CN108573619A - 一种空地协同作业的无人机运管云平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空地协同作业的无人机运管云平台，涉及无人机运管技术，尤其涉及一种空地协同作业的无人机运管云平台，用以解决现有技术下的无人机缺乏统筹管理，容易对公共社会造成危险的问题，本发明包括无人机、导航卫星、地面管理云平台和空管系统，所述地面管理云平台包括地面管理服务器、气象模块、导航与位置监控模块、身份验证系统、数据存储器、地面显示模块、电池监测控制模块和地面通讯系统，本发明利用空地协同管理的方式，对无人机进行身份确认及飞行管理，能实现对无人机的有效监管，保证了人们群众的生命财产安全。

Description

一种空地协同作业的无人机运管云平台

技术领域

本发明涉及无人机运管技术，尤其涉及一种空地协同作业的无人机运管云平台。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。

与有人驾驶飞机相比，无人机往往更适合那些太“愚钝，肮脏或危险”的任务，无人机按应用领域，可分为军用与民用，军用方面，无人机分为侦察机和靶机，民用方面，无人机+行业应用，是无人机真正的刚需；目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄等等领域的应用大大地拓展了无人机本身的用途，发达国家也在积极扩展行业应用与发展无人机技术。

随着无人机技术浪潮的到来，无人机的数量急剧增大，往常空旷的城市天空面临着拥挤的情况，而又由于无人机价格的相对较低，其功能定位暂时不准确，导致越来越多的未登记在列的无人机在未经授权的情况下飞向天空，可能造成空域内的危险情况，未来的无人机市场面临着巨大挑战，无人机的统筹管理问题亟待解决

因此，设计一种空地协同作业的无人机运管云平台很有现实意义。

发明内容

本发明的目的在于:为了解决现有技术下的无人机缺乏统筹管理，容易对公共社会造成危险的问题，本发明提出了一种空地协同作业的无人机运管云平台，包括无人机、导航卫星、地面管理云平台和空管系统，利用空地协同管理的方式，对无人机进行身份确认及飞行管理，能实现对无人机的有效监管，保证了人们群众的生命财产安全。

本发明采用的技术方法如下：

一种空地协同作业的无人机运管云平台，包括无人机、导航卫星、地面管理云平台和空管系统，所述无人机包括设置在无人机中的传感器模块、飞行控制系统和机载通讯系统，所述传感器模块将获取的数据单向传输至飞行控制系统，所述飞行控制系统与机载通讯系统双向数据传输；

所述地面管理云平台包括地面管理服务器、气象模块、导航与位置监控模块、身份验证系统、数据存储器、地面显示模块、电池监测控制模块和地面通讯系统，所述身份验证系统、电池监测控制模块和地面通讯系统分别与地面管理服务器双向数据传输，所述导航与位置监控模块和气象模块分别将数据单向传输至地面管理服务器，所述地面管理服务器分别将数据单向传输至地面显示模块和数据存储器；

所述导航卫星分别与机载通讯系统和地面通讯系统双向数据传输，所述机载通讯系统和地面通讯系统可采用无线通讯方式直接通讯；

所述空管系统分别与身份验证系统、导航与位置监控模块和气象模块双向数据传输。

进一步地，所述无线通讯方式包括4G网络和WIFI通讯协议，其能够确保无人机始终服从地面管理云平台的统一调度和规划，保证无人机任务顺利进行。

进一步地，所述传感器模块包括用于确定无人机飞行姿态的加速度传感器、用于稳定性监测的倾角传感器、用于监测和优化电能消耗的电流传感器和用于惯性导航和定位的磁传感器。

进一步地，所述身份验证系统包括用户信息查询单元、用户信息维护单元和用户身份注册单元，所述用户信息注册单元用于无人机用户在空管系统进行用户资料注册，所述用户身份查询单元用于空管系统对无人机用户信息进行查询，所述用户信息维护模块用于空管系统对无人机用户信息属性进行修改。

进一步地，所述导航与位置监控模块对所述无人机进行位置信息监控，所述位置信息监控包括：

若所述无人机在禁飞范围内，则向地面管理云平台返回提示信息，以提示用户无人机处于禁飞空域；

若所述无人机在可飞范围内，则允许飞行；

若所述无人机在限飞范围内，则向地面管理云平台返回提示信息，获取限制条件，提醒用户该空域限制飞行；

进一步地，所述提示信息由空管系统提供。

综上所述，由于采用了上述技术方法，本发明的有益效果是：

1.本发明中设有身份验证系统，可将用户与无人机通过地面管理云平台接入政府空管系统中，注册登记后可确保飞行的合法性。

2.本发明设有导航与位置监控模块，由其与空管系统的双向数据通讯，实现对无人机飞行的航线规划，飞行空域的安全管理等进行有效监控。

3.本发明设有电池监测控制模块，能对无人机电池组件进行智能管理，实现合理控制与均衡能源使用的效果，增加无人机的航程。

4.本发明可通过卫星传输位置信息，在地面管理云平台上能够获得无人机的飞行数据，并通过地面显示模块实时得到监控区域内无人机的飞行轨迹，有利于无人机用户对其所有无人机进行有效的操控。

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是本发明组成结构框图；

图2是本发明身份验证系统结构框图；

图3是本发明导航与位置监控模块的飞行逻辑控制框图。

具体实施方式

为了本技术领域的人员更好的理解发明，下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

如图1所示，一种空地协同作业的无人机运管云平台，包括无人机、导航卫星、地面管理云平台和空管系统，其特征在于：

所述无人机包括设置在无人机中的传感器模块、飞行控制系统和机载通讯系统，所述传感器模块将获取的数据单向传输至飞行控制系统，所述飞行控制系统与机载通讯系统双向数据传输；

所述地面管理云平台包括地面管理服务器、气象模块、导航与位置监控模块、身份验证系统、数据存储器、地面显示模块、电池监测控制模块和地面通讯系统，所述身份验证系统、电池监测控制模块和地面通讯系统分别与地面管理服务器双向数据传输，所述导航与位置监控模块和气象模块分别将数据单向传输至地面管理服务器，所述地面管理服务器分别将数据单向传输至地面显示模块和数据存储器；

所述导航卫星分别与机载通讯系统和地面通讯系统双向数据传输，所述机载通讯系统和地面通讯系统可采用无线通讯方式直接通讯；

所述空管系统分别与身份验证系统、导航与位置监控模块和气象模块双向数据传输。

所述气象模块可将天气变化的预警通报通过地面管理服务器推送给地面控制站台或者作业人员。

所述电池监测控制模块可对无人机的电池组件实行智能化监测管理，实现合理控制与均衡能源使用的效果，增加无人机的航程。

作为一种优选的实施方式，所述无线通讯方式包括4G网络和WIFI通讯协议，其能够确保无人机始终服从地面管理云平台的统一调度和规划，保证无人机任务顺利进行。

作为一种优选的实施方式，所述传感器模块包括用于确定无人机飞行姿态的加速度传感器、用于稳定性监测的倾角传感器、用于监测和优化电能消耗的电流传感器和用于惯性导航和定位的磁传感器。

作为一种优选的实施方式，所述身份验证系统包括用户信息查询单元、用户信息维护单元和用户身份注册单元，所述用户信息注册单元用于无人机用户在空管系统进行用户资料注册，注册完毕后，当用户需要启动所述无人机时，向地面管理云平台发送唯一ID码，以进行实名认证，仅当所述实名认证信息(ID码)与地面管理云平台存储的信息匹配时，即验证通过时，向所述无人机发送许可指令，以告知无人机验证通过并允许所述无人机执行启动操作，无人机用户可以启动所述无人机，此项设置提升了使用者对使用无人机的谨慎程度，有效地防止了不法分子非法使用无人机，提高了无人机使用的安全性。

所述用户身份查询单元用于空管系统对无人机用户信息进行查询，所述用户信息维护模块用于空管系统对无人机用户信息属性进行修改。

作为一种优选的实施方式，所述导航与位置监控模块对所述无人机进行位置信息监控，所述位置信息监控包括：

若所述无人机在禁飞范围内，则向地面管理云平台返回提示信息，以提示用户无人机处于禁飞空域；

若所述无人机在可飞范围内，则允许飞行；

若所述无人机在限飞范围内，则向地面管理云平台返回提示信息，获取限制条件，提醒用户该空域限制飞行，禁止无人机偏离航线或者空域，有效地降低了无人机在执行应用时带来的影响，且提高了无人机飞行时的安全性。

对于高性能的无人机，比如具备大载重，大航程的无人机，此类无人机的动能较强，必须进行更加严格的监控，如起飞地点和降落地点等，均需要严格的上报审批后才能批准起飞。

作为一种优选的实施方式，所述提示信息由空管系统提供，所述空管系统与政府空管机构对接，将国家有关部门下达的相关规定，经过地面管理云平台对所有注册并使用的无人机进行管控。

以上所述得仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都属于发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种空地协同作业的无人机运管云平台，包括无人机、导航卫星、地面管理云平台和空管系统，其特征在于：

所述无人机包括设置在无人机中的传感器模块、飞行控制系统和机载通讯系统，所述传感器模块将获取的数据单向传输至飞行控制系统，所述飞行控制系统与机载通讯系统双向数据传输；

所述地面管理云平台包括地面管理服务器、气象模块、导航与位置监控模块、身份验证系统、数据存储器、地面显示模块、电池监测控制模块和地面通讯系统，所述身份验证系统、电池监测控制模块和地面通讯系统分别与地面管理服务器双向数据传输，所述导航与位置监控模块和气象模块分别将数据单向传输至地面管理服务器，所述地面管理服务器分别将数据单向传输至地面显示模块和数据存储器；

所述导航卫星分别与机载通讯系统和地面通讯系统双向数据传输，所述机载通讯系统和地面通讯系统可采用无线通讯方式直接通讯；

所述空管系统分别与身份验证系统、导航与位置监控模块和气象模块双向数据传输。

2.根据权利要求1所述的一种空地协同作业的无人机运管云平台，其特征在于，所述无线通讯方式包括4G网络和WIFI通讯协议，确保无人机始终服从地面管理云平台的统一调度和规划，保证无人机任务顺利进行。

3.根据权利要求1所述的一种空地协同作业的无人机运管云平台，其特征在于，所述传感器模块包括用于确定无人机飞行姿态的加速度传感器、用于稳定性监测的倾角传感器、用于监测和优化电能消耗的电流传感器和用于惯性导航和定位的磁传感器。

4.根据权利要求1所述的一种空地协同作业的无人机运管云平台，其特征在于，所述身份验证系统包括用户信息查询单元、用户信息维护单元和用户身份注册单元，所述用户信息注册单元用于无人机用户在空管系统进行用户资料注册，所述用户身份查询单元用于空管系统对无人机用户信息进行查询，所述用户信息维护模块用于空管系统对无人机用户信息属性进行修改。

5.根据权利要求1所述的一种空地协同作业的无人机运管云平台，其特征在于，所述导航与位置监控模块对所述无人机进行位置信息监控，所述位置信息监控包括：

若所述无人机在禁飞范围内，则向地面管理云平台返回提示信息，以提示用户无人机处于禁飞空域；

若所述无人机在可飞范围内，则允许飞行；

若所述无人机在限飞范围内，则向地面管理云平台返回提示信息，获取限制条件，提醒用户该空域限制飞行。

6.根据权利要求5所述的一种空地协同作业的无人机运管云平台，其特征在于，所述提示信息由空管系统提供。