无人机综合控制管理系统的制作方法

文档序号:31464862发布日期:2022-09-09 20:32阅读:171来源:国知局

1.本发明属于无人机管理技术领域,具体涉及一种无人机综合控制管理系统。


背景技术:

2.随着我国经济、社会的迅速发展和空域管理改革的持续推进,低空空域的逐渐开放,无人机将会得到大力的发展和更加广泛的应用,例如,可以将无人机应用到电力、通信、气象、农林、海洋、勘探、保险等领域,具体的如可以用于地球观测、森林防火和灭火、灾害检测、通信中继、海上监视、油气管道检查、农药喷洒、土地资源调查、野生动物监测、防汛抗旱监测、鱼群探测、影视航拍、缉毒缉私、边境巡逻、治安反恐等方面。
3.由于现在还没有出台无人机综合管理,绝大多数无人机都在地面控制终端的控制下自由飞行,如此会对其他交通活动甚至人民生命财产安全造成威胁,所以,需要对无人机进行空中管制。
4.因此,针对上述问题,予以进一步改进。


技术实现要素:

5.本发明的主要目的在于提供一种无人机综合控制管理系统,其通过数据采集模块、数据传输模块和数据分析模块进行联动,以使得对无人机进行综合管理,并且使得在下发指令和信息数据的传输上进行管理,进而使得传输更加通畅和完整,以确保管理的精确到位,还对无人机处于监管区域时进行管理,从而确保无人机的有序飞行,其具有安全性高、智能化和监管到位等优点。
6.为达到以上目的,本发明提供一种无人机综合控制管理系统,用于综合管理无人机的飞行,包括数据采集模块、数据传输模块和数据分析模块,其中:
7.所述数据采集模块安装(可以独立外装,也可以集成到无人机里面,对于市面存量的无人接可以外装,对于还没生产的无人机可以集成)于无人机并且所述数据采集模块(集成北斗、gps等模块)用于采集无人机的包括位置信息(包括地理坐标)、运动信息(包括飞行高度、速度和起降次数等)和电源信息(当前剩余电量)的信息数据;
8.所述数据传输模块用于接收所述数据采集模块传输到的信息数据并且将信息数据传输到后台管理平台的数据分析模块(后台管理平台针对每一台具有身份标识的无人机建立一个数据分析模块,进行一对一服务,如果当前无人机为第一次使用,则数据采集模块传输的信息数据里还包括无人机的身份标识信息,然后经过后台管理平台匹配后发现没有对应的数据分析模块,则新建一个匹配当前无人机的数据分析模块),并且还用于将所述数据分析模块的下发指令传输到数据采集模块或者无人机(的处理系统);
9.所述数据分析模块对接收的信息数据进行分析处理,从而获得无人机的相关参数,并且判断当前无人机的相关参数是否符合当前飞行要求,从而启动不同的预警动作。
10.作为上述技术方案的进一步优选的技术方案,所述数据采集模块和无人机进行联动,其中:
11.所述数据采集模块的电源提供来自无人机,并且所述数据采集模块的启动跟随无人机的运动,当所述无人机处于工作状态时,所述数据采集模块进行启动工作(主动启动),从而采集无人机的信息数据;当所述无人机处于停机状态时,所述数据采集模块自动延迟一定预设时间后进行休眠或者关机(确保数据都上传的基础下节约用电),并且所述数据传输模块将所述数据分析模块下发的启动指令传输到数据采集模块时,所述数据采集模块进行启动工作(被动启动),从而采集无人机的信息数据;
12.所述数据采集模块对当前采集的目标无人机进行身份记录,从而使得所述数据采集模块对每一台匹配过的无人机均设有唯一的身份标识,并且自动记录保存无人机在工作时的关键信息(数据采集模块为外装时,可以重复使用从而匹配不同的无人机,并且在每一次换一台无人机采集时均将目标无人机进行身份标识,并且数据采集模块具有黑匣子功能,记录关键信息,并且使用者不可自行篡改数据)。
13.作为上述技术方案的进一步优选的技术方案,所述数据传输模块的传输方式具体实施为:
14.所述数据传输模块安装于所述无人机并且每一个数据传输模块均作为一个传输节点,以使得将获得的信息数据传输到基站并且通过基站将信息数据传输到对应的所述数据分析模块,或者基站接收数据分析模块传输的下发指令并且传输到对应的数据传输模块,再由数据传输模块传输到数据采集模块或者无人机;
15.在基站覆盖范围内的所有传输节点均具有广播功能,每一个所述数据传输模块在将信息数据传输到基站的同时将自身的信息数据通过广播形式传输到在通信范围内的其余传输节点,从而其余传输节点除了将自身的信息数据传输到基站之外,还将额外接收的信息数据传输到基站,以使得基站将一个传输节点发送的所有信息数据进行打包后传输到对应的数据分析模块,进而数据分析模块之间进行相互验证,从而判断每一个传输节点传输的信息数据是否正确 (防止有些传输节点从基站入手,以使得基站传输经过篡改的信息数据,从而导致数据分析模块接收错误的信息),并且每个传输节点均获知在通信范围内的其余传输节点对应无人机的工作状态,在后台管理平台对预定范围的所有传输节点进行控制时,传输节点进行相互信息校正,以确保所有的传输节点按照后台管理平台下发的指令进行动作(例如在举行无人机表演时,所有的无人机均受控于后台管理平台,但是无法确保每一个无人机均能完全精确的接收后台管理平台下发的指令,通过广播的形式可以使得相邻的传输节点可以共享下发指令,并且作出相匹配的动作)。
16.作为上述技术方案的进一步优选的技术方案,所述数据分析模块对信息数据的分析具体实施为:
17.所述数据分析模块将相关参数与当前区域的电子围栏进行匹配,以判断当前无人机是否处于监管区域(包括禁飞区域和无人机密度监管区域等),如果无人机处于监管区域外的预设范围时,所述数据分析模块生成第一预警信息并且将第一预警信息通过数据传输模块传输到无人机,以使得无人机获得第一预警信息(告知使用者当前前方为监管区域(无人机可以和使用者的通讯设备连接,可以下发到使用者的通讯设备,或者下发到无人机遥控设备的显示端),应该注意无人机的飞行);如果无人机处于监管区域时,所述数据分析模块生成第二预警信息并且将第二预警信息通过数据传输模块传输到无人机,以使得无人机获得第二预警信息(例如,您已经进入监管区域,请在时间段内飞离),并且所述数据分析模
块周期性的判断在下一个时间段无人机是否还处于监管区域,如果判断还处于,则所述数据分析模块生成第一断电指令到无人机,以使得无人机的提供电源随着时间段的增加而逐级减小输出,从而进行逐级驱逐无人机(例如,在下一个时间段无人机还处于监管区域,则限制无人机电源输出为原来的80%,如果下两个时间段无人机还处于监管区域,则限制无人机电源输出为原来的50%,依次增强限制);
18.所述数据分析模块设置使用者的权限,从而数据分析模块根据权限设置相对应的电子围栏的区域大小。
19.作为上述技术方案的进一步优选的技术方案,在后台管理平台通过所述数据分析模块对选择范围内的无人机批量下发指令时,每若干个传输节点作为一个传输区域,并且在传输区域中选择一个处于中心区域的传输节点作为主节点,其余为跟随节点,基站将(各个)数据分析模块的下发指令(包括一个传输区域中所有传输节点的指令)打包传输到主节点,主节点再将相对应的下发指令传输到跟随节点,从而使得主节点和跟随节点对应的无人机作出相对应的动作 (在大型无人机运动时,如果每一个数据分析模块均把对应的下发指令传输到各个无人机,那么会造成系统的拥堵,并且使得无人机接收的下发指令会有丢失,如果将一个传输区域中的各个下发指令打包在一起,并且先下发到主节点,通过主节点将各个下发指令传输到跟随节点,可以使得指令不丢失并且传输快)。
具体实施方式
20.以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例,本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
21.在本发明的优选实施例中,本领域技术人员应注意,本发明所涉及的无人机和使用者等可被视为现有技术。
22.优选实施例。
23.本发明公开了一种无人机综合控制管理系统,用于综合管理无人机的飞行,包括数据采集模块、数据传输模块和数据分析模块,其中:
24.所述数据采集模块安装(可以独立外装,也可以集成到无人机里面,对于市面存量的无人接可以外装,对于还没生产的无人机可以集成)于无人机并且所述数据采集模块(集成北斗、gps等模块)用于采集无人机的包括位置信息(包括地理坐标)、运动信息(包括飞行高度、速度和起降次数等)和电源信息(当前剩余电量)的信息数据;
25.所述数据传输模块用于接收所述数据采集模块传输到的信息数据并且将信息数据传输到后台管理平台的数据分析模块(后台管理平台针对每一台具有身份标识的无人机建立一个数据分析模块,进行一对一服务,如果当前无人机为第一次使用,则数据采集模块传输的信息数据里还包括无人机的身份标识信息,然后经过后台管理平台匹配后发现没有对应的数据分析模块,则新建一个匹配当前无人机的数据分析模块),并且还用于将所述数据分析模块的下发指令传输到数据采集模块或者无人机(的处理系统);
26.所述数据分析模块对接收的信息数据进行分析处理,从而获得无人机的相关参数,并且判断当前无人机的相关参数是否符合当前飞行要求,从而启动不同的预警动作。
27.具体的是,所述数据采集模块和无人机进行联动,其中:
28.所述数据采集模块的电源提供来自无人机,并且所述数据采集模块的启动跟随无人机的运动,当所述无人机处于工作状态时,所述数据采集模块进行启动工作(主动启动),从而采集无人机的信息数据;当所述无人机处于停机状态时,所述数据采集模块自动延迟一定预设时间后进行休眠或者关机(确保数据都上传的基础下节约用电),并且所述数据传输模块将所述数据分析模块下发的启动指令传输到数据采集模块时,所述数据采集模块进行启动工作(被动启动),从而采集无人机的信息数据;
29.所述数据采集模块对当前采集的目标无人机进行身份记录,从而使得所述数据采集模块对每一台匹配过的无人机均设有唯一的身份标识,并且自动记录保存无人机在工作时的关键信息(数据采集模块为外装时,可以重复使用从而匹配不同的无人机,并且在每一次换一台无人机采集时均将目标无人机进行身份标识,并且数据采集模块具有黑匣子功能,记录关键信息,并且使用者不可自行篡改数据)。
30.更具体的是,所述数据传输模块的传输方式具体实施为:
31.所述数据传输模块安装于所述无人机并且每一个数据传输模块均作为一个传输节点,以使得将获得的信息数据传输到基站并且通过基站将信息数据传输到对应的所述数据分析模块,或者基站接收数据分析模块传输的下发指令并且传输到对应的数据传输模块,再由数据传输模块传输到数据采集模块或者无人机;
32.在基站覆盖范围内的所有传输节点均具有广播功能,每一个所述数据传输模块在将信息数据传输到基站的同时将自身的信息数据通过广播形式传输到在通信范围内的其余传输节点,从而其余传输节点除了将自身的信息数据传输到基站之外,还将额外接收的信息数据传输到基站,以使得基站将一个传输节点发送的所有信息数据进行打包后传输到对应的数据分析模块,进而数据分析模块之间进行相互验证,从而判断每一个传输节点传输的信息数据是否正确 (防止有些传输节点从基站入手,以使得基站传输经过篡改的信息数据,从而导致数据分析模块接收错误的信息),并且每个传输节点均获知在通信范围内的其余传输节点对应无人机的工作状态,在后台管理平台对预定范围的所有传输节点进行控制时,传输节点进行相互信息校正,以确保所有的传输节点按照后台管理平台下发的指令进行动作(例如在举行无人机表演时,所有的无人机均受控于后台管理平台,但是无法确保每一个无人机均能完全精确的接收后台管理平台下发的指令,通过广播的形式可以使得相邻的传输节点可以共享下发指令,并且作出相匹配的动作)。
33.进一步的是,所述数据分析模块对信息数据的分析具体实施为:
34.所述数据分析模块将相关参数与当前区域的电子围栏进行匹配,以判断当前无人机是否处于监管区域(包括禁飞区域和无人机密度监管区域等),如果无人机处于监管区域外的预设范围时,所述数据分析模块生成第一预警信息并且将第一预警信息通过数据传输模块传输到无人机,以使得无人机获得第一预警信息(告知使用者当前前方为监管区域(无人机可以和使用者的通讯设备连接,可以下发到使用者的通讯设备,或者下发到无人机遥控设备的显示端),应该注意无人机的飞行);如果无人机处于监管区域时,所述数据分析模块生成第二预警信息并且将第二预警信息通过数据传输模块传输到无人机,以使得无人机获得第二预警信息(例如,您已经进入监管区域,请在时间段内飞离),并且所述数据分析模块周期性的判断在下一个时间段无人机是否还处于监管区域,如果判断还处于,则所述数
据分析模块生成第一断电指令到无人机,以使得无人机的提供电源随着时间段的增加而逐级减小输出,从而进行逐级驱逐无人机(例如,在下一个时间段无人机还处于监管区域,则限制无人机电源输出为原来的 80%,如果下两个时间段无人机还处于监管区域,则限制无人机电源输出为原来的50%,依次增强限制);
35.所述数据分析模块设置使用者的权限,从而数据分析模块根据权限设置相对应的电子围栏的区域大小。
36.更进一步的是,在后台管理平台通过所述数据分析模块对选择范围内的无人机批量下发指令时,每若干个传输节点作为一个传输区域,并且在传输区域中选择一个处于中心区域的传输节点作为主节点,其余为跟随节点,基站将(各个)数据分析模块的下发指令(包括一个传输区域中所有传输节点的指令)打包传输到主节点,主节点再将相对应的下发指令传输到跟随节点,从而使得主节点和跟随节点对应的无人机作出相对应的动作(在大型无人机运动时,如果每一个数据分析模块均把对应的下发指令传输到各个无人机,那么会造成系统的拥堵,并且使得无人机接收的下发指令会有丢失,如果将一个传输区域中的各个下发指令打包在一起,并且先下发到主节点,通过主节点将各个下发指令传输到跟随节点,可以使得指令不丢失并且传输快)。
37.值得一提的是,本发明专利申请涉及的无人机和使用者等技术特征应被视为现有技术,这些技术特征的具体结构、工作原理以及可能涉及到的控制方式、空间布置方式采用本领域的常规选择即可,不应被视为本发明专利的发明点所在,本发明专利不做进一步具体展开详述。
38.对于本领域的技术人员而言,依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围。
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