一种无人机数据采集系统、控制方法、装置、设备及介质

一种无人机数据采集系统、控制方法、装置、设备及介质有效专利发明

技术领域

[0001] 本发明涉及无人机技术领域，尤其是涉及一种无人机数据采集系统、控制方法、装置、设备及介质。

具体实施方式

[0019] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0020] 在本申请描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

[0021] 在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有定义，本发明所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本发明中说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

[0022] 本发明一实施例提供了一种无人机数据采集系统。具体地，请参见图1，图1为本发明其中一种实施例中的无人机数据采集系统的结构示意图，其包括无人机本体、补给站和至少一组地面站。

[0023] 地面站，包括多个地面节点，每组地面站中的所有地面节点用于利用收集到的来自无人机本体的能量，通过分布式波束成形技术，向无人机本体发送数据。

[0024] 无人机本体，用于通过射频无线能量传输技术，向每组地面站的所有地面节点传输电能，以及采集每组地面站的数据。

[0025] 补给站，用于当无人机本体位于电能补给点时，向无人机本体传输电能。

[0026] 在上述实施例中，无人机本体和地面节点之间存在数据流的传输和能量流的传输，为便于理解，每组地面站也称为每簇地面站，来自不同簇的地面节点即表示来自不同组地面站的地面节点。此外，补给站的作用是为了向无人机本体提供电能（激光流），图中优选为激光充电器。当然，也可以选用其他类型的充电器或具有能源交互功能的终端设备向无人机本体进行供电。

[0027] 具体地，本发明实施例中的一架装备单天线的无人机本体运用无线能量传输技术对M组配备单天线的地面站进行充电。随后，各地面节点利用所收集的能量，通过分布式波束成形技术在上行链路上向无人机本体发送数据。为了确保无人机本体始终保持充足的能量，在工作区域内配备了一个激光充电器，专门用于给无人机充电。需要说明的是，由于激光的能量非常集中，它可能具有潜在的杀伤力。因此，在本发明实施例中设定只有当无人机本体直接位于补给站的正上方即电能补给点时，补给站才会启动。此外，为了简化推导过程，本实施例初步设定每一组地面站都包含K个地面节点。当然，地面站和地面节点的数量由实际的无人机数据采集系统的场景设计需求决定，在本发明实施例中不作具体限定。

[0028] 无人机本体能够实现全双工模式，即无线能量传输和信息传输在不同的频率上进行。在本实施例中，无人机可以同时接收信息和发送能量，而地面节点也可以同时收集能量并发送信息。同时，每个集合中的地面节点被视作一个集群，即一组地面站。它们通过分布式波束形成的方式向无人机发送共同信息，而不同组的节点则传输不同的数据。考虑到无人机的硬件限制，无人机在同一时间只能接收一组地面节点发送的信息。

[0029] 本实施例的无人机数据采集系统设计的目标是：在满足无人机飞行速度的约束、无人机的初始点和终点约束、无人机充电轨迹约束、每个地面节点的能量中性约束和无人机的能量约束前提下，通过联合优化整个任务中数据传输的时间安排、无人机的飞行轨迹，无人机的充电时间和所有地面节点的发送功率，从而最大化所有组中最小的平均数据速率吞吐量，从而提高系统的可持续性。

[0030] 本发明另一实施例提供了一种无人机数据采集系统的控制方法，应用于如上所述的无人机数据采集系统中。具体地，请参见图2，图2示出为本发明其中一种实施例中的无人机数据采集系统的控制方法的流程示意图，其包括步骤S1 S7：~
S1、在无人机本体飞行至预设的高度位置时，获取由各个地面节点发送的位置信
息和能量约束信息；
具体地，能量约束信息为地面节点发送数据的能量消耗不超过收集到的来自无人
机本体的能量的约束条件。

[0031] S2、基于预设的悬停点寻找算法对位置信息和能量约束信息进行处理，得到理想状态下无人机本体的多个悬停点信息和每组地面节点的功率分配信息；具体地，理想状态为忽略无人机本体的能量消耗和忽略无人机本体从一个位置到
另一个位置的飞行时间，每个悬停点信息均包括悬停点和悬停时间。

[0032] S3、基于悬停点、无人机本体的飞行起止点和无人机本体的电能补给点，采用旅行商算法进行处理，得到无人机本体的最短飞行路径；S4、至少基于悬停时间和最短飞行路径，确定无人机本体的目标飞行路径；
具体地，目标飞行路径包括无人机本体在各个悬停点和电能补给点的悬停时长。

[0033] S5、至少基于最短飞行路径和无人机本体的任务总时长，采用离散化处理得到每组地面站的数据传输时间；具体地，基于最短飞行路径、无人机本体的任务总时长和无人机本体的最大飞行
速度，确定无人机本体的总悬停时长；对任务总时长进行离散化处理，并基于离散化处理后的结果和总悬停时长，得到每组地面站的数据传输时间。

[0034] S6、至少基于目标飞行路径和数据传输时间，采用连续凸近似方法得到每个时刻所有地面节点的实际功率分配信息；具体地，至少基于离散化处理后的结果、目标飞行路径和每组地面站的数据传输
时间，构建以每个地面节点的功率分配信息和每组地面站接收到来自无人机本体的能量下限值为决策变量的功率分配方程，其中，功率分配信息为主要变量，能量下限值为辅助变量；采用连续凸近似方法对功率分配方程进行优化求解，得到每个时刻所有地面节点的实际功率分配信息。

[0035] S7、在无人机本体执行任务的过程中，基于目标飞行路径，对无人机本体进行飞行控制，以及基于实际功率分配信息对地面节点进行功率控制。

[0036] 下面对本发明实施例中的无人机数据采集系统的控制方法进行原理说明，且对后文中涉及到的参数进行统一说明：表示一个有限工作周期；表示在地面站
中的地面节点（用表示）的水平坐标；
表示激光充电器的水平坐标；和分别表示无人机固定的工作
高度和水平位置；和分别表示和关于的一阶导数；
表示无人机飞行速度；和分别表示无人机
水平的初始位置和终点；表示无人机的最大飞行速度；表示时隙上到
无人机的信道相移；表示无人机进行无线能量传输的固定发送功率；表示射频
转换为直流电的转换效率；和分别表示地面节点的传输功率
和信号相位；表示无人机充电时间；表示无人机充电功率。因此，可以构建如下表达式：
           (1)
          (2)
在上述无人机数据采集系统中，首先考虑下行链路的能量传输。在任意时刻
上，无人机与地面节点的距离为：
           (3)
本实施例考虑的是地面与空中的视距路损信道，其相位随机变化。因此，无人机与
地面节点之间的信道系数为：
       (4)
其中表示信道路损指数，表示在参考距离 m时的功率增益，是虚
数单位。特别地，在每个时隙的开始部分，地面节点可以听取无人机发送的导频信号进行信道估计。因此，无人机到地面节点的功率增益为：
        (5)
由此可得，地面节点在任意时刻上所收集到的能量为：
    (6)
在上述无人机系统中，其次考虑的是地面节点在上行链路上的无线信息传输。每
一组的所有地面节点传输一个共同消息。其中，是一个均值为零，方差为1的循环对称复高斯随机变量，即。首先，地面附近的物联网设备（例如监控传感
器）会产生消息（例如物理现象），然后传送到附近的地面节点。之后，地面节点就会总结和处理接收到的消息作为共同消息。又或者地面节点直接自己操作产生共同消息（例如录像）。共同消息产生以后，它们会通过设备到设备的通信技术共享到其他的地面节点。在本实施例中考虑用一个时分多址接入（Time Division Multiple Access,TDMA）的传输协议，即所有组的上行数据传输虽然都是在同一个频带传输，但是传输时间是正交的。在任意时隙上，用来表示第组地面站的所有地面节点在时间进行上行的数据传
输，而用来表示第组地面站的所有地面节点在时间不进行上行的数据传输。

[0037] 由于同一时刻无人机只能接收一组地面站的数据，于是有和。无人机接收到来自第组地面站的信号可以表示为：
    (7)
由于无人机可以在线估计信道的相移，本实施例中设计使得无
人机接收到的信号最强。因此，在任意时刻上，无人机接收到第组地面站的信噪比为：
    (8)
其中表示噪声功率。于是，由第组地面站的地面节点到无人机的数据速率吞
吐量（bps/Hz）可以给出为：
    (9)
为了保持系统的智能运行，每个地面节点在每个任务期间的数据传输的总能量消
耗不应超过来自无人机的无线能量传输总能量。因此，对于每个地面节点在本实施例中都有以下的能量中性约束即能量约束信息：
   (10)
根据(9)，从第组地面站的地面节点到无人机的平均数据速率吞吐量（bps/Hz）
可以给出为：
  (11)
在上述无人机数据采集系统中，最后考虑到无人机能量消耗与供给问题。由于无
人机需要飞到激光充电站进行时长的充电，于是有
     (12)
经查阅现有技术可知，旋翼无人机常用的功率消耗函数为：

(13)
其中和分别为悬停状态下叶型功率和诱导功率两个常数，和分别为旋
翼叶顶速度和悬停状态下平均诱导速度，和分别为机身阻力比和旋翼坚固度，和分别为空气密度和旋翼盘面积。为了保持无人机的可持续性，无人机充电的能量必须要大于飞行和下行供能消耗的能量。因此在本发明实施例中设置如下表达式：
        (14)
为了提高通信的服务质量，在满足无人机飞行速度的约束(1)、无人机的初始点和
终点约束(2)、无人机充电轨迹约束(12)、每个地面节点的能量中性约束(10)和无人机的能量约束(14)前提下，通过联合优化整个任务中数据传输的时间安排、无人机的飞行轨迹和所有地面节点的发送功率，从而最大化所有组中最小的平均数据速
率吞吐量。因此，该问题可表示为：
     (15)
          (16)
(1),(2),(10), (12)and(14).
由上可以看出，旋翼无人机功率消耗函数是关于的复杂函数，数据速率吞吐
量的表达式是关于、和的复杂函数，约束(14)和目标函数都不是凸
的。另外，是一个离散的二进制变量。最后，问题在连续时间上包含着无限个优化变量。由于以上原因，问题不是凸的，而且很难找出最优解。

[0038] 为了高效地解决以上问题，本发明是先把问题松弛化，利用算法得出有利于无线供能通信的悬停点、对应的地面节点分配功率和悬停时间。然后，利用旅行商算法串联无人机的飞行起止点、悬停点和电能补给点，以速度飞行并且连续“飞‑停”方式设计好无人机的路线。最后根据实际情况设计好悬停点和电能补给点的时长，从而设计高效的无人机飞行轨迹。

[0039] 本发明实施例从飞行控制、数据采集控制和功率控制三个维度对无人机数据采集系统进行优化。为了便于理解，下面逐一说明：在无人机本体飞行至预设的高度位置时，获取由各个地面节点发送的位置信息和
能量约束信息；基于预设的悬停点寻找算法对位置信息和能量约束信息进行处理，得到理想状态下无人机本体的多个悬停点信息和每个地面节点的功率分配信息。

[0040] 上述预设的悬停点寻找算法的具体内容如下：先忽略无人机的能量消耗，那么上述无人机数据采集系统只考虑无线供能通信
（无人机下行能量供电，地面节点上行传输数据），然后再假设无人机的任务时间非常大（例如），以至于可以忽略无人机从一个位置飞到另一个位置的时间。因此，约束(1)、(2)、(12)和(14)可以忽略。在本发明实施例中还引入一个辅助变量，其中，是所有地面站的平均数据速率吞吐量的下界。那么问题可以等价地松弛为：
(10), (15), and (16).
虽然上述问题(P1)仍然是非凸的，但它满足分时条件。因此，问题(P1)与它的拉格
朗日对偶问题具有强对偶性。因此，本实施例利用拉格朗日对偶方法最优地求解问题(P1)。
设和分别表示(15)和(10)中第m个约束和第(k,m)个约束的对偶变量。为了方
便描述，这里定义、
和。问题P1的部分拉格朗日函数则可表达为：
对偶函数则为：
(17)
s.t.(15) and (16).
为了保证对偶函数的值域有上界（比如），需要保证有
。因此问题(P1)的对偶问题就可以给出为：
接下来，首先通过求解问题(17)来获得对偶函数，然后再求解对偶问题
(D1)，从而求解问题(P1)。

[0041] 首先，在给定和的前提下求解问题(P1)来获得对偶函数。其中，给定的和必须是对偶问题(D1)的可行值。因此，问题(17)可以分解成下面的子问题。

[0042] (18) (19)
s.t.(15) and (16).
这里，问题(19)有无限多个关于时间的子问题。值得注意的是，由于
，问题(18)的最优函数值是零。所以，问题(18)的最优解可以是任意的一个实数。因此，仅需要关注问题(19)。又由于问题(19)的子问题对于不同的时间点是相同的，本实施例可以去掉索引以作方便。

[0043] 对于问题(19)，根据约束(15)和(16)得知一共有种解。接下来将根据每一种的解去求解问题(19)，从而获得每一种解对应的最优和。然后再比较每一种解的目标函数值，找出最大那个对应的解作为问题(19)的解。

[0044] 首先，给定，有。因此问题(19)可以表示为：
  (20)
为了求解问题(20)，先在给定的前提下优化，然后通过二维全局搜索找到
最优的。为了表达方便，让和
分别表示第组地面节点的分布式波束成
形向量和合成信道向量。在给定后，问题(20)可以简化为：
(21)
其中，。一般有，否则
就是无上界的。让和之后，问题(21)可转变
为：
  (22)
值得注意的是，问题(22)必须在时获得。因此，问题(22)可
以转化为：
  (23)
问题(23)是凸的。所以，通过观察目标函数的一阶导数，本实施例可以获得问题
(23)的最优解为：
  (24)
其中，这种形式表示是关于，，的函数。相应地，问题(24)的
最优解为：
  (25)
所以，第组地面站的第个地面节点的最优功率分配为：
(26)
其中表示向量除了第个元素是1，其他元素都是0。把代入
到(20)之后可以根据以下的式子(27)，通过在工作区域的二维搜索来找到问题(20)最优的位置。

[0045] (27)在求解这种情况后，选择最大目标函数值相对应的解作为问题(17)最优解
，，和，从而可以获得对偶函数。值得注意的是，当问题
(17)的最优解不唯一的时候，可以任意取一个来获得对偶函数。

[0046] 在获取对偶函数以后，本实施例通过最小化对偶函数来求解对偶问题(D1)。用到的方法是基于次梯度下降法的椭球法，其中次梯度为： (29)
于是可以获得问题(D1)的最优解和。具体过程如下所示：
初始化：设置，的初值和椭球法的收敛条件;
(1)循环：
(2)在给定的，下，根据公式(26)和(27)获得问题(17)的最优解
；
(3)根据次梯度(29)，用椭球法更新，；
(4)终止：达到收敛条件；
输出：设置，，输出即
是问题(P1)的最优解。

[0047] 虽然上述可以获得每个最优悬停点上的地面节点功率分配。但是还需要确定具体的悬停时间来构造原问题(P1)的最优解和。求解问题(19)考虑的种情况在和下获得的问题(19)目标函数值一定相等，否则问题(P1)目标函数值
达不到所有组中最大的最小平均速率吞吐量，因此问题(P1)有个最优悬停点。让表示悬停在的时间长度。接下来，本实施例需要求解下面的问题来获取最优的分
时悬停时间。

[0048]由于上述问题是个线性问题，每个位置的最优的悬停时间可以通过CVX工具求解。
至此，问题(P1)已经被最优求解。由以上求解过程可得，问题(P1)最优的无人机轨迹有个最优点悬停点的结构，得出原问题的无线供能通信的个悬停点、对应的地面节
点分配功率和悬停时间。

[0049] 之后，基于悬停点、无人机本体的飞行起止点和无人机本体的电能补给点，采用旅行商算法进行处理，得到无人机本体的最短飞行路径。具体地，请参见图3，图3示出为本发明其中一种实施例中的无人机本体的轨迹的仿真示意图。其中，横轴表示无人机本体水平位置的横坐标，纵轴表示无人机本体水平位置的纵坐标。进一步地，为了让无人机有更多的悬停时间，必须让无人机的飞行路径最小。无人机从起点出发，经历所有悬停热点（悬停点）和激光充电站（电能补给点）后，最后飞到终点。这便是典型的旅行商问题。该问题可用穷举法求解，即计算所有路径的长度（共有种路径），取最短的那一条作为无人机最优的飞行路径，假设长度为。

[0050] 接着，至少基于悬停时间和最短飞行路径，确定无人机本体的目标飞行路径。具体地，由于飞行的最大速度为，所以悬停的总时间为，消耗的功率为。每次由飞到停，或者由停到飞，速度都是在很短的时间内（相对于可以忽略不计）由到0或者由0到，本实施例中假设这些加减速的能量消耗为固定值，共
次。

[0051] 为了符合约束(14)，应该保证加减速、悬停和飞行消耗总能量应该不超过激光充电能量：。为了能够让无人机有更多时间悬停在热点，那么，而每个悬停热
点的具体悬停时间为：。至此，无人机轨迹（包括了飞行轨迹信息、无
人机本体在各个悬停点和电能补给点的悬停时长）设计完成。也即，在无人机本体执行任务的过程中，可以根据无人机轨迹对无人机本体进行飞行控制。

[0052] 对于数据传输维度的优化控制，具体如下：在已经设计好了悬停点上的数据传输安排，也即悬停的总时间后，现在只剩下除
了悬停点的其余时间的数据设计传输安排。优选地，本实施例用一种低复杂度的方法：首先将整个任务时间离散化成有限的个时隙，用集合表示，并且每个
时隙的长度都是，并假设足够大，以至于在每个时隙内，可以假设无人机的位置
不变。然后再把属于的时隙交替分配给所有地面站传送数据。至此，数据传输安排（也即每个地面站的数据传输时间）设计完成。

[0053] 对于功率分配维度方面的优化控制，具体如下：将整个任务时间离散化后，在给定以上设计好的高效的飞行轨迹（目标
飞行路径）和数据传输安排（每个地面站的数据传输时间）下，引入每个地面站接收到来自无人机本体的能量下限值这个辅助变量，构建以每个地面节点的功率分配
信息和每个地面站接收到来自无人机本体的能量下限值为决策变量的功率分配方程，具体如下：
(30)
由于非凸约束(30)的存在，问题（P2）仍然不是凸的。为了处理非凸约束(30)，本实施例采用连续凸近似方法，把非凸问题逼近为凸问题，不断更新迭代。让
表示第次迭代之后的局部点。在给定之后，由于所有的凸函数在任何点上的一阶
泰勒展开式都是这个点的全局下界，具体有下限如下所示：
在每一次的给定局部点迭代中，分别用的下界
去替代它们。因此，这个轨迹优化问题便成为了一个凸优化问题，问题便可以
用CVX工具求解。至此，地面节点发送功率（每个时刻所有地面节点的实际功率分
配信息）设计完成。在无人机本体执行任务的过程中，以实际功率分配信息对各个地面节点进行功率控制。

[0054] 基于上述内容，无人机本体根据对应的轨迹飞行，根据对应的悬停点进行悬停，经过激光充电器进行充电，并且地面节点向无人机本体发送数据，在整个任务周期内，无人机都能够与地面节点进行载波同步，时间同步和信道估计来确保分布式波束成形稳定进行，最终无人机本体完成数据采集，到达终点，结束整个无人机数据采集系统的工作流程。

[0055] 本发明另一实施例提供了一种无人机数据采集系统的控制装置，用于如上所述的无人机数据采集系统中。具体地，请参见图4，图4示出为本发明其中一种实施例中的无人机数据采集系统的控制装置的结构框图，所述无人机数据采集系统的控制装置包括：信息获取模块1，用于在无人机本体飞行至预设的高度位置时，获取由各个地面节
点发送的位置信息和能量约束信息，其中，能量约束信息为地面节点发送数据的能量消耗不超过收集到的来自无人机本体的能量的约束条件；
悬停点寻找算法模块2，用于基于预设的悬停点寻找算法对位置信息和能量约束
信息进行处理，得到理想状态下无人机本体的多个悬停点信息和每个地面节点的功率分配信息，其中，理想状态为忽略无人机本体的能量消耗和忽略无人机本体从一个位置到另一个位置的飞行时间，每个悬停点信息均包括悬停点和悬停时间；
旅行商算法模块3，用于基于悬停点、无人机本体的飞行起止点和无人机本体的电
能补给点，采用旅行商算法进行处理，得到无人机本体的最短飞行路径；
目标飞行路径确定模块4，用于至少基于悬停时间和最短飞行路径，确定无人机本
体的目标飞行路径，其中，目标飞行路径包括无人机本体在各个悬停点和电能补给点的悬停时长；
数据传输时间确定模块5，用于至少基于最短飞行路径和无人机本体的任务总时
长，采用离散化处理得到每个地面站的数据传输时间；
连续凸优化模块6，用于至少基于目标飞行路径和数据传输时间，采用连续凸近似
方法得到每个时刻所有地面节点的实际功率分配信息；
飞行控制模块7，用于在无人机本体执行任务的过程中，基于目标飞行路径，对无
人机本体进行飞行控制，以及基于实际功率分配信息对地面节点进行功率控制。

[0056] 进一步的，在上述实施例中，数据传输时间确定模块5，包括：总悬停时长确定单元，用于基于最短飞行路径、无人机本体的任务总时长和无人
机本体的最大飞行速度，确定无人机本体的总悬停时长；
离散化处理单元，用于对任务总时长进行离散化处理，并基于离散化处理后的结
果和总悬停时长，得到每个地面站的数据传输时间。

[0057] 进一步的，在上述实施例中，连续凸优化模块6，包括：方程构建单元，用于至少基于离散化处理后的结果、目标飞行路径和每个地面站
的数据传输时间，构建以每个地面节点的功率分配信息和每个地面站接收到来自无人机本体的能量下限值为决策变量的功率分配方程，其中，功率分配信息为主要变量，能量下限值为辅助变量；
优化求解单元，用于采用连续凸近似方法对功率分配方程进行优化求解，得到每
个时刻所有地面节点的实际功率分配信息。

[0058] 需要说明的是，上述一种无人机数据采集系统的控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。关于一种无人机数据采集系统的控制装置的具体限定参见上文中对于一种无人机数据采集系统的控制方法的限定，二者具有相同的功能和作用，在此不再赘述。

[0059] 本发明实施例还提供了一种终端设备，该终端设备包括：处理器、存储器和总线；
所述总线，用于连接所述处理器和所述存储器；
所述存储器，用于存储操作指令；
所述处理器，用于通过调用所述操作指令，可执行指令使处理器执行如本发明上
述一种无人机数据采集系统的控制方法对应的操作。

[0060] 在一个可选实施例中提供了一种终端设备，如图5所示，图5所示的终端设备5000包括：处理器5001和存储器5003。其中，处理器5001和存储器5003相连，如通过总线5002相连。可选地，终端设备5000还可以包括收发器5004。需要说明的是，实际应用中收发器5004不限于一个，该终端设备5000的结构并不构成对本发明实施例的限定。

[0061] 处理器5001可以是CPU，通用处理器，DSP，ASIC，FPGA或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本发明公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。处理器5001也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，DSP和微处理器的组合等。

[0062] 总线5002可包括一通路，在上述组件之间传送信息。总线5002可以是PCI总线或EISA总线等。总线5002可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

[0063] 存储器5003可以是ROM或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，RAM或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是EEPROM、CD‑ROM或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。

[0064] 存储器5003用于存储执行本发明方案的应用程序代码，并由处理器5001来控制执行。处理器5001用于执行存储器5003中存储的应用程序代码，以实现前述任一方法实施例所示的内容。

[0065] 本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明上述一种无人机数据采集系统的控制方法。

[0066] 本发明的又一实施例提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，当其在计算机上运行时，使得计算机可以执行前述方法实施例中相应内容。

[0067] 此外，本发明的实施例还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。

[0068] 本发明实施例提供的一种无人机数据采集系统、控制方法、装置、设备及介质，有益效果在于以下所述中的至少一点：（1）设计了一种全新的无人机数据采集系统，包括无人机本体、补给站和至少一组地面站，其中，在能源方面，无人机本体能够对各组地面站中的地面节点进行下行射频能量传输，而补给站又能对无人机本体进行能量传输，从而形成完善的能源传输链，保证无人机本体和地面节点的性能；在通讯方面，多个地面节点基于分布式波束成形技术上行向无人机本体进行数据传输，从而在保证可持续性的同时，进一步提高了数据采集的全面性。

[0069] （2）根据上述无人机数据采集系统的特点，设计对应的控制方法，综合考虑无人机本体、地面节点和补给站的三个维度因素，对无人机的控制进行优化，以分别实现对无人机的飞行轨迹的优化控制，对无人机的数据采集进行优化控制，对地面的无线资源进行优化控制，从而不仅能提高地面节点的能量效率，扩大通信范围，还能提高数据采集和无人机工作的可持续性，推进了无人机数据采集系统的智能化控制进程。

[0070] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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