CN105571587A - 基于导航飞艇的大数据采集、监控及制图系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的基于导航飞艇的大数据采集、监控及制图的系统及方法，通过在导航飞艇上安装定位导航系统，且与地面站相结合，获取导航飞艇运动过程中的时空坐标。在此基础上，通过安装多镜头高清摄像机、基站模拟器、WIFI搜索器和WIFI模拟器，实现视频数据、手机数据、WIFI及网络数据、位置数据及其组合的区域大数据综合采集。同时，通过无线电数据链、WIFI与地面站保持实时通信与数据传输，对区域环境及目标对象进行动态监控，弥补单一监控技术之不足，同时可叠加派生有效信息，提高搜索监控的准确性，且可制作区域视频地图、手机分布地图、WIFI指纹地图及网络用户分布地图。

Description

基于导航飞艇的大数据采集、监控及制图系统及方法

技术领域

本发明涉及空间信息技术，尤其涉及基于导航飞艇的大数据采集、监控及制图系统及方法。

背景技术

飞艇作为一种被广泛使用的航空器，具有空中悬浮能力，而且操作驾驶简单方便，能够在低速飞行，安全性能较好，对起落的场地要求不高，运营成本也比较低，且易于维护保养。

对于大型空间内的活动对象，特别针对室内目标的实时监控，目前多依赖固定位置的视频监控系统，且无法有效获取手机用户、WIFI及网络用户等相关信息，难以针对目标实现动态监控，无法开展基于多源大数据的目标关联搜索与定位追踪。

发明内容

有鉴于此，本专利提供一种具有动态监控能力且基于导航飞艇的大数据采集、监控及制图系统及方法。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种基于导航飞艇的大数据采集、监控及制图系统，包括：

导航飞艇，所述导航飞艇自动侦测障碍物，可以自动闪避碰撞，或在碰撞后改变行进方向，所述导航飞艇上设有第一无线通讯模块和定位导航模块，其中，定位导航模块用于动态获取所述导航飞艇的位置信息，并与位于地面站的导航服务器、控制点交互，开展路径导航飞行或人工控制飞行；

地面站，所述地面站用于存储、处理、分析导航飞艇所获取的目标区域内的WiFi热点、手机信号、视频数据、网络数据，对区域内目标进行有效监控，并制作相关专题地图，包括：导航服务器、控制点、第二无线通讯模块、大数据集成处理系统(包括地图服务器、基站服务器、视频服务器和WIFI服务器)，所述各专题数据服务器与所述地图服务器连接；

进一步地，所述导航飞艇上还设有碰撞感应模块、动力控制模块和超声波发射感应模块，所述碰撞感应模块用于检测碰撞信号，并将碰撞信号传输至动力控制模块，所述超声波发射感应模块用于侦测导航飞艇四周的障碍物，发现障碍物则将障碍物及其距离信号传输至动力控制模块，所述动力控制模块根据碰撞信号或障碍物的距离信号自动调整导航飞艇的动力、飞行姿态及方向。

进一步地，所述控制点安装于室内(外)关键位置，所述导航服务器、所述控制点与所述飞艇复合定位导航模块进行实时通讯与数据传输，用于动态获取飞艇的空间信息并开展路径导航。

具体地，所述复合定位导航模块及控制点通过GPS、北斗、手机基站、无线局域网等室外定位方法以及伪卫星、无线局域网、射频标签、超宽带无线电、超声波等室内定位方法中的一种或多种方式来获取导航飞艇运动的空间位置信息。

进一步地，所述导航飞艇上还包括云台，所述云台在所述导航飞艇上可上下升降、水平旋转，用于扫描拍摄。

进一步地，所述导航飞艇上还包括：

多镜头高清摄像机，所述多镜头高清摄像机用于同步拍摄视频，且与位置信息相融合，获取室内(外)人群及环境影像信息；

基站模拟器，所述基站模拟器用于侦察当前目标区域手机载频信息，然后发射相同频率的伪导频、同步及寻呼信号，寻呼一定范围内的手机用户，通过调整发射功率等，让目标手机切换到其信号区内，通过MSC和BSC的信令模拟，完成对目标手机的号码及位置等信息识别；

WIFI搜索器，所述WIFI搜索器内置搜索软件，用于采集周边WiFi信号及相关属性；

WIFI模拟器，所述WIFI模拟器用于建立虚拟热点，将相关空间范围内WIFI用户吸引入网，并启用地面站的抓包工具获取用户网络信息。

进一步地，所述高清摄像机、基站模拟器、WIFI搜索器及WIFI模拟器与所述地面站的总服务器之间通过无线电数据链或WIFI实现远程控制及数据传输。

进一步地，所述基站模拟器由信号处理单元、总控平台和天线组成，并共用导航飞艇的电源。

另外，一种基于导航飞艇的大数据采集、监控及制图方法，包括下述步骤：

S101：在所述导航飞艇上安装碰撞感应模块、动力控制模块和超声波发射感应模块，使之可以自动闪避碰撞，或者碰撞后改变行进方向；

S102：在所述导航飞艇上安装复合定位导航模块；

S103：将基站模拟器集成化微缩化(包括信号处理单元、总控平台和天线)，并通过导航飞艇的电池供电；

S104：安装WIFI搜索器，内置搜索记录软件，判断周边WiFi信号及相关属性，包括SSID、Signal等；

S105：安装多镜头高清摄像机，获取人群及环境影像信息；

S106:安装WIFI模拟器，获取WIFI用户相关网络信息(如UUID、IP、网名等)；

S107：将获取的目标区域内的WiFi热点信息、用户手机信息、视频数据、用户网络信息集成存储于数据卡内，或者通过无线电数据链、WIFI传送到地面站服务器中，对区域内目标进行有效监控；

S108：将视频数据、网络数据、手机数据、WIFI数据及其组合的大数据集按其空间位置添加至地图服务器，制作相关视频、WIFI、手机、网络用户动态分布地图。

本发明提供的基于导航飞艇的大数据采集、监控及制图系统及方法，通过在导航飞艇上安装复合定位导航模块，且通过超声波与碰撞感应，使之具有无障碍、持续、安全飞行能力，可以自动闪避碰撞，或者碰撞后改变行进方向，其中复合定位导航模块与控制点、导航服务器相结合，进行实时通讯与数据传输，动态获取飞艇的时空信息，实现基于时空位置及线路的自动导航飞行或人工控制飞行，可到达区域内任意位置。

同时，加装多镜头高清摄像机、基站模拟器、WIFI搜索器和WIFI模拟器，实现视频数据、手机数据、WIFI数据、网络数据、位置数据及其组合的大数据综合采集，再通过无线电数据链、WIFI与地面站保持实时通信与数据传输，对区域环境及目标对象进行动态监控，弥补单一监控技术之不足，叠加派生有效信息，提高搜索监控的准确性，且可制作区域视频地图、手机用户分布地图、WIFI指纹地图、网络用户分布地图。

附图说明

图1是本发明提供的基于导航飞艇的大数据监控及制图系统的导航飞艇结构示意图。

图2是本发明提供的基于导航飞艇的大数据监控及制图系统的地面站结构示意图。

图3是本发明提供的基于导航飞艇的大数据监控及制图方法的步骤流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和图2所示，本发明提供了一种基于导航飞艇的大数据采集、监控及制图系统，包括：导航飞艇100和地面站200两部分，导航飞艇100上设有第一无线通讯模块110和定位导航模块120，定位导航模块120用于动态获取导航飞艇100的位置信息，并与地面站200的导航服务器210、控制点220交互，开展路径导航飞行或人工控制飞行；地面站200包括大数据集成处理系统230(包括地图服务器231、基站服务器232、视频服务器233和WiFi服务器234)、第二无线通讯模块240、导航服务器210和控制点220，各专题数据服务器与地图服务器231连接，且大数据集成处理系统230将数据信息传输至地面站200的总服务器250。具体地，导航飞艇100还包括：多镜头高清摄像机130、基站模拟器140、WIFI搜索器150和WIFI模拟器2160。

其中，所述导航飞艇100具有无障碍、持续、安全飞行能力，可以自动闪避碰撞，或者碰撞后改变行进方向。可以理解地，导航飞艇100通过超声波与碰撞感应等自动侦测障碍物的方式，自动形成空间关键信息，如空间的面积和结构，然后根据自己所处的位置和空间的结构自动制定飞行计划，实现基于时空位置及线路的人工控制或自动导航飞行，自由快速到达区域内任意位置。

进一步地，所述导航飞艇100上还设有碰撞感应模块101、动力控制模块102和超声波发射感应模块103，碰撞感应模块101用于检测碰撞信号，并将碰撞信号传输至动力控制模块102，超声波发射感应模块103用于侦测导航飞艇100四周的障碍物，发现障碍物则将障碍物及其距离信号传输至动力控制模块102，动力控制模块102根据碰撞信号或障碍物的距离信号自动调整导航飞艇100的动力、飞行姿态及飞行方向。

进一步地，第一无线通信模块110用于控制指令，传输数据。具体地，第一无线通信模块110与动力控制模块102相集成，用于完成地面站到导航飞艇100的遥控指令的发送接收，以及导航飞艇100到地面站200的遥测数据或视频图像的发送接收，并将地面站200的遥控指令传输至动力控制模块102，动力控制模块102根据地面站200的遥控指令调整导航飞艇100的动力、飞行姿态及飞行方向。

进一步地，所述控制点220安装于室内(外)关键位置，控制点220、导航服务器210与定位导航模块120和地图服务器231相结合，进行实时通讯与数据传输，动态获取导航飞艇100的时空信息并开展路径导航。

具体地，所述复合定位导航模块120和控制点220可通过GPS、北斗、手机基站、无线局域网等室外定位方法，以及伪卫星、无线局域网、射频标签、超宽带无线电、超声波等室内定位方法中的一种或多种方式来获取导航飞艇100运动的空间位置信息。可以理解，为提高准确性，可采取上述两种以上相结合的集成定位方式。

进一步地，所述地面站200用于存储、处理、分析导航飞艇所获取的目标区域内的WiFi热点、手机信号、视频数据、网络数据，对区域内目标进行有效监控，并制作相关专题地图。

进一步地，所述导航飞艇100还包括：多镜头高清摄像机130、基站模拟器140、WIFI搜索器150和WIFI模拟器160。

进一步地，所述多镜头高清摄像机130用于同步拍摄视频，且与位置信息相融合，获取室内(外)人群及环境影像信息，在实际中，多镜头高清摄像机130可以采用云台式高清摄像机或者全景摄像机代替。具体地，多镜头高清摄像机130可以通过无线电数据链、WIFI或数据卡等方式，将同步拍摄的视频传输至地面站200。

进一步地，所述基站模拟器140用于侦察当前目标区域载频信息，然后发射相同频率的伪导频、同步及寻呼信号，寻呼一定范围内的手机用户，通过调整发射功率等，让目标手机切换或重选到其信号区内，通过MSC和BSC的信令模拟，完成对目标手机的号码及位置识别。具体地，搜取以基站模拟器140为中心一定半径范围内的手机卡及位置信息，且基站模拟器140通过无线电数据链或WIFI实现远程控制及数据传输。此外，基站模拟器140由信号处理单元141、总控平台142和天线143等组成。

进一步地，所述WIFI搜索器150内置搜索记录软件，用于判断周边WiFi信号及相关属性。WiFi设备在开启的情况下，即可扫描并收集周围的AP信号，无论是否加密、是否已连接，甚至信号强度不足都可以显示在无线信号列表中，都能获取到AP信息广播出来MAC地址。

此外，所述WIFI模拟器160，通过WIFI路由器，建立虚拟热点，将相关空间范围内WIFI用户吸引入网，并启用控制中的抓包工具获取用户网络信息。

在一些实施例中，还包括安装于导航飞艇100上的云台170，云台170在导航飞艇100上可上下升降、水平旋转，用于对室内(外)扫描拍摄，云台170以及多镜头高清摄像机130或全景摄像机，共用导航飞艇100的电源及通信系统。

在一些实施例中，所述地图服务器231，对获取的定位视频加以处理，完成室内(外)视频地图的绘制。

请再参阅图3，另外，一种基于导航飞艇的大数据采集、监控及制图方法，包括下述步骤：

S101：在导航飞艇上100安装碰撞感应模块101、动力控制模块102和超声波发射感应模块103，使之可以自动闪避碰撞，或者碰撞后改变行进方向；

S102：在导航飞艇100上安装复合定位导航模块120；

S103：将基站模拟器140集成化微缩化(包括信号处理单元141、总控平台142和天线143)，并通过导航飞艇100的电池供电；

S104：安装WIFI搜索器150，内置搜索记录软件，判断周边WiFi信号及相关属性，包括SSID、Signal等；

S105：安装多镜头高清摄像机130，获取人群及环境影像信息；

S106:安装WIFI模拟器160，获取WIFI用户相关网络信息(如UUID、IP、网名等)；

S107：将获取的目标区域内的WiFi热点信息、用户手机信息、视频数据、用户网络信息集成存储于数据卡内，或者通过无线电数据链、WIFI传送到地面站的总服务器250中，对区域内目标进行有效监控；

S108：将视频数据、网络数据、手机数据、WIFI数据及其组合的大数据集按其空间位置添加至地图服务器231，制作相关视频、WIFI、手机、网络用户动态分布地图。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于导航飞艇的大数据采集、监控及制图系统，其特征在于，包括：

导航飞艇，所述导航飞艇自动侦测障碍物，可以自动闪避碰撞，或在碰撞后改变行进方向，所述导航飞艇上设有第一无线通讯模块和定位导航模块，其中，定位导航模块用于动态获取所述导航飞艇的位置信息，并与位于地面站的导航服务器、控制点交互，开展路径导航飞行或人工控制飞行；

地面站，所述地面站用于存储、处理、分析导航飞艇所获取的目标区域内的WiFi热点、手机信号、视频数据、网络数据，对区域内目标进行有效监控，并制作相关专题地图，包括：导航服务器、控制点、第二无线通讯模块、大数据集成处理系统(包括地图服务器、基站服务器、视频服务器和WIFI服务器)，所述各专题数据服务器与所述地图服务器连接。

2.根据权利要求1所述的基于导航飞艇的大数据采集、监控及制图系统，其特征在于，所述导航飞艇上还设有碰撞感应模块、动力控制模块和超声波发射感应模块，所述碰撞感应模块用于检测碰撞信号，并将碰撞信号传输至动力控制模块，所述超声波发射感应模块用于侦测导航飞艇四周的障碍物，发现障碍物则将障碍物及其距离信号传输至动力控制模块，所述动力控制模块根据碰撞信号或障碍物的距离信号自动调整导航飞艇的动力、飞行姿态及方向。

3.根据权利要求1所述的基于导航飞艇的大数据采集、监控及制图系统，其特征在于，所述控制点安装于室内(外)关键位置，所述导航服务器、所述控制点与所述飞艇复合定位导航模块进行实时通讯与数据传输，用于动态获取飞艇的空间信息并开展路径导航。

4.根据权利要求1所述的基于导航飞艇的大数据采集、监控及制图系统，其特征在于，所述复合定位导航模块及控制点通过GPS、北斗、手机基站、无线局域网等室外定位方法以及伪卫星、无线局域网、射频标签、超宽带无线电、超声波等室内定位方法中的一种或多种方式来获取导航飞艇运动的空间位置信息。

5.根据权利要求1所述的基于导航飞艇的大数据采集、监控及制图系统，其特征在于，所述导航飞艇上还包括云台，所述云台在所述导航飞艇上可上下升降、水平旋转，用于扫描拍摄。

6.根据权利要求1所述的基于导航飞艇的大数据采集、监控及制图系统，其特征在于，所述导航飞艇上还包括：

多镜头高清摄像机，所述多镜头高清摄像机用于同步拍摄视频，且与位置信息相融合，获取室内(外)人群及环境影像信息；

基站模拟器，所述基站模拟器用于侦察当前目标区域手机载频信息，然后发射相同频率的伪导频、同步及寻呼信号，寻呼一定范围内的手机用户，通过调整发射功率等，让目标手机切换到其信号区内，通过MSC和BSC的信令模拟，完成对目标手机的号码及位置等信息识别；

WIFI搜索器，所述WIFI搜索器内置搜索软件，用于采集周边WiFi信号及相关属性；

WIFI模拟器，所述WIFI模拟器用于建立虚拟热点，将相关空间范围内WIFI用户吸引入网，并启用地面站的抓包工具获取用户网络信息。

7.根据权利要求6所述的基于导航飞艇的大数据采集、监控及制图系统，其特征在于，所述高清摄像机、基站模拟器、WIFI搜索器及WIFI模拟器与所述地面站的总服务器之间通过无线电数据链或WIFI实现远程控制及数据传输。

8.根据权利要求6所述的基于导航飞艇的大数据采集、监控及制图系统，其特征在于，所述基站模拟器由信号处理单元、总控平台和天线组成，并共用导航飞艇的电源。

9.一种基于导航飞艇的大数据采集、监控及制图方法，其特征在于，包括下述步骤：

S101：在所述导航飞艇上安装碰撞感应模块、动力控制模块和超声波发射感应模块，使之可以自动闪避碰撞，或者碰撞后改变行进方向；

S102：在所述导航飞艇上安装复合定位导航模块；

S103：将基站模拟器集成化微缩化(包括信号处理单元、总控平台和天线)，并通过导航飞艇的电池供电；

S104：安装WIFI搜索器，内置搜索记录软件，判断周边WiFi信号及相关属性，包括SSID、Signal等；

S105：安装多镜头高清摄像机，获取人群及环境影像信息；

S106:安装WIFI模拟器，获取WIFI用户相关网络信息(如UUID、IP、网名等)；

S107：将获取的目标区域内的WiFi热点信息、用户手机信息、视频数据、用户网络信息集成存储于数据卡内，或者通过无线电数据链、WIFI传送到地面站服务器中，对区域内目标进行有效监控；

S108：将视频数据、网络数据、手机数据、WIFI数据及其组合的大数据集按其空间位置添加至地图服务器，制作相关视频、WIFI、手机、网络用户动态分布地图。