CN110568855A - 一种基于大数据计算引擎的无人机可视化飞行管理系统及方法 - Google Patents

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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/10Simultaneous control of position or course in three dimensions
    • G05D1/101Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft

Abstract

本发明涉及一种基于大数据计算引擎的无人机可视化飞行管理系统,包括服务端、网页端,网页端与服务端通信连接。服务端包括数据采集模块、数据清洗模块、数据存储模块、大数据分析模块、可视化图形模块。网页端包括无人机飞行状态展示页面。本发明还公开了一种基于大数据计算引擎的无人机可视化飞行管理方法,包括采集数据、数据清洗、数据存储、数据分析、生成可视化信息、前端展示等过程。本发明采用基于大数据计算引擎的B/S架构的可视化无人机飞行管理系统提供可视化动态无人机飞行信息,具有可视化动态展示的特点。

Description

一种基于大数据计算引擎的无人机可视化飞行管理系统及 方法
技术领域
本发明涉及一种无人机飞行管理系统及方法,特别涉及一种基于大数据计算引擎的无人机可视化飞行管理系统及方法,属于无人机管理领域。
背景技术
近年来,多旋翼无人机广泛应用于生产、生活各个领域,特别是消费级无人机价格低廉,加上智能化设备的普及,使得飞行门槛降低,越来越多的人购买使用无人机。多旋翼无人机可以带来许多生活的便利,为我们提供了高清航拍画面,在工业应用领域,可以完成测绘、架线、勘察、交通态势管控等任务。但是无人机的广泛应用,也带来许多不安全因素,诸如坠机、黑飞事件频发,严重干扰航空安全、要地防护等,甚至有恐怖分子利用无人机开展恐怖活动。无人机管控迫在眉睫,特别是提供可视化的、人机交互友好的管理系统,对管理人员、安全运维人员,都会带来大大的方便,提供管控效率。
现有无人机管控系统偏重于对无人机的侦测定位与跟踪,对无人机航迹数据、历史数据、以及动态数据管理涉及相对较少,而这些数据,通过结合大数据分析,可以提供更加精细的无人机行为描述,为实现取证、预警、电子围栏等功能提供数据支持。
发明内容
本发明基于大数据计算引擎的无人机可视化飞行管理系统及方法公开了新的方案,采用基于大数据计算引擎的B/S架构的可视化无人机飞行管理系统提供可视化动态无人机飞行信息,解决了现有方案无法提供可视化动态飞行信息展示的问题。
本发明基于大数据计算引擎的无人机可视化飞行管理系统包括服务端、网页端,网页端与服务端通信连接。服务端包括数据采集模块、数据清洗模块、数据存储模块、大数据分析模块、可视化图形模块,数据采集模块用于采集无人机飞行数据,数据清洗模块用于将采集的无人机飞行数据进行数据格式结构化处理,数据存储模块用于非结构化数据存储,大数据分析模块用于综合分析、关联分析、历史查询飞控数据,可视化图形模块用于将飞行数据进行可视化图形展示。网页端包括无人机飞行状态展示页面,无人机飞行状态展示页面用于展示所述服务端发送的无人机动态飞行画面。
进一步,本方案的服务端还包括模拟仿真模块,模拟仿真模块包括仿真参数配置模块、系统数据生成模块,仿真参数配置模块用于仿真参数配置,系统数据生成模块用于结合仿真参数生成对应的仿真数据,网页端还包括仿真参数配置页面,仿真参数配置页面用于用户配置仿真参数。
本发明还公开了一种基于大数据计算引擎的无人机可视化飞行管理方法,无人机可视化飞行管理方法基于无人机可视化飞行管理系统,无人机可视化飞行管理系统包括服务端、网页端,网页端与所述服务端通信连接,服务端包括数据采集模块、数据清洗模块、数据存储模块、大数据分析模块、可视化图形模块,网页端包括无人机飞行状态展示页面,包括过程:数据采集模块收集真实无人机飞行数据,通过解析不同无人机平台数据格式提取关键信息,数据清洗模块将不同数据格式统一为系统定义的标准格式,然后结合非结构化数据存储技术,将海量飞行数据存储至大数据架构下的数据存储模块,大数据分析模块利用大数据分析技术实现对飞控数据的综合分析、关联分析、历史数据查询,可视化图形模块将无人机基本数据与可视化的图标、线型关联起来生成动态可视化信息发送给无人机飞行状态展示页面展示。
进一步,本方案方法的服务端还包括模拟仿真模块,模拟仿真模块包括仿真参数配置模块、系统数据生成模块,网页端还包括仿真参数配置页面,用户通过仿真参数配置页面调用仿真参数配置模块配置仿真参数,系统数据生成模块结合仿真参数生成对应的仿真数据后存储至大数据架构下的数据存储模块,可视化图形模块将无人机仿真数据与可视化的图标、线型关联起来生成动态可视化仿真信息发送给无人机飞行状态展示页面展示。
本发明基于大数据计算引擎的无人机可视化飞行管理系统及方法采用基于大数据计算引擎的B/S架构的可视化无人机飞行管理系统提供可视化动态无人机飞行信息,具有可视化动态展示的特点。
附图说明
图1是本发明无人机可视化飞行管理系统的原理图之一。
图2是本发明无人机可视化飞行管理系统的原理图之二。
具体实施方式
本发明基于大数据计算引擎的无人机可视化飞行管理系统包括服务端、网页端,网页端与服务端通信连接。服务端包括数据采集模块、数据清洗模块、数据存储模块、大数据分析模块、可视化图形模块,数据采集模块用于采集无人机飞行数据,数据清洗模块用于将采集的无人机飞行数据进行数据格式结构化处理,数据存储模块用于非结构化数据存储,大数据分析模块用于综合分析、关联分析、历史查询飞控数据,可视化图形模块用于将飞行数据进行可视化图形展示。网页端包括无人机飞行状态展示页面,无人机飞行状态展示页面用于展示所述服务端发送的无人机动态飞行画面。上述方案采用基于大数据计算引擎的B/S架构的可视化无人机飞行管理系统提供可视化动态无人机飞行信息,直观体现无人机的分布特点,给出直观、详细、动态化数据展示,大幅提高了无人机飞行管理效率。
为了兼顾模拟数据的展示,本方案的服务端还包括模拟仿真模块,模拟仿真模块包括仿真参数配置模块、系统数据生成模块,仿真参数配置模块用于仿真参数配置,系统数据生成模块用于结合仿真参数生成对应的仿真数据,网页端还包括仿真参数配置页面,仿真参数配置页面用于用户配置仿真参数。
本发明还公开了一种基于大数据计算引擎的无人机可视化飞行管理方法,无人机可视化飞行管理方法基于无人机可视化飞行管理系统,无人机可视化飞行管理系统包括服务端、网页端,网页端与所述服务端通信连接,服务端包括数据采集模块、数据清洗模块、数据存储模块、大数据分析模块、可视化图形模块,网页端包括无人机飞行状态展示页面,包括过程:数据采集模块收集真实无人机飞行数据,通过解析不同无人机平台数据格式提取关键信息,数据清洗模块将不同数据格式统一为系统定义的标准格式,然后结合非结构化数据存储技术,将海量飞行数据存储至大数据架构下的数据存储模块,大数据分析模块利用大数据分析技术实现对飞控数据的综合分析、关联分析、历史数据查询,可视化图形模块将无人机基本数据与可视化的图标、线型关联起来生成动态可视化信息发送给无人机飞行状态展示页面展示。上述方案采用基于大数据计算引擎的B/S架构的可视化无人机飞行管理系统提供可视化动态无人机飞行信息,直观体现无人机的分布特点,给出直观、详细、动态化数据展示,提供可视化的无人机飞行态势,为无人机动态飞行管理提供可视化支持。
为了兼顾模拟数据的展示,本方案方法的服务端还包括模拟仿真模块,模拟仿真模块包括仿真参数配置模块、系统数据生成模块,网页端还包括仿真参数配置页面,用户通过仿真参数配置页面调用仿真参数配置模块配置仿真参数,系统数据生成模块结合仿真参数生成对应的仿真数据后存储至大数据架构下的数据存储模块,可视化图形模块将无人机仿真数据与可视化的图标、线型关联起来生成动态可视化仿真信息发送给无人机飞行状态展示页面展示。
本方案公开了一种无人机飞行大数据分析和可视化展示系统,可以提供全维度、全时域、全空域的数据存储与处理,结合自定义的航迹处理算法、可视化展示方法,提供更加友好的管控界面。本方案为了有效解决无人机飞控数据与大数据处理技术的结合问题,实现对飞控数据的有效分析,格式化解析等,将航迹数据、定位信息、无人机数据等进行非结构化转换,形成统一的数据格式,便于大数据处理系统分析,为有效解决可视化管理系统中海量数据造成的计算速度慢、检索困难、显示速度慢等问题,提供了基于动态处理的可视化展示方法。如图1、2所示,数据生成与处理模块重点完成无人机数据采集、数据清洗、数据检索、数据分析、数据挖掘等基础算法,包含模拟仿真系统实现对平台的健壮性测试,能够完成针对多节点、多用户、多任务的查询需求分析,测试系统响应速度、容量,资源消耗等,能够指导后期终端节点与计算平台节点关系,精确化控制系统资源消耗。系统前端主要包含系统参数配置和飞控数据显示模块,提供web服务接口,供用户配置系统各项参数,并能够将底层数据显示至前台,以给出直观、详细、动态化数据展示。
本方案主要通过利用大数据存储技术的非结构化数据存储与处理相关方法,实现对无人机飞行管控中大数据存储与展示,系统兼顾了真实数据的实时展示和模拟数据的生成与展示,即可用于无人机管控平台的处理展示,又可以做无人机管理测试的仿真平台。系统主要工作流程为:数据采集模块收集真实无人机飞行数据,通过解析不同无人机平台数据格式,提取关键信息,并将不同数据格式统一为系统定义的标准格式,然后结合非机构化数据存储技术,将海量飞行数据存储至大数据架构下的存储模块中。通过利用大数据分析技术,实现对飞控数据的综合分析、关联分析、历史数据查询等,将无人机基本数据与可视化模块的图标、线型等关联起来,最后展示在前端系统中,提供可视化的无人机飞行态势,为无人机动态飞行管理提供可视化支持。与上一流程相似,在生成仿真数据并展示的过程中,系统数据生成模块结合前端参数配置生成对应的仿真数据,最后存储至大数据存储服务器中。仿真数据的分析和展示与真实数据分析展示流程相同。
基于以上技术内容,本方案具有以下特点:⑴计算性能强,采用大数据计算引擎为数据处理的基础,结合分布式计算组件,可以实现对百万数量级轨迹的检索、计算、合并、拆分等;⑵展示效果好,能够动态展示无人机的飞行轨迹,直观体现无人机的分布特点;⑶操作配置简单,采用B/S架构,直接通过web接口就可以实现数据的推送和系统配置方案的生成。基于以上特点,本方案的基于大数据计算引擎的无人机可视化飞行管理系统及方法相比现有的同类方案具有突出的实质性特点和显著的进步。
本方案的基于大数据计算引擎的无人机可视化飞行管理系统及方法并不限于具体实施方式中公开的内容,实施例中出现的技术方案可以基于本领域技术人员的理解而延伸,本领域技术人员根据本方案结合公知常识作出的简单替换方案也属于本方案的范围。

Claims (4)

1.一种基于大数据计算引擎的无人机可视化飞行管理系统,其特征是包括服务端、网页端,所述网页端与所述服务端通信连接,
所述服务端包括数据采集模块、数据清洗模块、数据存储模块、大数据分析模块、可视化图形模块,所述数据采集模块用于采集无人机飞行数据,所述数据清洗模块用于将采集的无人机飞行数据进行数据格式结构化处理,所述数据存储模块用于非结构化数据存储,所述大数据分析模块用于综合分析、关联分析、历史查询飞控数据,所述可视化图形模块用于将飞行数据进行可视化图形展示,
所述网页端包括无人机飞行状态展示页面,所述无人机飞行状态展示页面用于展示所述服务端发送的无人机动态飞行画面。
2.根据权利要求1所述的基于大数据计算引擎的无人机可视化飞行管理系统,其特征在于,所述服务端还包括模拟仿真模块,所述模拟仿真模块包括仿真参数配置模块、系统数据生成模块,所述仿真参数配置模块用于仿真参数配置,所述系统数据生成模块用于结合仿真参数生成对应的仿真数据,所述网页端还包括仿真参数配置页面,所述仿真参数配置页面用于用户配置仿真参数。
3.一种基于大数据计算引擎的无人机可视化飞行管理方法,所述无人机可视化飞行管理方法基于无人机可视化飞行管理系统,所述无人机可视化飞行管理系统包括服务端、网页端,所述网页端与所述服务端通信连接,所述服务端包括数据采集模块、数据清洗模块、数据存储模块、大数据分析模块、可视化图形模块,所述网页端包括无人机飞行状态展示页面,其特征是包括过程:
数据采集模块收集真实无人机飞行数据,通过解析不同无人机平台数据格式提取关键信息,数据清洗模块将不同数据格式统一为系统定义的标准格式,然后结合非结构化数据存储技术,将海量飞行数据存储至大数据架构下的数据存储模块,大数据分析模块利用大数据分析技术实现对飞控数据的综合分析、关联分析、历史数据查询,可视化图形模块将无人机基本数据与可视化的图标、线型关联起来生成动态可视化信息发送给无人机飞行状态展示页面展示。
4.根据权利要求3所述的基于大数据计算引擎的无人机可视化飞行管理方法,其特征在于,所述服务端还包括模拟仿真模块,所述模拟仿真模块包括仿真参数配置模块、系统数据生成模块,所述网页端还包括仿真参数配置页面,用户通过仿真参数配置页面调用仿真参数配置模块配置仿真参数,系统数据生成模块结合仿真参数生成对应的仿真数据后存储至大数据架构下的数据存储模块,可视化图形模块将无人机仿真数据与可视化的图标、线型关联起来生成动态可视化仿真信息发送给无人机飞行状态展示页面展示。
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