CN107479574A - 一种基于移动通信技术的无人机管控方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及无人机管控方法，尤其是一种基于移动通信技术的无人机管控方法及装置。本发明在无人机操控设备上设置操控黑匣子，通过无人机管控系统对该操控黑匣子插入的SIM卡进行实名认证；无人机上设置飞行黑匣子，通过无人机管控系统对该飞行黑匣子插入的SIM卡进行实名认证；操控黑匣子实名认证不通过，无人机操控设备不能发出无人机控制命令，飞行黑匣子实名认证不通过，无人机不执行无人机控制命令；无人机管控系统实时进行该无人机操控设备的操控合法性验证；当无人机操控设备操控合法性验证通过后，无人机管控系统实时进行对应的通过实名认证的无人机飞行的合法性验证；当无人机操控合法性未通过，操控设备无法发出无人机控制命令；当该无人机飞行的飞行合法性验证通过，该无人机按照无人机操控设备的控制命令飞行；否则，无人机不执行无人机操控设备发送飞行控制命令。
Description
技术领域
本发明涉及无人机管控方法，尤其是一种基于移动通信技术的无人机管控方法及装置。
背景技术
近年来，无人机在公共安全、应急搜救、农业、环保、交通、通信、气象、影视航拍、玩具等领域的应用越来越广泛和成熟。在航空设备无人化、小型化和智能化的发展趋势下，无人机的应用发展前景极为广阔。
随着低空域的开放，无人机给社会公共安全带来了越来越严重的威胁，对无人机管控的要求也越来越高。尽管国内外相关企业、科研机构针对无人机等低空目标提出了侦测、压制、诱捕等管控手段，但这些技术均属于被动防御式手段，并由于技术边界条件多、经济成本高等方面的原因不能得到大规模的普遍使用。无人机云虽然能对无人机状态进行实时监控，但既不能和无人机进行强匹配，也无法对无人机采取强制干预措施，存在严重的安全隐患。
目前，中国民用航空局要求III级以上无人机(重要区域和机场净空区以下也要求II级)接入无人机云，并实时上报无人机运行状态，对无人机的黑飞起到了一定的监管作用。但国家对无人机云的使用并未形成法律法规强制使用，并且无人机云采集无人机状态的设备与无人机相互独立，仅具备信息采集功能，无法对无人机进行紧急的控制，存在着严重的安全隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供了一种基于移动通信技术，对无人机合法使用进行验证，对无人机飞行状态进行实时监测，紧急情况下可对无人机进行强制控制的方法，为无人机管控提供统一的、通用的、低成本的解决方案。
本发明采用的技术方案如下：
一种基于移动通信技术的无人机管控方法包括：
实名验证步骤：在无人机操控设备上设置操控黑匣子，通过无人机管控系统对该操控黑匣子插入的SIM卡进行实名认证；无人机上设置飞行黑匣子，通过无人机管控系统对该飞行黑匣子插入的SIM卡进行实名认证；
双重认证步骤：无人机管控系统实时进行该无人机操控设备的操控合法性验证；当无人机操控设备操控合法性验证通过后，，该控制设备才能发出无人机控制命令，无人机管控系统实时进行对应的通过实名认证的无人机飞行的合法性验证；否则，操控设备不能发出无人机控制命令；
执行步骤：当该无人机飞行的飞行合法性验证通过，该无人机按照无人机操控设备的控制命令飞行；否则，无人机不执行无人机操控设备发送飞行控制命令。
进一步的，双重认证步骤具体步骤包括：
操作合法性验证步骤：操控黑匣子将操作者身份验证数据发送到无人机管控系统，与后台数据库进行匹配验证，实现对操作者通过无人机操控设备操控无人机的合法性验证；若操控合法性验证通过，无人机将接收到的无人机操控设备发送的飞行控制命令发送给飞行黑匣子，飞行黑匣子保存并执行飞行合法性验证步骤；若操控合法性验证不通过，或操控黑匣子与无人机操控设备断开通信连接，无人机操控设备不能发出控制指令；
飞行合法性验证步骤：无人机通过飞行黑匣子将无人机操控设备发送的飞行控制命令发送给无人机管控系统，无人机管控系统进行无人机飞行合法性验证；若飞行合法性验证不通过，或者飞行黑匣子与无人机和/或无人机管控系统断开通信连接，无人机不执行飞行控制命令。
进一步的，无人机操控设备的操控合法性指的是无人机管控系统通过语音识别技术验证无人机操作者是否为在无人机管控系统内进行注册且认证通过的合法操作者；无人机飞行的合法性指的是无人机管控系统验证通过实名认证的无人机接收到通过实名认证无人机操控设备发送的飞行控制命令进行飞行时，该飞行行为是否合法。
进一步的，一种基于移动通信技术的无人机管控方法还包括当无人机管控系统监控通过实名认证及飞行合法性认证的无人机发生违规飞行行为时，向对应无人机操控设备的操控黑匣子发送接管无人机控制的接管命令，同时向该无人机发送控制无人机飞行的飞行命令控制无人机飞行。
进一步的，一种基于移动通信技术的无人机管控方法还包括无人机操控黑匣子插入的SIM卡通过实名认证验证以及无人机飞行黑匣子插入的SIM卡通过实名认证后，无人机管控系统通过操控黑匣子对无人机操控设备的操作者进行定位跟踪，和/或无人机管控系统通过飞行黑匣子对无人机飞行轨迹进行实时监控，实现无人机管控系统对无人机操控设备的操作者监控、无人机飞行轨迹的监控或双重监控。
进一步的，所述操控黑匣子与无人机管操控设备通过有线和/或无线方式连接；飞行黑匣子与无人机有线方式连接；有线方式有串口、网口、USB；无线方式有蓝牙、WIFI。
进一步的，操控黑匣子插入的SIM卡通过移动通讯设备与无人机管控系统进行连接；飞行黑匣子插入的SIM卡通过移动通讯设备与无人机管控系统进行连接。
基于所述基于移动通信技术的无人机管控方法的管控装置包括：
设置于无人机操控设备上的操控黑匣子，用于通过无人机管控系统对该飞行黑匣子插入的SIM卡进行实名认证；用于无人机操作操控合法性认证；用于向无人机管控系统发送无人机操控设备的位置数据；
设置于无人机上的飞行黑匣子，用于无人机管控系统对该操控黑匣子插入的SIM卡进行实名认证；用于记录无人机控制命令；用于无人机飞行合法性验证；用于向无人机管控系统发送无人机飞行状态数据；
无人机管控系统，用于无人机操作者的管理和无人机飞行的管理；用于实时进行该无人机操控设备的操控合法性验证和无人机飞行合法性验证；当该无人机操控设备的操控合法性验证通过，该控制设备才能发出无人机控制命令；否则，操控设备不能发出无人机控制命令；当无人机操控设备操控合法性验证通过后，无人机管控系统实时进行对应的通过实名认证的无人机飞行的合法性验证；当该无人机飞行的飞行合法性验证通过，该无人机按照无人机操控设备的控制命令飞行；否则，无人机不执行无人机操控设备发送飞行控制命令。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明中，在无人机操控设备和无人机上分别安装操控黑匣子和飞行黑匣子，通过有线/无线的方式建立通信连接。对插入的SIM卡的实名验证，然后对无人机操控合法性和飞行合法性的双重验证，在源头上实现对无人机的黑飞管控。
通过操控黑匣子与飞行黑匣子，无人机管控系统既可对无人机的操作者进行实时跟踪定位，又可对无人机的飞行状态进行实时监控，实现对无人机操作者和无人机飞行的双重监控，能够有效提升对无人机使用的管控能力。
通过操控黑匣子，可实现对无人机操控合法性的验证。同时，操控黑匣子可对无人机操控者进行实时的定位跟踪，在紧急情况下，相关部门可快速地找到无人机操控者，并采取必要措施。
通过飞行黑匣子，可实现对无人机飞行合法性的验证。同时，飞行黑匣子可将无人机飞行状态实时发送到无人机管控系统，从而实现对无人机飞行状态的实时掌控。
无人机管控系统可通过移动通信基站对操控设备和无人机进行基站定位，可在黑匣子自身定位系统出现异常时也能对其进行定位和跟踪，增强对无人机的管控力度。
操控黑匣子与飞行黑匣子和操控设备与无人机之间的实时关联匹配使用，可避免无人机在无黑匣子的情况下起飞，从源头上实现对无人机黑飞的控制。
通过操控黑匣子和飞行黑匣子，无人机管控系统可在紧急情况下强制接管无人机飞行控制权，对无人机采取及时有效的控制和干预。
本发明依托现有移动通信广大的基础设施，无人机管控系统具有极大的使用范围，无人机刚开机就处于被监控之中。
本发明依托现有移动通信的基础设施，对无人机可实现全局的组网管理。
本发明依托现有移动通信的基础设施，可以较低的成本进行推广应用。
本发明依托现有成熟的移动通信技术，具有统一、通用的特点，可进行广泛使用。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明操作原理示意图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
本发明相关说明：
1、无人机管控系统作用：通过移动通讯技术实时监控无人机操作者位置和无人机的飞行状态。当发现无人机存在违规飞行行为或者其他任何时候，对无人机管控优先级高于无人机操控设备；还包括的功能与现有技术中无人机管控系统的功能相同。
2、无人机操控设备作用：用于在合法性验证通过时，发送无人机控制命令。控制合法范围内无人机的控制飞行。例如：无人机操控设备可以是无人机控制器等其他相同功能的控制器。
3、飞行黑匣子：用于记录无人机控制命令，向无人机管控系统发送无人机飞行状态数据，以及对无人机飞行合法性进行验证。飞行黑匣子需插入SIM卡，插入SIM卡后，通过移动通信技术与无人机管控系统进行连接，对插入的SIM卡进行实名验证，向无人机管控系统发送无人机飞行状态数据，并对无人机飞行合法性进行验证。如飞行合法性验证不通过，或飞行黑匣子与无人机和/或无人机管控系统断开通信连接，无人机不执行无人机操控设备发出的飞行控制命令。
4、操控黑匣子：用于无人机操作操控合法性认证；用于向无人机管控系统发送无人机操控设备的位置数据。操控黑匣子需插入SIM卡，插入SIM卡后，通过移动通信技术与无人机管控系统进行连接，对插入的SIM卡进行实名验证，向无人机管控系统发送无人机操控设备的位置数据，并对无人机操控合法性进行验证。如操控合法性验证不通过，或操控黑匣子与操控设备断开通信连接，操控设备不能发出控制指令。
实施例一：
一种基于移动通信技术的无人机管控方法包括：
步骤1(实名验证步骤)：在无人机操控设备上设置操控黑匣子，通过无人机管控系统对该操控黑匣子插入的SIM卡进行实名认证；无人机上设置飞行黑匣子，通过无人机管控系统对该飞行黑匣子插入的SIM卡进行实名认证；(实现双重实名认证，表示无人机管控系统是否有权利控制该无人机操控设备，进而控制该无人机)
步骤1中所述操控黑匣子与无人机管操控设备通过有线和/或无线方式连接；飞行黑匣子与无人机有线方式连接；有线方式有串口、网口、USB；无线方式有蓝牙、WIFI。操控黑匣子插入的SIM卡通过移动通讯设备与无人机管控系统进行连接；飞行黑匣子插入的SIM卡通过移动通讯设备与无人机管控系统进行连接。
步骤2(双重认证步骤)：无人机管控系统实时进行该无人机操控设备的操控合法性验证；当无人机操控设备操控合法性验证通过后，该控制设备才能发出无人机控制命令，无人机管控系统实时进行对应的通过实名认证的无人机飞行的合法性验证；否则，操控设备不能发出无人机控制命令；
其中，步骤2(双重认证步骤)具体步骤包括：
步骤21(操作合法性验证步骤)：操作合法性验证步骤：操控黑匣子将操作者身份验证数据发送到无人机管控系统，与后台数据库进行匹配验证，实现对操作者通过无人机操控设备操控无人机的合法性验证(例如：身份验证数据是语音数据，则操控黑匣子将操作者身份验证数据发送到无人机管控系统，后者采用语音识别技术进行识别翻译，与后台数据库进行匹配验证，实现对操作者通过无人机操控设备操控无人机的合法性验证，又例如通过人脸识别进行操控合法性认证)；若操控合法性验证通过，无人机将接收到的无人机操控设备发送的飞行控制命令发送给飞行黑匣子，飞行黑匣子保存并执行飞行合法性验证步骤；若操控合法性验证不通过，或操控黑匣子与无人机操控设备断开通信连接，无人机操控设备不能发出控制指令；
步骤22(飞行合法性验证步骤)：无人机通过飞行黑匣子将无人机操控设备发送的飞行控制命令发送给无人机管控系统，无人机管控系统进行无人机飞行合法性验证；若飞行合法性验证不通过，或者飞行黑匣子与无人机和/或无人机管控系统断开通信连接，无人机不执行飞行控制命令。
步骤21中无人机操控设备的操控合法性指的是无人机管控系统通过语音识别技术验证无人机操作者是否为在无人机管控系统内进行注册且认证通过的合法操作者；例如：在无人机管控设备进行注册且认证通过的操作者，则该操作者进行的操作属于合法操作；若未在无人机管控设备进行注册或认证未通过的操作者，则该操作者进行的操作属于不合法操作；
步骤22中无人机飞行的合法性指的是无人机管控系统验证通过实名认证的无人机接收到通过实名认证无人机操控设备发送的飞行控制命令进行飞行时，该飞行行为是否合法；例如：无人机操控设备发送控制无人机在安全区域飞行的命令，则无人机飞行属于合法的飞行；若无人机操控设备发送控制无人机在违禁区域飞行的命令，无人机飞行属于不合法的飞行。
步骤3(执行步骤)：当该无人机飞行的飞行合法性验证通过，该无人机按照无人机操控设备的控制命令飞行；否则，无人机不执行无人机操控设备发送飞行控制命令。(实现操控合法性和飞行合法性双重认证)
实施例二：在实施例一基础上，本方法还包括当无人机管控系统监控通过实名认证及飞行合法性认证的无人机发生违规飞行行为时，向对应无人机操控设备的操控黑匣子发送接管无人机控制的接管命令，同时向该无人机的飞行黑匣子发送控制无人机飞行的飞行命令控制无人机飞行。例如：如果无人机管控系统发现无人机飞入禁飞区域，通过移动通信技术向操控黑匣子发送控制命令，强行接管无人机的飞行控制权；无人机管控系统通过移动通信技术向飞行黑匣子发送控制命令，配合接管无人机飞行控制权。
无人机管控系统获得无人机飞行控制权后，可控制无人机飞离、停留、降落等，同时，有关部门可根据操控黑匣子提供的位置信息快速地找到无人机操控者，并采取必要措施，从而实现在紧急情况下对无人机的紧急处置。
实施例三：在实施例一或二基础上，本方法还包括无人机操控黑匣子插入的SIM卡通过实名认证验证以及无人机飞行黑匣子插入的SIM卡通过实名认证后，无人机管控系统通过操控黑匣子对无人机操控设备的操作者进行定位跟踪，和/或无人机管控系统通过飞行黑匣子对无人机飞行轨迹进行实时监控，实现无人机管控系统对无人机操控设备的操作者监控、无人机飞行轨迹的监控或双重监控。具体情况是：操控黑匣子通过移动通信设备向无人机管控系统发送无人机操控设备的位置信息，提供找到无人机操控者的位置信息。具体情况是：无人机将自身数据实时发送给飞行黑匣子；飞行黑匣子将该无人机自身数据通过移动通讯设备发送给无人机管控系统，实现对无人机状态的实时监控；双重监控指的是无人机的操作者监控与无人机飞行轨迹的监控同时监控。
实施例四：在实施例一二或三基础上，还包括当无人机管控系统监控通过实名认证及飞行合法性认证的无人机发生违规飞行行为时，向对应无人机操控设备的操控黑匣子发送接管无人机控制的接管命令，同时向该无人机发送控制无人机飞行的飞行命令，控制无人机飞行。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (8)
1.一种基于移动通信技术的无人机管控方法，其特征在于包括：
实名验证步骤：在无人机操控设备上设置操控黑匣子，通过无人机管控系统对该操控黑匣子插入的SIM卡进行实名认证；无人机上设置飞行黑匣子，通过无人机管控系统对该飞行黑匣子插入的SIM卡进行实名认证；
双重认证步骤：无人机管控系统实时进行该无人机操控设备的操控合法性验证；当无人机操控设备操控合法性验证通过后，该控制设备才能发出无人机控制命令，无人机管控系统实时进行对应的通过实名认证的无人机飞行的合法性验证；否则，操控设备不能发出无人机控制命令；
执行步骤：当该无人机飞行的飞行合法性验证通过，该无人机按照无人机操控设备的控制命令飞行；否则，无人机不执行无人机操控设备发送飞行控制命令。
2.根据权利要求1所述的一种基于移动通信技术的无人机管控方法，其特征在于双重认证步骤具体步骤包括：
操作合法性验证步骤：操控黑匣子将操作者身份验证数据发送到无人机管控系统，与后台数据库进行匹配验证，实现对操作者通过无人机操控设备操控无人机的合法性验证；若操控合法性验证通过，无人机将接收到的无人机操控设备发送的飞行控制命令发送给飞行黑匣子，飞行黑匣子保存并执行飞行合法性验证步骤；若操控合法性验证不通过，或操控黑匣子与无人机操控设备断开通信连接，无人机操控设备不能发出控制指令；
飞行合法性验证步骤：无人机通过飞行黑匣子将无人机操控设备发送的飞行控制命令发送给无人机管控系统，无人机管控系统进行无人机飞行合法性验证；若飞行合法性验证不通过，或者飞行黑匣子与无人机和/或无人机管控系统断开通信连接，无人机不执行飞行控制命令。
3.根据权利要求2所述的一种基于移动通信技术的无人机管控方法，其特征在于无人机操控设备的操控合法性指的是无人机管控系统通过语音识别技术验证无人机操作者是否为在无人机管控系统内进行注册且认证通过的合法操作者；无人机飞行的合法性指的是无人机管控系统验证通过实名认证的无人机接收到通过实名认证无人机操控设备发送的飞行控制命令进行飞行时，该飞行行为是否合法。
4.根据权利要求2所述的一种基于移动通信技术的无人机管控方法，其特征在于还包括当无人机管控系统监控通过实名认证及飞行合法性认证的无人机发生违规飞行行为时，向对应无人机操控设备的操控黑匣子发送接管无人机控制的接管命令，同时向该无人机发送控制无人机飞行的飞行命令，控制无人机飞行。
5.根据权利要求2、3或4所述的一种基于移动通信技术的无人机管控方法，其特征在于还包括无人机操控设备插入的SIM卡通过实名认证验证以及无人机插入的SIM卡通过实名认证后，无人机管控系统通过操控黑匣子对无人机操控设备的操作者进行定位跟踪，和/或无人机管控系统通过飞行黑匣子对无人机飞行轨迹进行实时监控，实现无人机管控系统对无人机操控设备的操作者监控、无人机飞行轨迹的监控或双重监控。具体情况是：操控黑匣子通过移动通信设备向无人机管控系统发送无人机操控设备的位置信息，提供找到无人机操控者的位置信息。具体情况是：无人机将自身数据实时发送给飞行黑匣子；飞行黑匣子将该无人机自身数据通过移动通讯设备发送给无人机管控系统，实现对无人机状态的实时监控；双重监控指的是无人机的操作者监控与无人机飞行轨迹的监控同时监控。
6.根据权利要求5所述的一种基于移动通信技术的无人机管控方法，其特征在于所述操控黑匣子与无人机管操控设备通过有线和/或无线方式连接；飞行黑匣子与无人机有线方式连接；有线方式有串口、网口、USB；无线方式有蓝牙、WIFI。
7.根据权利要求6所述的一种基于移动通信技术的无人机管控方法，其特征在于操控黑匣子插入的SIM卡通过移动通讯设备与无人机管控系统进行连接；飞行黑匣子插入的SIM卡通过移动通讯设备与无人机管控系统进行连接。
8.基于权利要求7所述基于移动通信技术的无人机管控方法的管控装置，其特征在于包括：
设置于无人机操控设备上的操控黑匣子，用于通过无人机管控系统对该飞行黑匣子插入的SIM卡进行实名认证；用于无人机操作操控合法性认证；用于向无人机管控系统发送无人机操控设备的位置数据；
设置于无人机上的飞行黑匣子，用于无人机管控系统对该操控黑匣子插入的SIM卡进行实名认证；用于记录无人机控制命令；用于无人机飞行合法性验证；用于向无人机管控系统发送无人机飞行状态数据；
无人机管控系统，用于无人机操作者的管理和无人机飞行的管理，用于实时进行该无人机操控设备的操控合法性验证和无人机飞行合法性验证；当该无人机操控设备的操控合法性验证通过，该控制设备才能发出无人机控制命令；否则，操控设备不能发出无人机控制命令。当无人机操控设备操控合法性验证通过后，无人机管控系统实时进行对应的通过实名认证的无人机飞行的合法性验证；当该无人机飞行的飞行合法性验证通过，该无人机按照无人机操控设备的控制命令飞行；否则，无人机不执行无人机操控设备发送飞行控制命令。
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