索起点，分别在第一区域和第二区域中进行位置搜索，位置搜索包括：若位于双直视区域，则在搜索垂面中垂直向下进行搜索以增大目标函数的取值；若位于非双直视区域，则在搜索垂面中沿着到目标设备距离保持恒定的路径进行搜索；最后将搜索路径中位于双直视区域且取得整体目标函数值最大的位置点确定为无人机的中继服务位置。通过合理设置搜索起始点，并且针对双直视区域和非双直视区域分别制定搜索策略，实现了在线性搜索复杂度情况下，找到近似全局最优的无人机中继服务位置，在追求最优性能的目标上极大地降低了搜索复杂度。

技术领域

本发明实施例涉及无人机技术领域，具体涉及一种无人机中继服务位置的确定方法与装置。

背景技术

随着无线通信技术的演进，多种新兴的通信技术对信道的直视条件有较高要求。比如毫米波、太赫兹、自由光、可见光通信等都要求建立直视或近似直视的通信链路。然而，在城市场景下，由于通信设备的移动性，直视条件难以获得保证。另一方面，无人机能够在三维空间中自由移动，可以协助建立直视信道，并用于提供中继服务和视频监控服务。随着无人机技术的不断发展，无人机已经在无线通信、光通信、无线充电、视频监控、动态跟踪和无线能量传输等诸多场景下提供中继服务。以无线通信场景为例，当两个无线终端的之间的无线通信链路由于受到周围建筑物、树木等障碍物的遮挡，而无法达到通信服务质量要求时，可以采用无人机提供中继服务，协助两个无线终端进行信息传递。无人机的中继服务位置直接决定了中继服务的性能。因此无人机中继服务位置的确定对于提升中继服务性能来说至关重要。

现方法常借助于城市的三维模型，利用射线追踪方法来确定中继服务位置。该方法依赖于及时、准确和精细的三维环境数据，包括建筑物的位置、结构细节和材料数据等。然而在实际情况下，城市的发展与变迁日新月异，要及时地维护一个准确和精细的三维环境数据成本巨大。而且即使拥有了准确和精细的三维环境数据，该方法由于计算量极其巨大也难以在无人机这样的小型化平台上运行。

发明内容

本发明实施例提供一种无人机中继服务位置的确定方法与装置，用以解决现有方法搜索复杂度大的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种无人机中继服务位置的确定方法，无人机用于向第一设备和第二设备提供中继服务，所述方法包括：

在搜索垂面中确定搜索起始位置点，搜索起始位置点与第一设备和第二设备之间的链路均为直视链路，搜索垂面为垂直于地面且分隔第一设备和第二设备的平面或者柱面；

以搜索起始位置点作为搜索起点，分别在第一区域和第二区域中进行位置搜索直至高度降低至无人机的最小飞行高度，第一区域和第二区域由经搜索起始位置点且与地面垂直的直线将搜索垂面划分而成，位置搜索包括：若位于双直视区域，则在搜索垂面中垂直向下进行搜索以增大目标函数的取值；若位于非双直视区域，则在搜索垂面中沿着到目标设备距离保持恒定的路径进行搜索，目标设备为第一设备或者第二设备；

将搜索路径中位于双直视区域且取得整体目标函数值最大的位置点确定为无人机的中继服务位置。

一种实施例中，若当前位置到第一设备的目标函数的取值小于当前位置到第二设备的目标函数的取值，则目标设备为第一设备；若当前位置到第一设备的目标函数的取值大于等于当前位置到第二设备的目标函数的取值，则目标设备为第二设备。

一种实施例中，在搜索垂面中确定搜索起始位置点包括：

在搜索垂面中从无人机的最小飞行高度向上搜索，若达到无人机的最大飞行高度，则在搜索垂面中向两侧搜索，直至在搜索垂面中找到与第一设备和第二设备之间的链路均为直视链路的位置点，确定为搜索起始位置点；

或者，