CN105608930A - 无人机安全管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无人机领域，提供无人机安全管理系统及方法，包括位于机体内的机载控制端和地面的远程监控与控制端，机载控制端与无人机自驾仪控制连接并实现对无人机结构平台的控制，将身份验证信息和地理位置信息传递到系统控制模块进行判断，系统控制模块通过无线通讯系统传输信号至远程监控与控制端，并发送指令至执行控制模块，监控中心将指令发送至机载控制端内的系统控制模块。本发明通过定位系统对无人机进行位置定位，并通过无线通信模块将有关信息传送到监控中心，通过监控中心对无人机进行远程监控与控制，解决目前无人机黑飞乱飞带来的安全隐患，加强对空中区域的安全监控与管理，降低无人机的安全隐患，保护人民的生命财产安全。

Description

无人机安全管理系统及方法

技术领域

本发明涉及无人机领域，具体涉及无人机安全管理系统及方法。

背景技术

根据《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》，在隔离空域超视距运行的无人机需持证飞行，根据飞行管制政策，机场上空8千米范围内以及中国人民解放军空军设立的禁区和其他临时禁区都不能进入飞行。但是目前国内对低空小型无人机的监管制度尚不完善，以及无人机设备本身设计原因，致使不能对无人机操作者进行监控管理，使得无人机的黑飞乱飞现象比较普遍，同时飞行员的飞行技术参差不齐，致使空中飞行的无人机存在很大的安全隐患。

所以目前对无人机的监管需要极大的提高，不仅仅是生产厂家的安全培训加强，同时更需要的是对客户端无人机的监管与控制，加强无人机飞行区域的管控。

发明内容

本发明为了解决目前无人机黑飞乱飞带来的安全隐患，加强对空中区域的安全监控与管理，降低无人机的安全隐患，提供一种能够实现远程监控的无人机安全管理系统。

本发明采用以下技术方案实现，无人机安全管理系统，包括位于机体内的机载控制端和地面的远程监控与控制端，机载控制端与无人机自驾仪控制连接并实现对无人机结构平台的控制，机载控制端内的身份识别模块和定位系统与系统控制模块连接，将身份验证信息和地理位置信息传递到系统控制模块进行判断，系统控制模块通过无线通讯系统传输信号至远程监控与控制端，将远程监控与控制端的判断结果通过连接的显示器和报警器进行提醒，并发送指令至执行控制模块，执行控制模块与无人机自驾仪连接；

远程监控与控制端包括与机载控制端通信的网络服务器，内部设有与网络服务器进行信息交换的监控中心，监控中心连接显示坐标的地图定位显示模块、用于提示的报警提示模块和越权操作无人机系统的远程控制模块，监控中心将指令发送至机载控制端内的系统控制模块。

优选的，所述身份识别模块设有读写功能的IC卡射频检测装置。

利用上述装置进行无人机安全管理系统实施的管理方法，包括以下步骤：

终端授权：

1）无人机上电，机载控制端的系统控制模块给执行控制模块发送上锁命令，将无人机自驾仪锁死；

2）显示器显示无人机的名称、用途以及提示用户进行身份识别的提示字符，同时系统控制模块发送进行身份识别的提示命令给报警器进行声音提示；

3）系统控制模块查询身份识别模块的检测信息，同时处理由定位系统传送来的定位数据；

4）系统控制模块将本设备无人机的ID号码以及定位信息通过无线通讯模块发送至监控中心；

5）监控中心核对无人机的有关信息，根据定位数据判断无人机是否处于合法飞行区域后，监控中心回传控制命令给系统控制模块；

6）系统控制模块发送解锁命令给执行控制模块对无人机自驾仪进行解锁。

实时监控：

1）定位系统进行搜星定位并周期性的将定位数据通过通讯接口传送给系统控制模块，系统控制模块解析无人机的定位信息，将定位的位置坐标、海拔高度、运动速度以及时间等与无人机的状态信息以及ID号码打包通过无线通讯模块发送；

2）网络服务器接收到无人机机载控制端通过无线通讯模块发送的信息并传送到监控中心。

3）监控中解析无人机的位置坐标，坐标导入电子地图进行位置显示判别无人机的作业区域是否合法，监控中心时刻监测无人机的飞行数据，发送提示或者越权操作。

4.根据权利要求3所述的无人机安全管理系统实施的管理方法，其特征在于，身份识别模块的IC卡射频检测模块进行IC卡检测，IC卡的ID号码与系统控制模块存储的唯一识别ID号码进行匹配，同时修改存储值并通过通讯接口传送到身份识别区域，将修改后的内容写入IC卡中。

5.根据权利要求4所述的无人机安全管理系统实施的管理方法，其特征在于，存储在IC卡中的相关无人机维护保养的内容将通过机载控制端的显示器进行显示，同时地面监控中心也对无人机的使用过程进行备份与记录，监控中心可以根据监测内容提醒客户对无人机进行相应的维护与保养。

本发明的有益之处在于，操作者身份与无人机匹配后才能解锁无人机自驾仪，通过定位系统对无人机进行位置定位，并通过无线通信模块将有关信息传送到监控中心，通过监控中心对无人机进行远程监控与控制，解决目前无人机黑飞乱飞带来的安全隐患，加强对空中区域的安全监控与管理，降低无人机的安全隐患，保护人民的生命财产安全。监控中心对无人机飞行使用过程的记录与提示，方便了客户对无人机设备的安全管理和维护保养。

附图说明

图1本发明的组成结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步阐述，

如图所示，本发明包括机载控制端和地面远程监控与控制端，其中机载控制端与无人机自驾仪以及无人机结构平台共同组成无人机系统，通过机载控制端对无人机自驾仪的控制来实现对无人机的安全管理。

机载控制端内的身份识别模块和定位系统与系统控制模块连接，将身份验证信息和地理位置信息传递到系统控制模块进行判断，系统控制模块通过无线通讯系统传输信号至远程监控与控制端，将远程监控与控制端的判断结果通过连接的显示器和报警器进行提醒，并发送指令至执行控制模块，执行控制模块与无人机自驾仪连接。

为了便于读写数据，身份识别模块设有读写功能的IC卡射频检测装置

远程监控与控制端包括与机载控制端通信的网络服务器，内部设有与网络服务器进行信息交换的监控中心，监控中心连接显示坐标的地图定位显示模块、用于提示的报警提示模块和越权操作无人机系统的远程控制模块，监控中心将指令发送至机载控制端内的系统控制模块。

利用上述系统实施的管理方法包括以下步骤：

1.无人机上电，机载控制端的系统控制模块给执行控制模块发送上锁命令，将无人机自驾仪锁死，使得无人机遥控器或者地面站无法对其进行操控；

2.显示器显示无人机的名称、用途以及提示用户进行身份识别的提示字符，系统控制模块发送进行身份识别的提示命令给报警器进行声音提示；

3.系统控制模块时刻查询身份识别模块的检测信息，同时处理由定位系统传送来的定位数据；

4.系统控制模块将本设备无人机的ID号码以及定位信息通过无线通讯模块发送至监控中心；

5.监控中心首先核对无人机的有关信息，同时根据定位数据判断无人机是否处于合法飞行区域，之后监控中心回传控制命令给系统控制模块；

6.系统控制模块发送解锁命令给执行控制模块对无人机自驾仪进行解锁。

上述身份识别中，身份识别模块的IC卡射频检测区域时刻发出检测信号进行IC卡检测，如果检测到IC卡时，读卡芯片将会把IC卡中的内容读取出来，并通过通讯接口将IC卡内容传送到系统控制模块中。系统控制模块得到IC卡内容后，首先，把IC卡的ID号码与系统控制模块存储的唯一识别ID号码进行匹配，如果两者不匹配，系统控制模块将会发送错误ID的警告信息到显示器进行显示，发送报警命令到报警器，同时无人机自驾仪将无法解锁。如果匹配，显示器进行正确显示，报警器发出正确提示音，同时系统控制模块解析IC卡的内容，显示无人机的当前使用状态，同时修改存储值并通过通讯接口传送到身份识别区域，将修改后的内容写入IC卡中。系统控制模块发送解锁命令给执行控制模块对无人机自驾仪进行解锁。

实时监控

1.定位系统开始进行搜星定位，当定位成功后定位系统周期性的将定位数据通过通讯接口传送给系统控制模块，系统控制模块解析无人机的定位信息，将定位的位置坐标、海拔高度、运动速度以及时间等与无人机的状态信息以及ID号码打包通过无线通讯模块发送出去。

2.网络服务器接收到无人机机载控制端通过无线通讯模块发送的信息后，将接收的信息传送到监控中心。

3.监控中心得到数据后，首先解析无人机的ID号码，根据ID号码查询无人机的有关信息：用户资料、无人机的类型、使用条件、用途、以及无人机设备的状态等。其次解析无人机的位置坐标，并导入电子地图进行位置显示，同时通过位置坐标判别无人机的作业区域是否合法，如果无人机处于合法区域监控画面显示正常，否则警告提示模块发出提示警告，提醒监控中心进行控制操作。再次，监控中心时刻监测无人机的飞行姿态数据，判断无人机是否飞入禁飞区，飞行高度是否超过限制要求，飞行速度是否超速等，如果有违法操作监控中心可以通过远程控制模块向无人机发送命令：1、可以发送提示报警命令给机载控制端，通过显示器和报警器提示无人机操作者，无人机处于违法区域、超过飞行高度限制以及超速等。2、发送控制命令剥夺无人机的操控权，如果无人机操作者无视控制中心的警告提示，控制中心可以通过远程控制模块强行剥夺无人记的控制权，使得处于地面上的无人机无法启动，处于飞行中的无人机自动返航降落。

最后，作为身份识别的IC卡中存储着无人记的使用记录，无人机在进行身份识别时，存储在IC卡中的相关无人机维护保养的内容将通过机载控制端的显示器进行显示，同时地面监控中心也对无人机的使用过程进行备份与记录，通过监控中心显示无人机的使用状态，监控中心可以根据监测内容提醒客户对无人机进行相应的维护与保养。

Claims (5)

1.无人机安全管理系统，其特征在于，包括位于机体内的机载控制端和地面的远程监控与控制端，机载控制端与无人机自驾仪控制连接并实现对无人机结构平台的控制，机载控制端内的身份识别模块和定位系统与系统控制模块连接，将身份验证信息和地理位置信息传递到系统控制模块进行判断，系统控制模块通过无线通讯系统传输信号至远程监控与控制端，将远程监控与控制端的判断结果通过连接的显示器和报警器进行提醒，并发送指令至执行控制模块，执行控制模块与无人机自驾仪连接；

远程监控与控制端包括与机载控制端通信的网络服务器，内部设有与网络服务器进行信息交换的监控中心，监控中心连接显示坐标的地图定位显示模块、用于提示的报警提示模块和越权操作无人机系统的远程控制模块，监控中心将指令发送至机载控制端内的系统控制模块。

2.根据权利要求1所述的无人机安全管理系统，其特征在于，所述身份识别模块设有读写功能的IC卡射频检测装置。

3.一种利用权利要求2所述的无人机安全管理系统实施的管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

终端授权：

无人机上电，机载控制端的系统控制模块给执行控制模块发送上锁命令，将无人机自驾仪锁死；

显示器显示无人机的名称、用途以及提示用户进行身份识别的提示字符，同时系统控制模块发送进行身份识别的提示命令给报警器进行声音提示；

系统控制模块查询身份识别模块的检测信息，同时处理由定位系统传送来的定位数据；

系统控制模块将本设备无人机的ID号码以及定位信息通过无线通讯模块发送至监控中心；

监控中心核对无人机的有关信息，根据定位数据判断无人机是否处于合法飞行区域后，监控中心回传控制命令给系统控制模块；

系统控制模块发送解锁命令给执行控制模块对无人机自驾仪进行解锁；

实时监控：

定位系统进行搜星定位并周期性的将定位数据通过通讯接口传送给系统控制模块，系统控制模块解析无人机的定位信息，将定位的位置坐标、海拔高度、运动速度以及时间等与无人机的状态信息以及ID号码打包通过无线通讯模块发送；

网络服务器接收到无人机机载控制端通过无线通讯模块发送的信息并传送到监控中心；

监控中解析无人机的位置坐标，坐标导入电子地图进行位置显示判别无人机的作业区域是否合法，监控中心时刻监测无人机的飞行数据，发送提示或者越权操作。

4.根据权利要求3所述的无人机安全管理系统实施的管理方法，其特征在于，身份识别模块的IC卡射频检测模块进行IC卡检测，IC卡的ID号码与系统控制模块存储的唯一识别ID号码进行匹配，同时修改存储值并通过通讯接口传送到身份识别区域，将修改后的内容写入IC卡中。

5.根据权利要求4所述的无人机安全管理系统实施的管理方法，其特征在于，存储在IC卡中的相关无人机维护保养的内容将通过机载控制端的显示器进行显示，同时地面监控中心也对无人机的使用过程进行备份与记录，监控中心可以根据监测内容提醒客户对无人机进行相应的维护与保养。