CN105785876A - 一种无人飞行器授权系统及其授权方法 - Google Patents

Abstract

一种无人飞行器授权系统及授权方法，授权系统包括无人飞行器的授权处理器(1)、客户终端(10)和应用处理器(18)，所述判断单元(5)判断所述授权证书是否到期，当所述授权证书到期后，所述授权处理器(1)向所述客户终端(10)发送到期信息，当所述授权请求模块(12)向所述授权生成模块(2)发送继续授权请求且成立时，所述客户终端(10)继续获得授权。

Description

一种无人飞行器授权系统及其授权方法

技术领域

本发明属于无人飞行器识别领域，特别是涉及一种无人飞行器授权系统及授权方法。

背景技术

无人飞行器的应用领域正在不断拓展，无论是行业无人机还是消费无人机都得到长足的进步，尤其是多旋翼式无人飞行器为代表的小微型无人飞行器，其各种组成部分开始模块化，产业日趋成熟。随着技术的进步，产业的成熟，无人飞行器的控制模式也开始标准化，一致化，基于类似的开源平台或者固件所开发的无人机，往往在控制模式上也倾向于一致。甚至，也出现了直接支持用手机、手机上的APP来控制无人飞行器的技术。但是，当前的无人飞行器与其控制端的通信连接还是主要以一对一的方式实现，在控制台与无人飞行器完成对码之后，实现控制权限的确认，然后可以用控制终端(手机、专用控制台等)对无人飞行器进行遥控。

现在存在一种需求，是无人机公用化，不同的客户根据其需要，临时租用公用无人机，完成任务之后，解除其使用权限。租用方式可以是信用方式，也可以是现金租用方式。这种租用方式需要得到无人飞行器控制模式的技术支撑。

现有无人飞行器往往在飞行器与控制端之间设置唯一性连接，如此能够避免在干扰环境下失去对无人飞行器的控制，也就是说，一台无人机往往仅对应官方授权的唯一的遥控器，除非在遥控器丢失等场景下，才由厂商或者超级权限用户，来改变控制权限。也就是说，现有无人飞行器的控制权限在一般情况下是一对一的，本申请方案意在提出一种在一般情况下就可支持一对不特定多数的控制端的无人飞行器。现有的无人飞行器与控制端之间的对码，往往只是测试通信环境和核对对方身份，而不涉及到对具体使用时的参数权限进行限制。

专利CN104809918公开了一种无人机飞行管理方法，包括手机APP，授权服务器，手机APP需要事先在授权服务器注册；无人机控制盒内具有一不可被任何设备读取的字符串密匙，且在授权服务器里也存储有相同的字符串密匙，步骤是：(1)、手机APP向授权服务器发出飞行计划申请，申请中含飞行空域描述；(2)、授权服务器将飞行空域描述连同字符串密匙加密，比如哈希加密，形成空域密匙，然后将空域密匙回复给手机APP；(3)、手机APP将飞行空域描述与空域密匙传送给无人机；(4)、无人机控制盒将飞行空域描述与字符串密匙按授权服务器相同加密方式加密，比如相同的哈希加密，将此加密结果与手机APP传送过来的空域密匙比较，如果相符则许可无人机起飞，否则不允许无人机起飞；所述空域是由若干经纬度点限制的平面区域及上下海拔高度界定的，或由指定起点、终点、空域宽度、空域高度界定的。该专利未向授权服务器申请的飞行无人机不能得到空域密匙也不能起飞，从更广泛的角度解决了无人机的飞行管理问题，但其并不能对多种不同的飞行请求进行授权，不能对具体使用时的参数权限进行授权，授权服务器也不能针对不同的飞行请求建立不同的授权条件，使得该专利应用性太低，例如，该专利无法让其它用户使用该无人飞行器或者按时段、空间或条件获得无人飞行器授权，该空域只是限飞区域而不是具体使用时的参数，而且该专利也不能实时监控授权后的飞行任务。

专利CN204707130公开了一种无人飞行器送件装置，所述装置应用于无人飞行器，所述装置包括：用户信息接收模块、与所述户信息接收模块电性连接的用户信息验证模块、与所述用户信息验证模块电性连接的安全装置控制模块，所述安全装置控制模块携带物品；所述用户信息接收模块获取接收者身份信息，并向所述用户信息验证模块传输所述接收者身份信息；所述用户信息验证模块接收所述接收者身份信息，根据所述接收者身份信息进行身份验证；所述安全装置控制模块在所述接收者信息通过所述用户信息验证模块身份验证后，释放携带物品。该专利文献获取接收者身份信息，根据接收者身份信息进行身份验证，接收者信息通过身份验证后，无人飞行器释放携带物品，从而实现无人飞行器验证接收者身份并进行送件，但该专利无法应用于多种不同形式的无人飞行器使用权的转移，不能对具体使用时的参数权限进行授权，且不能让其它用户操控无人飞行器进行飞行，更无法监控无人飞行器的飞行状态。

专利CN104898654公开了种无人机远程控制系统，其包括有一通讯模块，用于与至少一无人机建立通讯；该无人机远程控制系统还包括有：一主控连接模块，用于通过该通讯模块将控制识别码发送相应的无人机，与该无人机建立主控连接；一授权产生模块，用于产生包含有其中一无人机的被选待授权用户的授权选择指令；一授权控制连接模块，用于开启被选待授权用户的授权控制功能，建立被选待授权用户与相应无人机的授权控制连接；一操控模块，用于提供操控界面供用户进行主控操作及授权控制操作，接收主控操作及授权控制操作，产生相应的操控指令，并通过该通讯模块发送给相应无人机。该专利文献能方便对无人机进行控制授权，但该专利无法应用于多种不同形式的无人飞行器使用权的转移，不能对具体使用时的参数权限进行授权限制，更无法根据不同的授权请求对使用权转移划分不同的授权范围。

本申请方案在提供权限的同时，对于该权限的实施是有条件限制的，比如授权是在一定时间或者一定地域范围内，授权是基于用户付出了一定等价交换物(现金、信用点数、虚拟币等)，授权的取消是基于用户的等价交换物欠缺或者用户不愿意继续提供等价交换物。

因此，当前存在一种需求，设计并实现了一种无人飞行器授权系统和授权方法，通过身份验证、对具体使用时的参数权限进行不同授权范围的授权使得不同的客户根据其需要临时获得无人飞行器的使用权，完成任务之后，解除其使用权限，而且进一步地可监测由客户控制的无人飞行器的飞行以提高安全性，提供不同的应用模块增加了本系统的应用性，更进一步地，通过实时继续授权请求可获得授权的延续性进一步提高了本申请的适用性。

发明内容

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现。

根据本发明的第一方面，一种无人飞行器的授权处理器包括授权生成模块和密匙生成模块，所述授权生成模块包括验证客户终端身份的身份验证单元和判断授权请求成立的判断单元，当所述判断单元判断授权请求成立时，所述密匙生成模块生成授权证书和一对由公匙和私匙组成的密匙并分别将授权证书和公匙发送到无人飞行器以及将授权证书和私匙发送到客户终端，其中，所述授权证书根据授权请求具有在时间上、使用参数上或者条件上的授权范围。

该授权处理器不但能够进行身份验证，而且通过授权证书实现了有条件的授权使得无人飞行器的权利转移得到了更广泛的应用，使得授权行为变得可控和多样化。

优选地，所述无人飞行器的授权处理器还包括用于生成和监测无人飞行器和客户终端之间的通信处理模块、支付模块、设有第一存储模块的第一媒体流处理模块和/或实时监测无人飞行器的飞行数据的监测模块。

通信处理模块能够进一步监测授权处理器、客户终端或无人飞行器之间的通信安全，监测模块能够对无人飞行器的飞行状态进行监测使得无人飞行器按照授权证书的要求进行飞行，如媒体流处理模块的应用模块可以供用户使用提高本发明的应用性。

根据本发明的第二方面，一种用于授权处理器的客户终端包括向所述身份验证单元发送身份验证请求的登陆单元、向所述授权生成模块发送授权请求的授权请求模块和向无人飞行器发送飞行控制指令的飞行控制操作单元，在所述客户终端接收授权证书和私匙后，客户根据所述授权证书的授权范围经由所述飞行控制操作单元发送飞行控制指令控制无人飞行器。

该客户终端通过密匙认证以及根据所述授权证书的授权范围经由所述飞行控制操作单元发送飞行控制指令控制无人飞行器，客户终端是一种个人终端，不限于专门的无人飞行器控制台，其也可以是如手机或pad等。

优选地，所述客户终端包括用于生成所述客户终端与无人飞行器之间以及所述客户终端与所述授权处理器之间通信的第一通信模块、存储所述授权证书和私匙的第二存储模块、第二媒体流处理模块和/或显示无人飞行器飞行数据的显示模块。

优选地，当所述授权证书即将到期时，所述授权请求模块通知所述客户终端归还无人飞行器或向所述授权生成模块发送继续授权请求。

根据本发明的第三方面，一种用于的客户终端的设在无人飞行器上的应用处理器包括授权处理模块以及接收并执行所述客户终端发送的飞行控制指令的飞行控制单元，所述授权处理模块在接收所述授权证书和公匙后识别所述客服终端发送的授权证书和私匙并根据所述授权证书的授权范围开放所述飞行控制单元的权限。

优选地，所述应用处理器包括用于生成所述无人飞行器和所述客户终端之间通信的第二通信模块、存储所述授权证书和公匙的第三存储模块、第三媒体流处理模块、预设禁飞区域的空域限制模块和/或测量无人飞行器飞行数据的测量模块。

优选地，所述应用处理器向所述无人飞行器的授权处理器发送无人飞行器是否处于空闲状态的信息。

根据本发明的第四方面，一种无人飞行器授权系统包括所述的无人飞行器的授权处理器、所述的客户终端和所述的应用处理器，所述判断单元判断所述授权证书是否到期，当所述授权证书到期后，所述授权处理器向所述客户终端发送到期信息，当所述授权请求模块向所述授权生成模块发送继续授权请求且成立时，客户终端继续获得授权。

所述授权系统可以让用户通过发送继续授权请求延续授权，提高了本发明的适用性。

根据本发明的第五方面，一种使用无人飞行器授权系统的无人飞行器授权方法，其包括以下步骤。

第一步骤中，所述登陆单元向所述身份验证单元发送身份验证请求，当验证通过后，所述授权请求模块向所述授权生成模块发送授权请求。

第二步骤中，当判断单元判断授权请求通过时，所述密匙生成模块生成授权证书和一对由公匙和私匙组成的密匙并分别将授权证书和公匙发送到无人飞行器以及将授权证书和私匙发送到客户终端。

第三步骤中，所述授权处理模块接收到授权证书和公匙后识别客服终端发送的授权证书和私匙并根据授权证书开放所述飞行控制单元的权限，客户根据所述授权证书授权经由所述飞行控制操作单元发送飞行控制指令控制无人飞行器。

第四步骤中，当所述授权证书到期后，所述授权处理器向所述客户终端发送到期信息，当所述授权请求模块向所述授权生成模块发送继续授权请求且成立时，客户终端继续获得授权。

本发明提出的方案，能够对授权的具体权限进行不同授权范围的授权，使得不同的客户根据其需要临时获得无人飞行器的使用权，而且进一步地可监测由客户控制的无人飞行器的飞行以提高安全性，提供不同的应用模块增加了本系统的应用性，更进一步地，通过实时继续授权请求可获得授权的延续性进一步提高了本申请的适用性。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的无人飞行器的授权处理器的结构示意图。

图2是根据本发明另一个实施例的无人飞行器的授权处理器的结构示意图。

图3是根据本发明一个实施例的无人飞行器的客户终端的结构示意图。

图4是根据本发明另一个实施例的无人飞行器的客户终端的结构示意图。

图5是根据本发明一个实施例的无人飞行器的应用处理器的结构示意图。

图6是根据本发明另一个实施例的无人飞行器的应用处理器的结构示意图。

图7是根据本发明一个实施例的无人飞行器的授权系统的结构示意图。

图8是根据本发明一个实施例的无人飞行器的授权系统的授权处理器的工作流程图。

图9是根据本发明一个实施例的无人飞行器的授权系统的客户终端的工作流程图。

图10是根据本发明一个实施例的无人飞行器的授权系统的应用处理器的工作流程图。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的解释。

具体实施方式

以下详细描述实际上仅是示例性的而并不意欲限制应用和使用。此外，并不意欲受以上技术领域、背景、简要概述或以下详细描述中呈现的任何明确或暗示的理论约束。如本文使用，术语“模块”或“单元”是指任何硬件、软件、固件、电子控制部件、处理逻辑和/或处理器设备单独地或者以任何组合，包括而不限于：专用集成电路ASIC、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器共享、专用或成组的和存储器、组合逻辑电路和/或提供所描述的功能性的其他适合的部件。此外，除非明确地具有相反的描述，否则词语“包括”及其不同的变型应被理解为隐含包括所述的部件但不排除任意其他部件。

本发明的实施例描述的一种无人飞行器的授权处理器如图1所示，所述授权处理器1包括授权生成模块2和密匙生成模块3，所述授权生成模块2包括验证客户终端身份的身份验证单元4和判断授权请求成立的判断单元5，当所述判断单元5判断授权请求成立时，所述密匙生成模块3生成授权证书和一对由公匙和私匙组成的密匙并分别将授权证书和公匙发送到无人飞行器以及将授权证书和私匙发送到客户终端，其中，所述授权证书根据授权请求具有在时间上、使用参数上或者条件上的授权范围。

在一个实施例中，授权处理器1可以是服务器或服务器集群，和通用的计算机架构类似，授权处理器1的构成除包括授权生成模块2和密匙生成模块3之外的模块还可以包括其它应用模块，进一步还可以包括CPU，RAM内存，操作系统和应用模块等。授权处理器1能够提供简单高效、安全可靠、处理能力可弹性伸缩的计算服务，例如接收无人飞行器用户提出的授权申请、多任务调度、无线通信功能、存储器读写和数据处理等等。授权处理器1的硬盘或存储器可包括可快速读写的SDD硬盘以及可插入SD卡的移动读写装置，主要用于存储无人飞行器的注册身份数据和各类应用数据，如注册的无人飞行器设别码和飞行状态信息等等。身份验证单元4负责无人飞行器的客户终端身份的验证。例如无人飞行器用户经由客户终端申请或通过关联方式如QQ账号、微信账号、微博账号等申请无人飞行器授权账号，通过账号登陆身份验证单元4，在一个实施例中，身份验证时，身份信息包括但不限于用户的身份证信息、护照信息、通行证信息、驾照信息、社保号以及如上所述的可通过关联方式的注册授权帐号等。在一个实施例中，用户可通过扫描二维码进行身份验证。用户可根据具体情况提交授权请求，例如租赁某个时间段的无人飞行器或租赁无人飞行器运送一次物品，或者在某个空域租用无人飞行器飞行，又或者租用无人飞行器的某个金额的使用期限等。

当判断单元判断如租赁某个时间段的无人飞行器的授权请求成立，所述密匙生成模块3生成授权证书和一对由公匙和私匙组成的密匙并分别将授权证书和公匙发送到无人飞行器以及将授权证书和私匙发送到客户终端，其中，所述授权证书根据授权请求具有在时间上、使用参数上或者条件上的授权范围。在一个实施例中，判断单元5判断授权请求是否成立的条件在于用户是否支付了相应的金额，例如判断单元可根据支付模块提供的支付凭条或支付记录来确定授权请求成立，其中，支付模块可以是第三方支付系统，支付模块可以设在授权处理器1中，也可以单独存在且与所述判断单元5电连接。在一个实施例中，判断单元5可预先设置判断授权请求成立的判断条件，该判断条件可实时更新。在一个实施例中，密匙生成模块是一种可限定条件的密码生成器。密码生成器可根据成立的授权请求生成具有在时间上、使用参数上或者条件上的授权范围的授权证书和一对密匙，例如授权证书可以是无人飞行器可租赁飞行的某个时间段的授权范围，如果超过这个时间段，授权证书自动失效，授权处理器1可接管该无人飞行器的控制权或者指令无人飞行器返回。由公匙和私匙组成的密匙必须配对使用，授权证书和公匙发送到无人飞行器以及将授权证书和私匙发送到客户终端。

在一个实施例中，无人飞行器可以是各种类型的无人飞行器，包括固定翼、多旋翼等各种能够在空域范围内进行多自由度活动的飞行器。无人飞行器优选地是多旋翼无人飞行器。

如图2所示的授权处理器1还包括用于生成和监测无人飞行器和客户终端之间的通信处理模块6、支付模块、设有第一存储模块7的第一媒体流处理模块8和/或实时监测无人飞行器的飞行数据的监测模块9。在一个实施例中，通信处理模块6用于建立待授权无人飞行器和无人飞行器客户终端之间的VPN隧道通信。在VPN点对点通信建立成功后，客户终端将获得无人飞行器的控制权，直接与无人飞行器通信，控制无人飞行器飞行，并实时获取飞行器各类飞行数据和图传信息。第一存储模块7负责存储例如无人飞行器拍摄的视频、图像资料的客户用数据以便客户终端后期下载或分享，第一存储模块7可以是云端存储器。第一媒体流处理模块8可对无人飞行器上传的图像、视频信息进行媒体流处理或视频分享。实时监测无人飞行器的飞行数据的监测模块9可以监控系统下所有无人飞行器状态，包括：飞行器GPS位置、高度、速度；起飞、降落、悬停状态；电量状态等等信息；并提供禁飞区管理，对于客户终端操作无人飞行器抵近禁飞区时，向客户终端发出禁飞区警告。授权处理器1接收无人飞行器用户提出的授权请求，呈现无人飞行器租赁状态；调用各类系统模块处理身份验证、授权、支付计费、无人飞行器状态管理业务、媒体流存储业务、客户终端与无人飞行器通信控制通道创建等等功能，因此，授权处理器1可以是服务器或服务器集群。

如图3所示的用于无人飞行器的授权处理器的客户终端包括向所述身份验证单元4发送身份验证请求的登陆单元11、向所述授权生成模块2发送授权请求的授权请求模块12和向无人飞行器发送飞行控制指令的飞行控制操作单元13，在所述客户终端10接收授权证书和私匙后，客户根据所述授权证书的授权范围经由所述飞行控制操作单元13发送飞行控制指令控制无人飞行器。登陆单元11可以是登陆界面接口或二维码扫描器，通过在登陆单元上输入身份信息发送到身份验证单元4，授权请求模块12创建授权请求以及与授权生成模块2反馈。飞行控制操作单元13在确定建立客户终端10与无人飞行器之间的VPN隧道通信后，负责为用户提供飞行器操作界面，并接收用户的操作，将其转化为控制指令发送至无人飞行器。飞行控制操作单元13可以是客户终端上的按钮或控制杆，在一个实施例中，客服终端10是手机、pad等个人终端，飞行控制操作单元13是触摸屏上的虚拟按钮。如图4所示的客户终端还包括用于生成所述客户终端10与无人飞行器之间以及所述客户终端10与所述授权处理器1之间通信的第一通信模块14、存储所述授权证书和私匙的第二存储模块15、第二媒体流处理模块16和/或显示无人飞行器飞行数据的显示模块17。客户终端10连接授权处理器1和操控应用模块的各类任务调度，例如包括访问不同应用模块、无线通信功能、存储器读写和数据处理等等，客户终端10获得无人飞行器的授权后，在客户终端10接收授权证书和私匙后将其存储在第二存储模块15中，第二媒体流处理模块16将无人飞行器回传的视频或图片进行解码处理，呈现于用户界面。显示模块17将无人飞行器回传的各种传感器数据、GPS数据、电量数据呈现于用户界面。显示模块17优选为液晶显示屏，显示模块17也可以是触摸屏。

在一个实施例，当所述授权证书即将到期时，所述授权请求模块12通知所述客户终端10归还无人飞行器或向所述授权生成模块2发送继续授权请求。

本发明的客户终端可用于租赁无人飞行器，一个实施例中，游客甲使用其携带的如手机的客户终端10，采用登陆单元22扫描二维码，并通过该二维码标识找到授权处理器1中代表该公用无人飞行器的地址，进行身份验证，然后甲使用客户终端10中的授权请求模块12向该地址发出租用无人飞行器的请求，授权处理器1的授权生成模块2向游客甲的授权请求模块12返回一个提示，说明租用该无人飞行器的注意事项和收费标准，游客甲同意该收费标准，并向该地址预付租用费用，如使用第三方支付模块如支付宝等支付费用后，判断单元5根据支付凭条或转帐记录确定授权请求成立，即授权处理器1确认收到租用费用之后分别向游客甲的客户终端10发送授权证书和私匙和向无人飞行器发送授权证书和私匙，游客甲通过其客户终端10与公用无人飞行器取得联系，并使用该密钥获得授权，然后游客甲可以直接使用客户终端10来控制该公用无人飞行器完成各种飞行任务，包括航拍等。其中，授权证书还可以选择性地限定游客的使用时间、飞行速度、飞行高度和/或适用范围，避免飞行器的飞行发生意外。在授权证书的有效期已过，并且甲并不愿意继续付费租用时，则授权处理器1切断控制权限，进入自动返航/悬停/自动降落模式。游客甲可以通过如无线图传的媒体流处理模块实时获得拍摄图像，或者事后向授权处理器1的第一存储模块下载已拍摄的结果。

如图5所示的设在无人飞行器上的应用处理器18包括授权处理模块19以及接收并执行所述客户终端10发送的飞行控制指令的飞行控制单元20，所述授权处理模块19在接收所述授权证书和公匙后识别所述客服终端10发送的授权证书和私匙并根据所述授权证书的授权范围开放所述飞行控制单元20的权限。应用处理器18可以是通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路ASIC，现场可编程门阵列FPGA、模拟电路、数字电路、及其组合、或其他已知或以后开发的处理器。授权处理模块19可以是比较器，可以接收和存储授权证书和公匙以及识别客服终端10发送的授权证书和私匙。飞行控制单元20可以是独立的飞行控制器也可以是无人飞行器自带的飞行控制器。

在一个实施例中，如图6所示的应用处理器18还包括用于生成所述无人飞行器和所述客户终端之间通信的第二通信模块21、存储所述授权证书和公匙的第三存储模块22、第三媒体流处理模块23、预设禁飞区域的空域限制模块24和/或测量无人飞行器飞行数据的测量模块25。因此，应用处理器18负责无人飞行器通信、授权和操控应用模块的各类任务调度，包括访问不同应用模块、无线通信功能、存储器读写和数据处理等等。第二通信模块21通过设备自带的移动通信网络模块、无线通信网络模块建立与客户终端10之间的通信，第三媒体流处理模块23可将无人飞行器摄像头拍摄视频或图片进行高效率压缩编码处理，使得图像或视频内容便于实时在各类无线通信网络中传输，回传至授权处理器1和客户终端10。测量模块25可以是独立的测量模块以实时采集并回传无人飞行器各种传感器数据包括：GPS位置、高度、速度、方向、电量等，也可以是无人飞行器自带的测量飞行状态的传感器的组合。空域限制模块24可预先设定无人飞行器禁飞区域、禁飞高度。当接近禁飞高度或禁飞区域时，通知客户终端10返航。若客户终端10无返航操作，无人飞行器将启动自动返航模式。

在一个实施例中，所述应用处理器18向所述无人飞行器的授权处理器1发送无人飞行器是否处于空闲状态的信息。

在一个实施例，如图7所示的一种无人飞行器授权系统包括经由无线通信连接的授权处理器1、客户终端10和设在所述无人飞行器上的应用处理器18。授权处理器1包括授权生成模块2、密匙生成模块3、用于生成和监测无人飞行器和客户终端之间的通信处理模块6、支付模块、设有第一存储模块7的第一媒体流处理模块8和/或实时监测无人飞行器的飞行数据的监测模块9，所述授权生成模块2包括验证客户终端身份的身份验证单元4和判断授权请求成立的判断单元5，当所述判断单元5判断授权请求成立时，所述密匙生成模块3生成授权证书和一对由公匙和私匙组成的密匙并分别将授权证书和公匙发送到无人飞行器以及将授权证书和私匙发送到客户终端，其中，所述授权证书根据授权请求具有在时间上、使用参数上或者条件上的授权范围。

所述客户终端10包括向所述身份验证单元4发送身份验证请求的登陆单元11、向所述授权生成模块2发送授权请求的授权请求模块12、向无人飞行器发送飞行控制指令的飞行控制操作单元13、用于生成所述客户终端10与无人飞行器之间以及所述客户终端10与所述授权处理器1之间通信的第一通信模块14、存储所述授权证书和私匙的第二存储模块15、第二媒体流处理模块16和/或显示无人飞行器飞行数据的显示模块17，在所述客户终端10接收授权证书和私匙后，客户根据所述授权证书的授权范围经由所述飞行控制操作单元13发送飞行控制指令控制无人飞行器。

应用处理器18包括授权处理模块19、接收并执行所述客户终端10发送的飞行控制指令的飞行控制单元20、用于生成所述无人飞行器和所述客户终端之间通信的第二通信模块21、存储所述授权证书和公匙的第三存储模块22、第三媒体流处理模块23、预设禁飞区域的空域限制模块24和/或测量无人飞行器飞行数据的测量模块25，授权处理模块19在接收所述授权证书和公匙后识别所述客服终端10发送的授权证书和私匙并根据所述授权证书的授权范围开放所述飞行控制单元20的权限。

在一个实施例中，第一存储模块7、第二存储模块15和第三存储模块22可以包括一个或多个只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、快闪存储器、电子可擦除可编程只读存储器EEPROM或其它类型的存储器。第一媒体流处理模块8、第二媒体流处理模块16和第三媒体流处理模块23可以是视频处理器。第一通信模块14或第二通信模块21至少包括具有不同优选级的无线局域网通信设备、移动通信网络设备、平流层通信网络设备和卫星网络通信设备中的一个，所述第一通信模块14或第二通信模块21建立授权处理器1、客户终端10或应用处理器18之间的无线通信链路。其中，移动通信网络设备主要由2G/3G/4G无线通信芯片组构成，负责通过移动通信网络发送请求以及接收信息。无线局域网通信设备可以是蓝牙、ZigBee或Wi-Fi模块中的一个，无线局域网通信设备可通过2.4GHz通信频率建立短距离通信，在室内或低速移动的室外环境会优选该通信设备建立通信连接。平流层通信网络设备一般用充氦飞艇、气球作为安置转发站的平台，平台高度距地面17km～22km，无人飞行器在大范围野外飞行时，可以优选平流层通信网络设备建立通信连接。卫星网络通信设备利用卫星通信信道建立通信连接，一般是在无其他可用无线通信网络的情况下，会使用卫星网络通信设备作为应急通信。

在一个实施例中，依据无线网络成本或无线网络接入速度，选择无线传输网络，本申请设计以下为优先级方案，Wi-Fi网络：优先级为0；4G无线网络：优先级为1；3G无线网络：优先级为2；平流层通信网络：优先级为3；卫星通信网络：优先级为4；优先级别0-4，所选择无线网络优先级由高到低，即如果同时存在多种无线信号，且信号强度有效时，无人飞行器会首先选择Wi-Fi网络作为无线接入网络；当Wi-Fi信号强度无效时，无人飞行器会次优选择4G网络作为无线接入网络；依次类推。在一个实施例中，第一通信模块14或第二通信模块21还设有计时器。第一通信模块14或第二通信模块21可以对通信连接进行计时。

在一个授权系统的实施例中，所述判断单元5判断所述授权证书是否到期，当所述授权证书到期后，所述授权处理器1向所述客户终端10发送到期信息，当所述授权请求模块12向所述授权生成模块2发送继续授权请求且成立时，所述客户终端10继续获得授权。

在实施例中，本授权系统可用在快递领域，例如，某农村物流分发点O配备有即时响应的无人飞行器快递送达业务，该物流分发点设计有三条固定飞向ABC三点的飞行线路，用户乙如果需要从O点将某不超过2kg的物品迅速的送抵B点，则用户乙可通过如手机设备的客户终端10的登陆单元11向所述身份验证单元4发送身份验证，申请租用该物流分发点所配备的公用无人飞行器来完成该任务。对于不超过2kg的物品，从O点飞往B点，然后空载返回的飞行任务收费是25元从O点单程飞往B点的飞行任务收费是18元，用户乙同意支付上述费用，则可利用客户终端10完成支付或者由用户乙完成线下支付，判断单元5通过如支付凭条判断该授权请求满足授权条件，系统接收该任务，所述密匙生成模块3生成授权证书和一对由公匙和私匙组成的密匙并分别将授权证书和公匙发送到无人飞行器以及将授权证书和私匙发送到客户终端，其中，授权证书即授权完成将装载有用户乙物品的包裹运送至B点的任务，完成任务之后，授权证书失效。用户乙可通过飞行控制单元控制无人飞行器完成飞行或者通过授权证书上的路线信息由无人飞行器自动完成。

在一个实施例中，本授权系统尤其可用于无人飞行器的租赁领域，预租用无人飞行器的用户通过如pad等客户终端10的登陆单元11登陆如APP或网站形式的身份验证单元，用户输入用户名和密码等身份验证信息，成功登陆后，授权生成模块2发送如可见无人飞行器功能介绍、租赁价格、安全注意事项等信息到客户终端10，授权请求模块12选定无人飞行器，进入付费，即满足了上述相应的授权条件，所述密匙生成模块3生成授权证书和一对由公匙和私匙组成的密匙并分别将授权证书和公匙发送到无人飞行器以及将授权证书和私匙发送到客户终端。另一方面，预租用无人飞行器用户利用客户终端10向选定的无人飞行器发送控制请求消息，该消息中包含租赁信息以及私钥对其的数字签名；无人飞行器的授权处理模块19收到该控制请求消息，利用公钥对消息的数字签名部分进行验证，并核对租赁信息，如果验证通过，则返回控制响应消息。至此，无人飞行器控制端与无人飞行器之间就建立起一条点对点的VPN控制通道。无人飞行器在授权证书的有效时间内受控于该无人飞行器租赁用户，并根据租赁用户账户信息，将相关航拍视频以及飞行数据信息上传云端服务器租赁用户账户下。在一个实施例中，租赁用户也可根据系统派发的动态密码，建立与无人飞行器之间的VPN通道。从协议的用户平面来看，客户终端与无人飞行器之间的控制数据通路，在无线网络或有线网络传输是通过VPN的隧道协议实现的，其底层为无人飞行器或客户终端与运营商网关之间的IP通路；如果无人飞行器和客户终端上分配的是公网IP地址，彼此可以直接解析的对端IP地址实现相互通信，并建立彼此之间的VPN通道；如果无人飞行器或客户终端分配的是运营商的私网IP地址，则可以通过部署在运营商网络边界的网关和Internet之间的网络地址转换NAT和防火墙，以实现无人飞行器与客户终端之间的访问。授权系统通过Radius协议，可实现系统对客户终端的身份验证、授权和计费。验证之后，客户终端可以向系统发出租赁请求；在完成租赁支付后，系统通过租赁证书和密钥形式，授权客户终端对无人飞行器的控制。

在一个实施例中，关于具体租用过程中的授权条件，可以针对等价交换物价格、等价交换物支付方式、飞行时间、飞行区域、飞行高度、飞行速度等实施限制。对于飞行参数实施限制是比较好理解的，尤其是对于一些在特定范围适用的无人飞行器，长距离飞行可能导致飞行器脱离控制范围，或者增加了发生故障的风险，飞行高度和飞行速度不受限制则可能导致新手误操作或者老手过于自信的操作带来的飞行风险，飞行时间则与租用时付出的等价交换物的量有关系。所以上述飞行参数可以根据实际情况进行限制。这里所指的等价交换物可以是现金、电子货币、虚拟币、信用点数等具有一定价值的可交换的对象。一般而言，是根据一个标准来实现，一定数量的等价交换物对应于一定条件的租用权限，根据具体租用权限的情况，这个标准不同，比如对于高速飞行、超高度飞行器、超大范围飞行、特殊使用环境等情况，可能收费更贵。另外，等价交换物的兑换和支付方式也可以是多种的，比如预付费方式、后付费方式、预付费+续费提醒方式等等。因此，授权证书可以以各种方式来限定授予的无人飞行器控制权的有效范围。

为了进一步说明本授权系统，仍然以租赁行为为例，如图8所示的授权系统的授权处理器1的工作流程如下。授权处理器1初始化后，身份验证单元4验证客户终端10的登陆单元发送的如账号密码的身份信息验证，包括授权生成模块2接收客户终端10的授权请求模块12发送的授权请求，当授权处理器1确认无人飞行器可用，授权生成模块2向客户终端10发送如支付费用和使用注意事项的授权条件，当客户终端10通过如第三方支付系统，诸如支付宝等，支付费用后，判断单元5通过如支付凭条或转账记录确认授权条件成立，所述密匙生成模块3生成授权证书和一对由公匙和私匙组成的密匙并分别将授权证书和公匙发送到无人飞行器以及将授权证书和私匙发送到客户终端，其中，所述授权证书根据授权请求具有在时间上、使用参数上或者条件上的授权范围。进一步地，通信处理模块6向客户终端10和应用处理器18发送通信IP，并监测无人飞行器和客户终端之间的通信，监测模块9实时监测无人飞行器的飞行数据以确认是否存在违规飞行以及授权证书是否到期，所述判断单元5判断所述授权证书到期后，所述授权处理器1向所述客户终端10发送到期信息，当所述授权请求模块12向所述授权生成模块2发送继续授权请求且成立时，所述客户终端10继续获得授权，否则，授权处理器1通知无人飞行器返航。

如图9所示的授权系统的客户终端10的工作流程如下。客户终端10初始化后，客户终端10的登陆单元向身份验证单元4验证发送的如账号密码的身份信息，客户终端10的授权请求模块12向授权生成模块2发送授权请求，当授权处理器1确认无人飞行器可用，授权生成模块2向客户终端10发送如支付费用和使用注意事项的授权条件后，客户终端10确认如租赁时间、支付金额和支付费用的授权条件并通过如第三方支付系统，诸如支付宝等，支付费用，判断单元5通过如支付凭条或转账记录确认授权条件成立，客户终端10接收通信IP、授权证书和私匙并将授权证书和私匙发送到应用处理器18的授权处理模块19，其中，所述授权证书根据授权请求具有在时间上、使用参数上或者条件上的授权范围。当公匙和私匙相应配对后，建立vpn通信链路，客户根据所述授权证书的授权范围经由所述飞行控制操作单元13发送飞行控制指令控制无人飞行器，当授权证书即将到期，所述授权请求模块12向所述授权生成模块2发送继续授权请求且成立时，所述客户终端10继续获得授权，否则，授权处理器1通知无人飞行器返航。

如图10所示的授权系统的应用处理器18的工作流程如下。应用处理器18初始化后，应用处理器18向授权系统发送注册请求，标注本无人飞行器处于可用状态，授权处理模块19接收通信IP、所述授权证书和公匙，验证IP以及建立与客户终端10之间的vpn通信控制链路，并识别所述客服终端10发送的授权证书和私匙，根据所述授权证书的授权范围开放所述飞行控制单元20的权限。测量模块25监测无人飞行器的飞行状态和传感器数据，以确认是否存在违规飞行以及授权证书是否到期，当授权证书即将到期时，授权处理模块19接收到系统发送的继续授权即续租证书，所述客户终端10继续获得授权，否则，授权处理器1通知无人飞行器返航。

第一步骤S1中，所述登陆单元11向所述身份验证单元4发送身份验证请求，当验证通过后，所述授权请求模块12向所述授权生成模块2发送授权请求。

第二步骤S2中，当判断单元5判断授权请求通过时，所述密匙生成模块3生成授权证书和一对由公匙和私匙组成的密匙并分别将授权证书和公匙发送到无人飞行器以及将授权证书和私匙发送到客户终端10。

第三步骤S3中，所述授权处理模块18接收到授权证书和公匙后识别客服终端10发送的授权证书和私匙并根据授权证书开放所述飞行控制单元20的权限，客户根据所述授权证书授权经由所述飞行控制操作单元13发送飞行控制指令控制无人飞行器。

第四步骤S4中，当所述授权证书到期后，所述授权处理器1向所述客户终端2发送到期信息，当所述授权请求模块12向所述授权生成模块2发送继续授权请求且成立时，所述客户终端10继续获得授权。

本方法中，通过身份验证单元验证身份信息以及带有授权范围的授权证书来进行多种方式的授权以开放不同范围的飞行权限，提高了授权系统的安全性和有效性，通过可以实时地继续授权请求获得继续授权提高了本发明的适用性。

尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。

Claims (10)

1.一种无人飞行器的授权处理器，所述授权处理器(1)包括授权生成模块(2)和密匙生成模块(3)，所述授权生成模块(2)包括验证客户终端身份的身份验证单元(4)和判断授权请求成立的判断单元(5)，其特征在于：当所述判断单元(5)判断授权请求成立时，所述密匙生成模块(3)生成授权证书和一对由公匙和私匙组成的密匙并分别将授权证书和公匙发送到无人飞行器以及将授权证书和私匙发送到客户终端，其中，所述授权证书根据授权请求具有在时间上、使用参数上或者条件上的授权范围。

2.如权利要求1所述的无人飞行器的授权处理器，其特征在于：所述无人飞行器的授权处理器(1)还包括用于生成和监测无人飞行器和客户终端之间的通信处理模块(6)、支付模块、设有第一存储模块(7)的第一媒体流处理模块(8)和/或实时监测无人飞行器的飞行数据的监测模块(9)。

3.一种用于如权利要求1或2所述的无人飞行器的授权处理器的客户终端，所述客户终端(10)包括向所述身份验证单元(4)发送身份验证请求的登陆单元(11)、向所述授权生成模块(2)发送授权请求的授权请求模块(12)和向无人飞行器发送飞行控制指令的飞行控制操作单元(13)，其特征在于：

在所述客户终端(10)接收授权证书和私匙后，客户根据所述授权证书的授权范围经由所述飞行控制操作单元(13)发送飞行控制指令控制无人飞行器。

4.如权利要求3所述的客户终端，其特征在于：所述客户终端(10)包括用于生成所述客户终端(10)与无人飞行器之间以及所述客户终端(10)与所述授权处理器(1)之间通信的第一通信模块(14)、存储所述授权证书和私匙的第二存储模块(15)、第二媒体流处理模块(16)和/或显示无人飞行器飞行数据的显示模块(17)。

5.如权利要求3或4所述的客户终端，其特征在于：当所述授权证书即将到期时，所述授权请求模块(12)通知所述客户终端(10)归还无人飞行器或向所述授权生成模块(2)发送继续授权请求。

6.一种用于如权利要求3-5中任一项所述的客户终端的设在无人飞行器上的应用处理器，所述应用处理器(18)包括授权处理模块(19)以及接收并执行所述客户终端(10)发送的飞行控制指令的飞行控制单元(20)，其特征在于：所述授权处理模块(19)在接收所述授权证书和公匙后，识别所述客服终端(10)发送的授权证书和私匙并根据所述授权证书的授权范围开放所述飞行控制单元(20)的权限。

7.如权利要求6所述的应用处理器，其特征在于：所述应用处理器(18)包括用于生成所述无人飞行器和所述客户终端之间通信的第二通信模块(21)、存储所述授权证书和公匙的第三存储模块(22)、第三媒体流处理模块(23)、预设禁飞区域的空域限制模块(24)和/或测量无人飞行器飞行数据的测量模块(25)。

8.如权利要求6所述的应用处理器，其特征在于：所述应用处理器(18)向所述无人飞行器的授权处理器(1)发送无人飞行器是否处于空闲状态的信息。

9.一种无人飞行器授权系统，所述无人飞行器授权系统包括如权利要求1或2所述的无人飞行器的授权处理器(1)、如权利要求3-5中任一项所述的客户终端(10)和如权利要求6-8中任一项所述的应用处理器(18)，其特征在于：

所述判断单元(5)判断所述授权证书是否到期，当所述授权证书到期后，所述授权处理器(1)向所述客户终端(10)发送到期信息，当所述授权请求模块(12)向所述授权生成模块(2)发送继续授权请求且成立时，所述客户终端(10)继续获得授权。

10.一种使用如权利要求9所述的无人飞行器授权系统的无人飞行器授权方法，其包括以下步骤：

第一步骤(S1)中，所述登陆单元(11)向所述身份验证单元(4)发送身份验证请求，当验证通过后，所述授权请求模块(12)向所述授权生成模块(2)发送授权请求；

第二步骤(S2)中，当判断单元(5)判断授权请求通过时，所述密匙生成模块(3)生成授权证书和一对由公匙和私匙组成的密匙并分别将授权证书和公匙发送到无人飞行器以及将授权证书和私匙发送到客户终端(10)；

第三步骤(S3)中，所述授权处理模块(18)接收到授权证书和公匙后识别客服终端(10)发送的授权证书和私匙并根据授权证书开放所述飞行控制单元(20)的权限，客户根据所述授权证书授权经由所述飞行控制操作单元(13)发送飞行控制指令控制无人飞行器；

第四步骤(S4)中，当所述授权证书到期后，所述授权处理器(1)向所述客户终端(10)发送到期信息，当所述授权请求模块(12)向所述授权生成模块(2)发送继续授权请求且成立时，所述客户终端(10)继续获得授权。