CN107590757A - 一种无人机驾考方法及其智能装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机驾考方法及其智能装置，无人机驾考系统接收指定项目请求指令后，调用对应的考试项目流程及与所述考试项目流程相关联的基准预定飞行参数；所述无人机驾考系统接收无人机终端发送的无人机实时定位数据信息；所述无人机驾考系统将所述的无人机实时定位数据信息与所述的基准预定飞行参数进行分析比对获得分析比对数据，并根据分析比对数据获得测评分数。解决了对无人机操作人员进行客观测评、训练、实时监测的技术问题。

Description

一种无人机驾考方法及其智能装置

技术领域

本发明涉及一种无人机驾考方法及其智能装置。

背景技术

近年来随着技术进步，民用无人驾驶航空器的生产和应用在国内外得到了蓬勃发展，其驾驶员数量也在快速增加。面对这样的情况，在不妨碍民用无人机多元发展的前提下，加强对民用无人机驾驶员的规范管理，促进民用无人机产业的健康发展显得尤为重要。

无人机系统分类较多，所适用空域远比有人驾驶航空器广阔，因此有必要对无人机系统驾驶员实施分类管理。如下为无人机分类情况：

下列情况下，无人机驾驶员由行业协会实施管理，中国民用航空局飞行标准部门可以实施监督：

A.在隔离空域内运行的除I、II类以外的无人机；

B.在融合空域内运行的III、IV、V、VI、VII类无人机。

行业协会对申请人实施考核后签发训练合格证，在以上所述情况下运行的无人机系统中担任驾驶员，必须持有该合格证。

建立安全操作技能评估方法，来评估人员的操控、指挥和管理技能是必不可少的；同时，以驾驶员考试体系和标准化考试流程为基础，建立驾驶员训练、考试全流程电子化实时监测显得尤为重要。所以，急需一种无人机驾考方法及其智能装置，来解决对无人机操作人员进行客观测评、训练、实时监测的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是解决了对无人机操作人员进行客观测评、训练、实时监测的技术问题。

解决上述技术问题，本发明提供了一种无人机驾考方法，该方法包括：

无人机驾考系统接收指定项目请求指令后，调用对应的考试项目流程及与所述考试项目流程相关联的基准预定飞行参数；

所述无人机驾考系统接收无人机终端发送的无人机实时定位数据信息；

所述无人机驾考系统将所述的无人机实时定位数据信息与所述的基准预定飞行参数进行分析比对获得分析比对数据。

更进一步，所述无人机驾考系统根据所述的分析比对数据给出评测分数。

更进一步，所述无人机驾考系统将所述无人机实时定位数据信息的三维坐标绘制成无人机的实际飞行轨迹；

所述无人机驾考系统将绘制后的实际飞行轨迹与所述的基准预定飞行参数进行分析比对获得所述的分析比对数据，其中，所述的基准预定飞行参数包括预设的三维坐标轨迹参数。

本发明提供另外一种无人机驾考方法，该方法包括：

无人机终端接收卫星发送的导航卫星信号及基准站发送的差分数据流；

所述无人机终端将接收的所述导航卫星信号处理后获得原始数据观测值；

所述无人机终端对处理后的所述原始数据观测值与所述差分数据流进行动态差分运算得到无人机实时定位数据信息；

所述无人机终端将所述无人机实时定位数据信息发送给无人机驾考系统。

本发明提供另外一种无人机驾考方法，该方法包括：

基准站接收卫星发送的导航卫星信号，并将所述导航卫星信号处理后获得原始数据观测值；

所述基准站将原始数据观测值和基准站坐标进行压缩编码后得到差分数据流；

所述基准站将所述差分数据流通过数据链路发送给无人机终端。

本发明提供了一种智能装置，它包括：

接收单元，用于接收指定项目请求指令，及在调用对应的考试流程和基准飞行参数后接收无人机终端发送的无人机实时定位数据信息；

调用单元，用于调用对应的考试项目流程及与所述考试项目流程相关联的基准飞行参数；

分析比对单元，用于将无人机实时定位数据信息与所述的基准预定飞行参数进行分析比对获得分析比对数据。

更进一步，评测单元，用于根据分析比对数据给出评测分数。

更进一步，绘制单元，用于所述无人机驾考系统将无人机实时定位数据信息的三维坐标绘制成实际飞行轨迹；

所述的分析比对单元，还用于将绘制后的实际飞行轨迹与所述的基准预定飞行参数进行比对获得所述的分析比对数据，其中，所述的基准预定飞行参数包括预设的轨迹参数。

本发明还提供了另外一种智能装置，它包括：

收发单元一，用于无人机终端接收卫星发送的导航卫星信号及基准站发送的差分数据流；

处理单元，用于所述无人机终端将接收的所述导航卫星信号处理后获得原始数据观测值；

运算单元，用于所述无人机终端对处理后的所述原始数据观测值与所述差分数据流进行动态差分运算得到无人机实时定位数据信息；

所述收发单元一，还用于所述无人机终端将所述无人机实时定位数据信息发送给无人机驾考系统。

本发明还提供了另外一种智能装置，它包括：

收发单元二，用于基准站接收卫星发送的导航卫星信号；

处理单元二，用于基准站将所述导航卫星信号处理后获得原始数据观测值；

压缩编码单元，用于所述基准站将原始数据观测值和基准站坐标进行压缩编码后得到差分数据流；

所述收发单元二，还用于所述基准站将所述差分数据流通过数据链路发送给无人机终端。

本发明的有益效果：

1.高度集成：集计算机技术、自动化控制、GNSS卫星定位、数字化通信技术于一体。对无人机的三维坐标进行精确定位，通过获取的精确定位数据实现客观的测评、训练、实时监测。

2.高精度，采用GPS北斗卫星、基准站进行精确定位，达到厘米级的定位精度。

3.安装快捷，无需对无人机进行改造。

4.维护简单，无人机终端的接收装置安装在无人机顶部，通过自带电源、通讯模块运行。

5.形象直观，通过无人机评判系统，可实时查看飞行轨迹。

附图说明

图1是本申请一实施例的对无人机驾考方法的流程图；

图2是本申请另一实施例的对无人机驾考方法的流程图；

图3是本申请另一实施例的对无人机驾考方法的流程图；

图4是本申请另一实施例的对无人机驾考智能装置的架构图；

图5是本申请另一实施例的对无人机驾考智能装置的架构图；

图6是本申请另一实施例的对无人机驾考智能装置的架构图；

图7是本申请直升机及多旋翼飞行测试轨迹示意图；

图8是本申请固定翼飞行测试轨迹示意图；

图9是本申请系统、终端、基准站的信号交互方式示意图；

具体实施方式：

以下实施例仅是为清楚的发明本所作的举例，而并非对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在下述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，而这些属于本发明精神所引出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

现有技术中，还没有一种可以提供高精度实时三维坐标的无人机定位技术，可以用来进行评测、训练、监控。

本申请中，无人机驾考系统集成了高精度GNSS定位技术、通讯技术和软件技术，结合对无人机驾考流程与标准的深入理解，开发相应监测评分方案，可在驾考过程中实现对飞行高度，飞行轨迹，飞行速度的高精度监测，同时有考生管理及评分模块，为无人机驾驶考试提供了有力的数据依据。

本申请的系统主要由北斗高精度地面基准站接收机、无人机终端、无人机驾考系统三大部分组成。通过电台接收基准站播发的差分信号，安装在无人机顶端的GNSS接收机可以获得±5cm以内的定位精度数据，实时记录无人机飞行高度、速度以及飞行轨迹。

如图1所示，本申请的无人机驾考方法，该方法包括：

S101，无人机驾考系统接收指定项目请求指令后，调用对应的考试项目流程及与所述考试项目流程相关联的基准预定飞行参数；优选的，指定项目请求指令不限于：对应的考试项目流程及与所述考试项目流程相关联的基准预定飞行参数。所述的考试项目流程是根据不同的无人机机种和考核人员的参考情况而定，所述基准预定飞行参数包括该项目要求考核人员操作的具体项目及根据该项目需要完成的技术指标。

S102，所述无人机驾考系统接收无人机终端发送的无人机实时定位数据信息；

S103，所述无人机驾考系统将所述的无人机实时定位数据信息与所述的基准预定飞行参数进行分析比对获得分析比对数据。

首先，所述无人机驾考系统先接收到指定项目请求指令，调用出参考项目流程及相关联的基准预定飞行参数，再接收到无人机的实时飞行数据，所述无人机驾考系统将所述的无人机实时定位数据信息与所述的基准预定飞行参数进行分析比对获得分析比对数据。

在本申请的一可选实施例中，所述无人机驾考系统根据所述的分析比对数据给出评测分数。

其次，完成了所述无人机驾考系统的评测功能。

在本申请的一可选实施例中，所述无人机驾考系统将所述无人机实时定位数据信息的三维坐标绘制成无人机的实际飞行轨迹；

所述无人机驾考系统将绘制后的实际飞行轨迹与所述的基准预定飞行参数进行分析比对获得所述的分析比对数据，其中，所述的基准预定飞行参数包括预设的三维坐标轨迹参数。

最后，不仅可以对无人机实时的飞行数据进行时间点对点的监测，还可以绘制出三维坐标的飞行轨迹图，直观的可以看到操作人员的整体飞行水平。

如图2所示，本发明提供另外一种无人机驾考方法，该方法包括：

S201，无人机终端接收卫星发送的原始数据观测值及基准站发送的原始数据观测值与基准站坐标；

首先，无人机终端接收卫星发送的导航卫星信号及基准站发送的差分数据流，导航卫星信号由北斗卫星发送。所述的无人机终端主要包括无人机及安装在无人机顶端的GNSS接收机。

S202，所述无人机终端将接收的所述导航卫星信号处理后获得原始数据观测值；

其次，所述无人机终端将接收的所述导航卫星信号处理后获得原始数据观测值。原始数据观测值，是接收机对收到的卫星信号进行处理而获得可以进行定位解算的值。

S203所述无人机终端对处理后的所述原始数据观测值与所述差分数据流进行动态差分运算得到无人机实时定位数据信息；获取±5cm以内的定位精度数据，实时记录无人机飞行高度、速度以及飞行轨迹。

S204，所述无人机终端将所述无人机实时定位数据信息发送给无人机驾考系统。

最后，将实时的飞行数据通过4G网络发送给无人机驾考系统。

本发明提供另外一种无人机驾考方法，该方法包括：

S301，基准站接收卫星发送的导航卫星信号，并将所述导航卫星信号处理后获得原始数据观测值；

首先，接收由北斗卫星发送的导航卫星信号，并将所述导航卫星信号处理后获得原始数据观测值；

S302，所述基准站将原始数据观测值和基准站坐标进行压缩编码后得到差分数据流；

S303，所述基准站将所述差分数据流通过数据链路发送给无人机终端。

最后，所述基准站将所述差分数据流通过数据链路发送给无人机终端，无人机终端也同时接收北斗卫星的导航卫星信号，并处理后得到原始数据观测值，与差分数据流进行运算矫正无人机的具体位置参数。

具体实施方式：

如图8所示，首先，在场地上铺设有飞机预设轨迹的路线图，并设置所述的基准站，用以连续跟踪观测卫星信号，通过4G通讯实时传输解算出的差分修正信息，实时为无人机终端提供高精度的载波相位差分数据流。由于差分数据流播发的连续性和可靠性与无人机终端定位精度密切相关，它所提供的差分修正信息是保障无人机终端定位精度的基础。在选择基准站安装位置时要从以下几个方面综合考虑：

(1)场地稳固：年平均下沉和位移小于3mm。

(2)视野开阔：视场内障碍物的高度不宜超过视野仰角15°。

(3)远离干扰区：远离大功率无线电台发射源(如电视台，电台，微波站等)，其距离不得小于200米，远离高压输电线和微波无线电传送通道，其距离不得小于50米。

(4)固定位置：基准点位置可选在稳固地基的场地或楼顶，采用混凝土观测墩或者固定脚架等方式。

然后，根据考试对象选择不同的考试项目流程。比如，直升机及多旋翼无人机，如图7所示，一般会有手动起飞降落、对尾悬停、4位悬停、慢速自旋、4边航线、水平八字航线等操作项目。而固定翼飞机，如图8所示，一般会包括起飞降落、4边航线、水平八字航线，模拟熄火降落等操作项目。

步骤一：每一给考试项目流程都会对应与其相关联的基准预定飞行参数，其主要就是无人机飞行的三维坐标及时间情况。由此可以推论出，无人机的平面坐标(即飞行轨迹)，高度坐标(飞行高度)，飞行所需时间(飞行速度)。根据考试的具体考试项目，对无人机驾考系统发送指定项目请求指令。确定考试项目后；调用对应的考试项目流程及与所述考试项目流程相关联的基准预定飞行参数；其飞行路径的飞机预设轨迹的路线图与该飞行参数相互对应匹配。使操作者可以根据路线图进行考试。

步骤二：操作者实际操作无人机按预设的路线图进行飞行操作，所述无人机驾考系统接收无人机终端发送的无人机实时定位数据信息；无人机的实时飞行数据，是通过无人机上安装的装置来完成定位和信息交互的。所述无人机终端由微型多频天线和高精度北斗主板为核心组成，采用先进载波相位差分技术，具有测量精度高、稳定性好、无漂移、无累计误差、不受磁变影响且不影响无人机自身通讯链路，保证无人机飞行安全。

(2)技术参数

实时飞行数据是首先通过北斗卫星向基准站与所述的无人机终端发送原始数据观测值，北斗卫星先发送导航卫星信号，基准站与无人机终端通过处理导航卫星信号将其转化为所述的原始数据观测值，如前面的描述，基准站则将原始数据观测值与基准站坐标以差分数据流的形式通过数据链路发送给无人机终端。无人机终端对接收的所述差分数据流进行动态差分运算生成精确的三维位置信号(即实时无人机飞行数据)发送给所述无人机驾考系统。所述无人机驾考系统通过是4G网络进行传送数据，而所述无人机终端则是靠电台来接收基准站发送的原始数据观测值与基准站坐标(即差分数据流)，所述的基准站也是通过电台接收北斗卫星先发送导航卫星信号。

步骤三：所述无人机驾考系统将所述的无人机实时定位数据信息与所述的基准预定飞行参数进行分析比对获得分析比对数据。该过程可以匹配时间获得无人机的位置、速度数据与预设的飞行路线进行对比获取其差值(即分析比对数据)。

步骤四：在通过所述分析比对数据，也就是其三维位置坐标、速度与预设值的差值进行评测，获得相应的考试分数。

除了上述用于考试外，该系统还可以实时监控无人机的飞行状况，并通过其飞行状况给操作者及时客观的操作指导，达到训练操作者的目的。

无人机驾考系统集成了高精度GNSS定位技术、通讯技术和软件技术，结合对无人机驾考流程与标准的深入理解，开发相应监测评分方案，可在驾考过程中实现对飞行高度，飞行轨迹，飞行速度的高精度监测，同时有考生管理及评分模块，为无人机驾驶考试提供了有力的数据依据。

如图4所示，本发明提供了一种智能装置，它包括：

接收单元101，用于接收指定项目请求指令，及在调用对应的考试流程和基准飞行参数后接收无人机终端发送的无人机实时定位数据信息；

调用单元102，用于调用对应的考试项目流程及与所述考试项目流程相关联的基准飞行参数；

分析比对单元103，用于将无人机实时定位数据信息与所述的基准预定飞行参数进行分析比对获得分析比对数据。

更进一步，评测单元，用于根据分析比对数据给出评测分数。

更进一步，绘制单元，用于所述无人机驾考系统将无人机实时定位数据信息的三维坐标绘制成实际飞行轨迹；

所述的分析比对单元，还用于将绘制后的实际飞行轨迹与所述的基准预定飞行参数进行比对获得所述的分析比对数据，其中，所述的基准预定飞行参数包括预设的轨迹参数。

如图5所示，本发明还提供了另外一种智能装置，它包括：

收发单元一201，用于无人机终端接收卫星发送的导航卫星信号及基准站发送的差分数据流；

处理单元202，用于所述无人机终端将接收的所述导航卫星信号处理后获得原始数据观测值；

运算单元203，用于所述无人机终端对处理后的所述原始数据观测值与所述差分数据流进行动态差分运算得到无人机实时定位数据信息；

所述收发单元一201，还用于所述无人机终端将所述无人机实时定位数据信息发送给无人机驾考系统。

如图6所示，本发明还提供了另外一种智能装置，它包括：

收发单元二301，用于基准站接收卫星发送的导航卫星信号；

处理单元二302，用于基准站将所述导航卫星信号处理后获得原始数据观测值；

压缩编码单元303，用于所述基准站将原始数据观测值和基准站坐标进行压缩编码后得到差分数据流；

所述收发单元二301，还用于所述基准站将所述差分数据流通过数据链路发送给无人机终端。

除了上述的优点外，本申请的技术还具有以下优点：

1.高精度的定位技术

结合目前先进的RTK技术，可输出高精度的位置信息。

2.小型化高度集成技术

无人机驾考终端质量小体积小，集GPS北斗模块、4GLTE通讯模块、微型多频天线、大容量锂电池于一体。

3.无线通讯技术

通过4GLTE高速网络，实现无人机轨迹(位置、高度、速度)的实时展示。

4.智能化的评判标准

通过轨迹数据的分析，自动评判8字飞行质量，并给予量化分数。

克服了传统方式下，室外飞行考试的评分依据多依靠经验与人工观测，不确定性比较强，没有真实可靠的数据作为支撑，本申请的技术方案以考试体系和标准化考试流程为基础，利用北斗定位定向技术及互联网技术，成功研制无人机驾考系统，实现了驾驶员训练、考试全流程电子化实时监测及测评。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种无人机驾考方法，其特征在于，该方法包括：

无人机驾考系统接收指定项目请求指令后，调用对应的考试项目流程及与所述考试项目流程相关联的基准预定飞行参数；

所述无人机驾考系统接收无人机终端发送的无人机实时定位数据信息；

所述无人机驾考系统将所述的无人机实时定位数据信息与所述的基准预定飞行参数进行分析比对获得分析比对数据。

2.根据权利要求1所述无人机驾考方法，其特征在于，该方法还包括：

所述无人机驾考系统根据所述的分析比对数据给出评测分数。

3.根据权利要求1所述的无人机驾考方法，其特征在于，所述无人机驾考系统将无人机实时定位数据信息与所述的基准预定飞行参数进行分析比对获得分析比对数据，该方法还包括：

所述无人机驾考系统将所述无人机实时定位数据信息的三维坐标绘制成无人机的实际飞行轨迹；

所述无人机驾考系统将绘制后的实际飞行轨迹与所述的基准预定飞行参数进行分析比对获得所述的分析比对数据，其中，所述的基准预定飞行参数包括预设的三维坐标轨迹参数。

4.一种无人机驾考方法，其特征在于，该方法包括：

无人机终端接收卫星发送的导航卫星信号及基准站发送的差分数据流；

所述无人机终端将接收的所述导航卫星信号处理后获得原始数据观测值；

所述无人机终端对处理后的所述原始数据观测值与所述差分数据流进行动态差分运算得到无人机实时定位数据信息；

所述无人机终端将所述无人机实时定位数据信息发送给无人机驾考系统。

5.一种无人机驾考方法，其特征在于，该方法包括：

基准站接收卫星发送的导航卫星信号，并将所述导航卫星信号处理后获得原始数据观测值；

所述基准站将原始数据观测值和基准站坐标进行压缩编码后得到差分数据流；

所述基准站将所述差分数据流通过数据链路发送给无人机终端。

6.一种智能装置，其特征在于，它包括：

接收单元，用于所述无人机驾考系统接收指定项目请求指令，及在调用对应的考试流程和基准飞行参数后接收无人机终端发送的无人机实时定位数据信息；

调用单元，用于所述无人机驾考系统调用对应的考试项目流程及与所述考试项目流程相关联的基准飞行参数；

分析比对单元，用于所述无人机驾考系统将无人机实时定位数据信息与所述的基准预定飞行参数进行分析比对获得分析比对数据。

7.根据权利要求6所述的智能装置，其特征在于，它还包括：

评测单元，用于所述无人机驾考系统根据分析比对数据给出评测分数。

8.根据权利要求7所述的智能装置，其特征在于，它还包括：

绘制单元，用于所述无人机驾考系统将无人机实时定位数据信息的三维坐标绘制成实际飞行轨迹；

所述的分析比对单元，还用于所述无人机驾考系统将绘制后的实际飞行轨迹与所述的基准预定飞行参数进行比对获得所述的分析比对数据，其中，所述的基准预定飞行参数包括预设的轨迹参数。

9.一种智能装置，其特征在于，它包括：

收发单元一，用于无人机终端接收卫星发送的导航卫星信号及基准站发送的差分数据流；

处理单元，用于所述无人机终端将接收的所述导航卫星信号处理后获得原始数据观测值；

运算单元，用于所述无人机终端对处理后的所述原始数据观测值与所述差分数据流进行动态差分运算得到无人机实时定位数据信息；

所述收发单元一，还用于所述无人机终端将所述无人机实时定位数据信息发送给无人机驾考系统。

10.一种智能装置，其特征在于，它包括：

收发单元二，用于基准站接收卫星发送的导航卫星信号；

处理单元二，用于基准站将所述导航卫星信号处理后获得原始数据观测值；

压缩编码单元，用于所述基准站将原始数据观测值和基准站坐标进行压缩编码后得到差分数据流；

所述收发单元二，还用于所述基准站将所述差分数据流通过数据链路发送给无人机终端。