无人机调度系统的制作方法

本发明涉及无人机控制，具体是一种城市中无人机参与救援和应急处理的调度系统，属于计算机控制领域。

背景技术：

随着人类社会的快速发展，城市特别是特大城市人口数量和密度大幅度增加，城市公共安全事故发生的频率越来越高，例如，2003年美国加拿大停电事故、美国9·11恐怖袭击事件、上海外滩拥挤踩踏事故等危害后果惊人，造成重大的人员伤亡和财产损失。

城市公共安全事故包括火灾、爆炸、车祸、地震、恐怖袭击、危险品泄漏等，它们的发生不仅有理论上的必然性，现实中不断发生的各类事故灾害也证明，这是不可能完全避免的。一旦重大事故灾害爆发，不仅会造成巨大的经济损失，人员伤亡，也造成极坏的社会影响，反过来也会制约经济的增长和社会进步。当事故灾害发生时，只有建立起城市公共安全系统才能预防和减少事故灾害的发生，才能及时、有效地实施应急救援，减小公共安全事故给城市带来的危害。而当前的城市公共安全系统当面对复杂多变的城市公共安全事故时在及时性和灵活性方面往往显得力不从心。

无人机是信息时代的新兴科技产物。它凭借其在时间和空间上快速、灵活等优点，在初期阶段侦测处理以上事件，能有效地协助相关部门全面、及时、深入、全天候地掌握事件现场情况甚至自行进行处理，可以有效提高事故处理的效率，减少经济损失和人员伤亡。于是我们试图开发一套无人机调度系统，以帮助城市管理部门应对城市公共安全事故。该系统集报警、调度、反馈于一身，具有数据多方实时共享，快速反应，灵活机动等特点，针对本市具体情况安排了机库位置和无人机机型，并制定了事故评级和应急救援预案机制，可以实现无人机的快速起降和即时管理，还能根据不同事故类型及事故等级起飞不同型号不同功能的无人机，操作简便，功能实用。

然而现有的在应对突发情况时对无人机的使用，还仅仅是依靠人的简单指挥，无人机也仅仅是对人眼的一个简单的延伸，对无人机的指挥和调度没有一个很好的系统化集成，这些管理上的缺陷都使得无人机不能完全发挥它所具有的时空优势，迅速反应直击现场，进行空中航拍与运输从而方便相关部门解决危急问题的优势。

技术实现要素：

为解决上述现有技术中存在的大量无人机不能进行系统的管理，从而无法发挥出无人机的快速反应直达现场进行空中航拍和运输的优势的缺陷，提出了一种无人机调度系统来应对解决突发情况时无人机不能有效、系统组织进而不能第一时间赶到案发现场的问题。

一种无人机调度系统，在城市出现突发的危急情况时用于对各种类型的无人机进行调度和指挥，该系统包括复数个不同种任务类型的无人机，其特征在于还包括：至少一个报警端，由报警管理员所管理，具有报警情况选择部、警情生成部以及反馈查看显示部，报警情况选择部用于由报警管理员根据报警所发生的危急情况来选择设定好的报警情况类别，警情生成发送部用于在报警情况类别的基础上生成对应的警情信息后发送给调度端，该警情信息包括报警情况类别的程度等级、发生地点、无人机的初始机型以及报警时间，反馈查看显示部和无人机通信并获取无人机的实时位置后进行显示；调度端，由调度管理员所持有，具有实时情况统计部、实时情况显示部、命令生成部以及调度端反馈查看部，实时情况统计部从机库端获取并统计存储于无人机机库中的无人机的数量和航行状态，实时情况显示部用于从机库端获取对应无人机的实时位置并显示，调度端反馈查看部从机库端获取对应无人机的航行和任务信息，命令生成部包括实时位置比较单元和命令生成单元，实时位置比较单元将通过实时情况显示部获取的实时位置和从报警端获取的警情信息中的发生地点、报警情况类别以及程度等级进行比较，并将比较结果传送给命令生成单元，该命令生成单元根据比较结果、警情信息生成调度端命令，该调度端命令包括报警情况类别的程度等级、发生地点、无人机的命令机型、出警时间、无人机数量；以及至少一个机库端，由机库管理员所持有，具有无人机配置选择部、起飞控制部以及无人机监控部，无人机配置选择部根据从调度端发送来的调度端命令中的报警情况类别、无人机的命令机型对对应的无人机进行具体的配置后生成机库命令，具体的配置包括飞行控制器选项、机架选项、涂料选项以及螺旋桨选项，起飞控制部获取机库命令后将机库命令输入给对应的无人机后控制对应的无人机起飞和返航，无人机监控部和对应的每一架无人机进行通信并获取无人机的实时位置和对应该无人机获取的机库命令的执行情况，并将该实时位置和执行情况发送给调度端和报警端。

本发明提供的无人机调度系统，还可以具有这样的特征，其特征在于报警端还包括：报警端登录管理部，用于报警管理员登录后对报警端进行管理；报警端输入部，用于报警管理员输入报警情况；报警位置获取部，当报警者进行报警时直接获取该报警者的位置。

本发明提供的无人机调度系统，还可以具有这样的特征，其特征在于：其中，无人机包括运输型无人机和航拍型无人机。

本发明提供的无人机调度系统，还可以具有这样的特征，其特征在于：其中，报警情况类别包括火灾、交通、地震以及其他。

本发明提供的无人机调度系统，还可以具有这样的特征，其特征在于机库端还包括：差错提醒部，用于对该机库中所容纳和维护的无人机的数量和保养情况进行检测，当容纳的无人机数量过多或过少或保养不善时就报警提醒。

本发明提供的无人机调度系统，还可以具有这样的特征，其特征在于：其中，飞行控制器选项为单轴、四轴、六轴、矢量，机架选项为单旋翼、四旋翼、多旋翼，涂料选项为防火、防腐，螺旋桨选项为正、反。

发明作用与效果

根据本发明所提供的无人机调度系统，由于具有报警端、调度端以及机库端，通过处于城市各个派出所或报警点的报警端实时生成报警的警情信息，然后直接将该警情信息发送给城市中调度端，该调度端根据城市实际情况和事发地点与机库的位置进行比对后生成对应的调度端命令，然后机库端接到该命令后，再在该命令的基础上，根据报警的警情信息和该机库对应的无人机情况，适应性地配置相应的无人机配置，最后发出无人机。由于在报警端、调度端以及机库端均可以根据实际情况对无人机执行的任务命令进行实用性的修改，从而避免了单一指挥或纯粹的人为指挥可能出现的失误。同时整个系统是有机一体的，能够较好地协调各个端的管理关系，进而解决混乱的指挥问题，实现集成化。

利用无人机在时间和空间上快速、灵活等优势，本发明提供的无人机调度系统协助相关部门全面、及时、深入、全天候地掌握事件现场情况甚至自行进行处理，可以有效提高事故处理的效率，减少经济损失和人员伤亡。

本发明提供的无人机调度系统可以使用C/S或P2P通信模式，既可以应用于适合单位、企业甚至个人的小规模无人机调度任务，也可应用于城市级别的大规模无人机调度任务。

附图说明

图1为本发明的无人机调度系统的组成示意图；

图2为本发明的报警端系统组成示意图；

图3为本发明的调度端系统组成示意图；

图4为本发明的机库端系统组成示意图；

图5为本发明的无人机调度系统的控制页面示意图；

图6为本发明的无人机调度系统的动作流程示意图；以及

图7为实施例中与报警端对应的报警中心的登录界面示意图；

图8为实施例中的紧急情况选择界面示意图；

图9为实施例中历史报警记录页面示意图；

图10为实施例中无人机起飞记录页面示意图；

图11为实施例中“交通”紧急情况下的警情信息生成页面示意图；

图12为实施例中与调度端对应的调度中心的登录界面示意图；

图13为实施例中调度中心主界面示意图；

图14为调度中心的“查看机库”页面示意图；

图15为调度中心对机库下达命令的“命令历史”页面示意图；

图16为调度中心比较位置距离来选择对应机库的示意图；

图17为调度中心下达命令界面示意图；

图18为实施例中与机库端对应的机库的主界面示意图；以及

图19为实施例中与机库端对应的机库的返航界面示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明的无人机调度系统的系统组成以及运行流程、使用方法和效果作具体阐述。

实施例

图1为本发明的无人机调度系统的组成示意图。

如图1所示，无人机调度系统100包括多个报警端10、调度端20以及多个与不同位置的机库对应的机库端30组成，相互之间通过有线或无线网络相联通。

图2为本发明的报警端系统组成示意图。

如图2所示，报警端10被设置在城市中的各个报警点中，包括社区警务室、街道派出所，被报警管理员管理。它具有报警端登录管理部11、报警端输入部12、报警位置获取部13、报警情况选择部14、警情生成发送部15、反馈查看显示部16以及报警端控制部17和报警端通信部18。

报警端登录管理部11，用于报警管理员登录后对报警端进行管理。

报警端输入部12，用于报警管理员输入报警情况。

报警位置获取部13，当报警者进行报警时直接获取该报警者的位置。

报警情况选择部14用于由报警管理员根据报警所发生的危急情况来选择设定好的报警情况类别。

警情生成发送部15用于在报警情况类别的基础上生成对应的警情信息后发送给调度端，该警情信息包括报警情况类别的程度等级、发生地点、无人机的初始机型以及报警时间。

反馈查看显示部16和无人机通信并获取无人机的实时位置后进行显示。

报警端控制部17用于控制以上个部分的运作，而报警端通信部18用于报警端10与外部的通信和信息交换。

图3为本发明的调度端系统组成示意图。

如图3所示，调度端20被设置在城市的报警中心或是应急中心，和该城市的所有联网的报警端10连接，被调度管理员所控制。它具有调度端登录管理部21、登录端输入部22、实时情况统计部23、实时情况显示部24、调度端反馈查看部25、命令生成部26以及调度端控制部27和调度端通信部28。

调度端登录管理部21，用于调度管理员登录后对调度端20进行管理。

调度端输入部22，用于调度管理员输入信息。

实时情况统计部23从机库端30获取并统计存储于无人机机库中的无人机的数量和航行状态。

实时情况显示部24用于从机库端30获取对应无人机的实时位置并显示。

调度端反馈查看部25从机库端获取对应无人机的航行和任务信息。

命令生成部26包括实时位置比较单元261和命令生成单元262，

实时位置比较单元261将通过实时情况显示部24获取的实时位置和从报警端10获取的警情信息中的发生地点、报警情况类别以及程度等级进行比较，并将比较结果传送给命令生成单元262，该命令生成单元262根据比较结果、警情信息生成调度端命令，该调度端命令包括报警情况类别的程度等级、发生地点、无人机的命令机型、出警时间、无人机数量。

调度端控制部27用于控制以上个部分的运作，而调度端通信部28用于调度端20与外部的通信和信息交换。

图4为本发明的机库端系统组成示意图。

如图4所示，机库端30被设置在城市的对应机库中，和该城市的调度端10和报警端30连接，被机库管理员所控制。它具有机库端登录管理部31、机库端输入部32、无人机配置选择部33、起飞控制部34、无人机监控部35、差错提醒部36以及机库端控制部37和机库端通信部28。

无人机配置选择部33根据从调度端发送来的调度端命令中的报警情况类别、无人机的命令机型对对应的无人机进行具体的配置后生成机库命令，具体的配置包括飞行控制器选项、机架选项、涂料选项以及螺旋桨选项。

起飞控制部34获取机库命令后将机库命令输入给对应的无人机后控制对应的无人机起飞和返航。

无人机监控部35和对应的每一架无人机进行通信并获取无人机的实时位置和对应该无人机获取的机库命令的执行情况，并将该实时位置和执行情况发送给调度端和报警端。

差错提醒部36，用于对该机库中所容纳和维护的无人机的数量和保养情况进行检测，当容纳的无人机数量过多或过少或保养不善时就报警提醒。

机库端控制部37用于控制以上个部分的运作，而机库端通信部38用于机库端30与外部的通信和信息交换。

下面结合附图5，6说明本发明的无人机调度系统的控制控制页面和运行过程示意图。

图5为本发明的无人机调度系统的控制页面示意图。

图6为本发明的无人机调度系统的动作流程示意图。

如图5，6所示，本系统主要端口分为三个：报警中心、调度中心、无人机机库。

本系统的功能分为两大模块：一是无人机调度管理与人机交互；二是信息的生成、传递、共享和反馈。

系统会根据不同事故类型、事发地点、事故等级，调度合适机库中的合适机型起飞，甚至让无人机携带所需的物品或设备；无人机完成任务后，可返航至原机库，也可能由于天气、燃料等因素，某无人机不能返航至原机库，这时，可选择就近返航至其他机库；无人机在未接到任务时，管理员可以查看机库情况，对无人机进行日常管理和维护。系统对于报警、命令、无人机起飞、返航、机库情况均有实时记录，并可实现多方共享，必要处，特别设计了信息反馈机制。

下面模拟演示“上海市的无人机调度系统”的运行情况。

这个模拟演示中，配置了一个报警端、一个调度端、十个机库端。

对于报警端

图7为实施例中与报警端对应的报警中心的登录界面示意图。

首先有一个报警中心“登录”界面，如图7所示，输入用户名、密码，登录成功后显示提示消息。初始化用户名分别为“张三”、“李四”、“王五”，对应的密码分别为“z001”、“l002”、“w003”。

图8为实施例中的紧急情况选择界面示意图。

图9为实施例中历史报警记录页面示意图。

图10为实施例中无人机起飞记录页面示意图。

登录成功之后，系统跳转至“紧急情况选择”界面(除非点击右上角“关闭”按钮，该界面将一直存在，已便报警中心多次进行选择记录等操作)，如图8所示。在这一界面，若按下“报警记录”按钮，则显示本次操作前的所有历史报警记录，如图9所示。若按下“查看反馈”按钮，则显示一个本次操作之前所发生事故无人机是否已起飞的报告，如图10所示。报警管理员根据报警信息选择某一类事故，点击“确定”按钮，则会进入所属事故的相应界面。

图11为实施例中“交通”紧急情况下的警情信息生成页面示意图。

“火灾”、“交通”、“地震”、“其他”四类公共安全事故记录页面，这些界面中，基本包含事发位置、事故等级预判、在场警力、选择无人机机型、备注这几项。“选择机型”都有2个选项分别是“运输机”和“航拍机”，它们是无人机的二大类型，具体机型由机库专业技术人员装配并提供选项选择具体机型。“火灾”界面中的“等级预判”提供的选项为“特级、一级、二级、三级”；“交通”界面中的“等级预判”提供的选项为“特大、重大、一般、轻微”；“地震”界面中的“地震等级”提供的选项为“巨大m>＝8、大7<＝m<8、强6<＝m<7、中强4.5<＝m<6、有感3<＝m<4.5、弱1<＝m<3、超微m<1”；“其它”界面中的“等级预判”提供的选项为“特别紧急、紧急、一般”。图11为“交通”紧急情况下的警情信息生成页面。其他的“火灾”、“地震”、“其他”页面与之类似。

不同的等级可对应不同的应急救援预案。这些界面生成的记录都会以统一的格式记录在“报警记录”中，如图9所示。在这些界面中，点击“上一步”按钮，则会返回到图8所示的“紧急情况选择”界面；点击“提交”按钮，会有“警情已提交至调度中心！”的提示(此时，后台就生成了新的“报警记录”，供图8所示“紧急情况选择”界面选择查看)。

对于调度端

图12为实施例中与调度端对应的调度中心的登录界面示意图。

在图12所示调度中心的“登录”界面，同样输入用户名、密码，登录(同样显示登录成功提示消息，这里略去)。初始化用户名分别为“张叁”、“李肆”、“王伍”，对应的密码分别为“z0001”、“l0002”、“w0003”。

图13为实施例中调度中心主界面示意图。

图14为调度中心的“查看机库”页面示意图。

图15为调度中心对机库下达命令的“命令历史”页面示意图。

图16为调度中心比较位置距离来选择对应机库的示意图。

图17为调度中心下达命令界面示意图。

在图13所示“请选择”界面(除非点击右上角红色“关闭”按钮，该界面将一直存在，以便调度中心多次进行“下达命令”等操作)。

若点击“查看机库”按钮，则系统显示当前A～J(有关机库的分布与命名，将在下文中提到)各机库机型的“总数”、“派出机数”、“待命机数”，如图14所示。

若点击“命令历史”，则系统显示本次操作之前调度中心已经对机库下达的命令记录，如图15所示。

若点击“查看反馈”按钮，则显示一个本次操作之前所发生事故无人机是否已起飞的报告，如图15所示；若点击“下达命令”按钮，则会同时显示2个界面：其一是网页地图，如图16所示，供调度中心查看事发地所在地并选择最近机库用，实时位置比较单元261将通过实时情况显示部24获取的实时位置和从报警端获取的警情信息中的发生地点、报警情况类别以及程度等级进行比较，并将比较结果传送给命令生成单元262，该命令生成单元262根据比较结果、警情信息生成调度端命令，该调度端命令包括报警情况类别的程度等级、发生地点、无人机的命令机型、出警时间、无人机数。

在图17所示“下达命令”界面，同样地，若点击“上一步”按钮，则返回图13所示的“请选择”界面；“机库”提供的选项为“A-杨浦一库、B-宝山一库、C-浦东一库、D-奉贤一库、E-金山一库、F-松江一库、G-嘉定一库、H-宝山一库、I-闵行一库、J-崇明一库”；“机型”有2个选项分别是“运输机”和“航拍机”它们是无人机的2大类型，具体机型由机库装配并提供选项；“数量”可输入1～100；这些是调度中心要求机库的无人机起飞类型和数量，机库要根据实际情况安排，机库一般都会满足调度中心的要求，因为我们预设每个机库每类100架，保障充足；若填写完毕，点击“下达命令”按钮，系统会显示“命令已下达，等待机库起飞无人机”的提示消息(此时，后台就生成了新的“命令历史”，供图13所示“命令历史”界面选择查看)。

对于机库端。

首先是机库的“登录”界面，同样输入用户名、密码，登录(同样显示登录成功提示消息，这里不再赘述)。初始化用户名分别为“小明”、“小红”、“小亮”，对应的密码分别为“z00001”、“l00002”、“w00003”。这里需要说明的是机库登录界面有2个，用户名和密码对应一致，它们分别对应任务模式和维护模式，这里是前者，后者用于无任务时，机库管理员登录某机库进行日常管理维护，包含机库选择下拉菜单，可选择A～J机库其中之一。

图18为实施例中与机库端对应的机库的主界面示意图。

登录之后，会来到一个机库界面，如图18所示。机库界面共有10个，分别对应A～J这10个机库。系统会按照刚才调度中心所下命令，自动跳至相应机库界面。这里以“E-金山一库”界面为例，如图18所示。这界面包含5个下拉菜单、1个输入文本框和3个按钮。“型号”提供的选项为“Y-800,Y-850,Y-1000,Y-X,H-800,H-850,H-1000,H-X”，前四种机型属运输机，后四种机型属航拍机，未接到命令前所有Y型无人机是相同的，所有H型无人机是相同的，接到命令后，立即进行快速装配(包括配备不同的设备、携带不同的物品等，常用机型可长时间保留，各无人机型具体配置将在下文提及)，所以产生了如上的8种机型，按800,850,1000，X的顺序，无人机的功能和成本依次递增，不同等级的城市公共安全事故将使用不同机型，具体应急预案见下文；“数量”可输入1～100；“飞行控制器”提供的选项为“单轴、四轴、六轴、矢量”；“机架”提供的选项为“单旋翼、四旋翼、多旋翼”；“涂料”提供的选项为“防火、防腐”；“螺旋桨”提供的选项为“正、反”。若点击“退出”按钮，则关闭当前界面；当选好机型，输入了数量，配置也完成时，就可以点击“起飞”按钮起飞无人机了，出现“无人机已起飞”的提示消息。这里“机库情况”会立即被更新，后台还会生成一个“信息反馈”数据，以使图13所示的报警中心“紧急情况选择”界面和调度中心“请选择”界面可以查看到机库最新的反馈信息。

图19为实施例中与机库端对应的机库的返航界面示意图。

在图18所示界面，若点击“返航”按钮，则系统跳至“返航”界面，如图19所示。在该界面选择好机库、机型，输入好数量并点击提交后，则在后台生成返航数据，用以更新“机库情况”，在图13所示调度中心“请选择”界面中，点击“查看机库”按钮，其实是先更新了“机库情况”，再去查看的。由于天气、燃料等因素，当某无人机不能返航至原机库时，可选择暂时就近返航至其他机库。

由于每个机库容纳和维护无人机的数量有限，本实施例的机库端还设置有差错提醒部，用于对该机库中所容纳和维护的无人机的数量和保养情况进行检测，当容纳的无人机数量过多或过少或保养不善时就报警提醒，当某机库某机型数量小于0或大于100时，会提示相应机库出错。

实施例的作用和有益效果

根据本实施例所提供的无人机调度系统，由于具有报警端、调度端以及机库端，通过处于城市各个派出所或报警点的报警端实时生成报警的警情信息，然后直接将该警情信息发送给城市中调度端，该调度端根据城市实际情况和事发地点与机库的位置进行比对后生成对应的调度端命令，然后机库端接到该命令后，再在该命令的基础上，根据报警的警情信息和该机库对应的无人机情况，适应性地配置相应的无人机配置，最后发出无人机。由于在报警端、调度端以及机库端均可以根据实际情况对无人机执行的任务命令进行实用性的修改，从而避免了单一指挥或纯粹的认为指挥可能出现的失误。同时整个系统是有机一体的，能够较好地协调各个端的管理关系，进而解决混乱的指挥问题，实现集成化。

利用无人机在时间和空间上快速、灵活等优势，本发明提供的无人机调度系统协助相关部门全面、及时、深入、全天候地掌握事件现场情况甚至自行进行处理，可以有效提高事故处理的效率，减少经济损失和人员伤亡。

本实施例提供的无人机调度系统可以使用C/S或P2P通信模式，既可以应用于适合单位、企业甚至个人的小规模无人机调度任务，也可应用于城市级别的大规模无人机调度任务。

更近一步地，本实施例提供的系统为信息的高效运行提供了完善的机制。当报警中心接到报警信息，完成记录后，后台“报警记录.txt”中生成新记录(还有一个“报警.txt”记录的是最新报警记录，每次报警时新的记录会覆盖旧的记录，它的作用是给“命令历史.txt”和“信息反馈.txt”中的记录信息提供“事由”这一项目)；

调度中心根据“报警.txt”，即刻调出地图，制定计划，下达命令，后台“命令历史.txt”中生成新记录(同样地，还有一个“命令.txt”记录的是最新命令，每次下达命令时新的命令会覆盖旧的命令)；

根据“命令历史.txt”，系统后台读取命令信息，对应到相应的机库界面(按照“指定机库登录.txt”中的信息打开相应机库界面)，机库完成起飞任务后，机库生成“出库清单历史.txt”(同样地，也有“出库清单.txt”)，又会给报警中心和调度中心以反馈，即“信息反馈.txt”中新增的反馈信息，还会自动修改“机库情况.txt”，以达到更新机库数据的目的，无人机返航时，由相应机库负责记录，生成的信息会在“返航.txt”中，也会根据这一信息立即更新“机库情况.txt”；

另外，在登录报警中心、调度中心和机库时，都会有相应的登录信息生成，保存在“登录历史.txt”中，以备查看。综上，本系统的信息运行机制，构造精巧，细致，有效，实用，繁而不乱，为系统的健康运行提供了有力保障。