CN111717387A - 一种无人机飞行故障后的定位系统及无人机系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种无人机飞行故障后的定位系统及无人机系统，其中无人机飞行故障后的定位系统包括：定位与预警装置、外部控制设备和远端集控设备，定位与预警装置安装在无人机上；其中，定位与预警装置用于判断自身是否启动预警模式；若自身启动预警模式，则建立与外部控制设备和远端集控设备的连接，并获取无人机的位置信息；外部控制设备用于接收定位与预警装置发送的所述无人机的位置信息；远端集控设备用于接收无人机的位置信息。本发明实施例提供的技术方案提高了找寻无人机的效率和概率，并保证了操作人员找寻过程中的安全。

Description

一种无人机飞行故障后的定位系统及无人机系统

技术领域

本发明实施例涉及定位技术领域，尤其涉及一种无人机飞行故障后的定位系统及无人机系统。

背景技术

无人机在电力输电线路巡检越来越普及，但是由于无人机自身的质量问题、人员不当操控、遭遇强信号干扰及突发大风，飞行中的无人机易失去控制发生坠毁，坠毁后无人机与遥控器失去连接，操控人员无法知晓无人机坠落的准确地点，开展找寻无人机工作极其困难。

现有无人机故障丢失后找寻通常采取的方法是由现场操控人员根据无人机最后的GPS位置信息结合经验判断无人机坠落的大概地方，进而开展大范围查找。但是电网输电线路往往建设在崇山峻岭之上，人员如果开展盲目的找寻，工作极耗人力同时也不利于人身安全，并且找寻的效率低，降低了找到无人机的概率。

发明内容

本发明实施例提供了一种无人机飞行故障后的定位系统及无人机系统，以提高找寻无人机的效率和概率，保证操作人员的安全。

第一方面，本发明实施例提供了一种无人机飞行故障后的定位系统，包括：定位与预警装置、外部控制设备和远端集控设备，所述定位与预警装置安装在无人机上；其中，

所述定位与预警装置，用于判断自身是否启动预警模式；若自身启动预警模式，则建立与所述外部控制设备和所述远端集控设备的连接，并获取无人机的位置信息；

所述外部控制设备，用于接收所述定位与预警装置发送的所述无人机的位置信息；

所述远端集控设备，用于接收所述无人机的位置信息。

可选的，所述定位与预警装置判断自身是否启动预警模式包括：

判断所述定位与预警装置与所述无人机之间的通信是否已断开；

若断开，则所述定位与预警装置启动所述预警模式；

若未断开，则所述定位与预警装置不启动所述预警模式。

可选的，所述定位与预警装置建立与所述外部控制设备和所述远端集控设备的连接包括：

所述定位与预警装置通过中远距离点对点通信建立与所述外部控制设备的连接，并通过公网通信建立与所述远端集控设备的连接。

可选的，所述定位与预警装置，还用于判断自身与所述远端集控设备的连接是否建立成功；

若建立成功，则所述远端集控设备接收所述无人机的位置信息包括：所述远端集控设备接收所述定位与预警装置发送的所述位置信息；

若建立失败，则所述远端集控设备接收所述无人机的位置信息包括：所述远端集控设备接收所述外部控制设备发送的所述位置信息。

可选的，所述远端集控设备，还用于根据所述位置信息，生成并向所述外部控制设备发送最优线路信息，所述最优线路信息为从所述外部控制设备到所述无人机的最优路线；

所述外部控制设备，还用于接收所述最优线路信息。

可选的，所述远端集控设备生成最优线路信息包括：

所述远端集控设备调取输电GIS系统三维影像地图；

所述远端集控设备根据所述三维影像地图计算并规划得到所述最优线路信息。

可选的，所述外部控制设备，还用于获取无人机故障类型信息，并向所述远端集控设备发送所述无人机故障类型信息；

所述远端集控设备，还用于接收所述无人机故障类型信息。

可选的，所述外部控制设备获取无人机故障类型信息包括：

所述外部控制设备获取自身与所述无人机断开通信的第一时间信息和接收到所述位置信息的第二时间信息；

所述外部控制设备根据所述第一时间信息和所述第二时间信息，分析得到所述无人机故障类型信息。

可选的，所述无人机故障类型信息分为无人机故障和操作故障；

当所述第一时间信息和所述第二时间信息的时间差大于预设时间时，所述无人机故障类型信息为所述操作故障；

当所述第一时间信息和所述第二时间信息的时间差小于或者等于预设时间时，所述无人机故障类型信息为所述无人机故障。

第二方面，本发明实施例提供了一种无人机飞行系统，包括无人机，以及如上述第一方面中任一所述的无人机飞行故障后的定位系统。

本发明实施例提供了一种无人机飞行故障后的定位系统及无人机系统，其中无人机飞行故障后的定位系统包括：定位与预警装置、外部控制设备和远端集控设备，定位与预警装置安装在无人机上；其中，定位与预警装置用于判断自身是否启动预警模式；若自身启动预警模式，则建立与外部控制设备和远端集控设备的连接，并获取无人机的位置信息；外部控制设备用于接收定位与预警装置发送的所述无人机的位置信息；远端集控设备用于接收所述无人机的位置信息。本发明实施例提供的技术方案通过定位与预警装置判断自身是否启动预警模式，若自身启动预警模式，则通过双通信的方式建立与外部控制设备和远端集控设备的连接，并获取无人机的位置信息，提高了找寻无人机的效率和概率，保证了操作人员的安全。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种无人机飞行故障后的定位系统的结构框图；

图2是本发明实施例四提供的一种无人机飞行故障后的定位方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

本发明实施例提供了一种无人机飞行故障后的定位系统，图1是本发明实施例一提供的一种无人机飞行故障后的定位系统的结构框图，参考图1，定位系统包括：定位与预警装置10、外部控制设备20和远端集控设备30，定位与预警装置10安装在无人机1上；其中，

定位与预警装置10，用于判断自身是否启动预警模式；若自身启动预警模式，则建立与外部控制设备20和远端集控设备30的连接，并获取无人机1的位置信息；

外部控制设备20，用于接收定位与预警装置10发送的无人机的位置信息；

远端集控设备30，用于接收无人机1的位置信息。

具体的，在无人机1本体之上装载一种定位及预警装置10，独立于无人机1自身的GPS定位系统。定位与预警装置10与无人机1电连接，当无人机1启动后会发出电信号并通过与定位与预警装置10的电连接输出给定位与预警装置10。定位与预警装置10自身具备电源模块，通过电源模块提供自身工作所需的电压。在无人机1飞行前，启动定位与预警装置10使其处于工作模式，使其根据接收到的电信号判断自身是否启动预警模式。若自身启动预警模式，定位与预警装置10则建立与外部控制设备20和远端集控设备30的连接，并获取无人机1的位置信息。同时定位及预警装置10还会自动开启声光报警，使现场操控人员易于发现无人机1的所在位置。无人机1飞行故障后的定位系统还包括外部控制设备20和远端集控设备30。外部控制设备20用于接收定位与预警装置10发送的无人机1的位置信息；远端集控设备20用于接收无人机1的位置信息，远端集控设备30接收到的无人机1的位置信息来自于定位与预警装置10和/或外部控制设备20。其中，外部控制设备20为现场操控人员的遥控设备，远端集控设备30是为统一管理无人机机群建立的集控中心。

本发明实施例提供的无人机飞行故障后的定位系统包括：定位与预警装置、外部控制设备和远端集控设备，定位与预警装置安装在无人机上；其中，定位与预警装置用于判断自身是否启动预警模式；若自身启动预警模式，则建立与外部控制设备和远端集控设备的连接，并获取无人机的位置信息外部控制设备，用于接收定位与预警装置发送的无人机的位置信息；远端集控设备用于接收无人机的位置信息。本实施例提供的技术方案通过在无人机本体上装载一种独立于无人机自身的GPS定位系统的定位及预警装置，在无人机坠毁掉电GPS定位系统无法获取位置信息的情况下，通过定位及预警装置仍能够与现场操控人员实现位置共享并启动声光报警，同时使远端集控设备收到位置信息，提高了找寻无人机的效率和概率，保证了操作人员的安全。

实施例二

本发明实施例提供了一种无人机飞行故障后的定位系统，在上述实施例一的基础上，本发明实施例对定位与预警装置、远端集控设备和接外部控制设备的工作方式以及三者之间的关系进行了补充和细化，请继续参考图1。

可选的，定位与预警装置10判断自身是否启动预警模式包括：

判断定位与预警装置10与无人机1之间的通信是否已断开；

若断开，则定位与预警装置10启动预警模式；

若未断开，则定位与预警装置10不启动预警模式。

具体的，定位与预警装置10与无人机1电连接，无人机1启动后会发出电信号并通过与定位与预警装置10电连接的线路输出给定位与预警装置10。定位与预警装置10判断自身是否启动预警模式具体为通过判断自身与无人机1之间的通信是否已断开确定。若无人机1发生故障坠失后，无人机1停止工作，此时没有电信号从无人机1传输给定位与预警装置10，即定位与预警装置10与无人机1之间的通信已断开，则定位与预警装置10启动预警模式。若无人机1正常工作时，此时有电信号从无人机1传输给定位与预警装置10，即定位与预警装置10与无人机1之间的通信没有断开，则定位与预警装置10不启动预警模式。当定位与预警装置10启动预警模式后，会自动开启声光报警，以使现场操控人员易于发现无人机1的丢失位置。同时还会建立与外部控制设备20和远端集控设备30的连接，并获取无人机1的位置信息。

可选的，定位与预警装置10建立与外部控制设备20和远端集控设备30的连接包括：

定位与预警装置10通过中远距离点对点通信建立与外部控制设备20的连接，并通过公网通信建立与远端集控设备30的连接。

具体的，定位与预警装置10启动预警模式后，会启动双通信模式。双通信模式包括全网通模式和中远距离点对点通信模式。定位与预警装置10通过双通信模式与外部控制设备20和远端集控设备30建立联系连接。具体为定位与预警装置10通过中远距离点对点通信建立与外部控制设备20的连接，通过公网通信建立与远端集控设备30的连接。其中，中远距离点对点通信是指实现网内任意两个用户之间的信息交换，定位与预警装置10收到带有点对点通信标识信息的数据后，比较系统号和地址码，系统号和地址码都与本地相符时，将数据传送到现场操控人员的外部控制设备20，中远距离点对点通信覆盖的范围可以达到10km。公网通信是指普通电路交换网，即现在的网通、电信和铁通等架设的骨干及分支网络，例如4G网。

可选的，定位与预警装置10还用于判断自身与所述远端集控设备30的连接是否建立成功；

若建立成功，则远端集控设备30接收无人机1的位置信息包括：远端集控设备30接收定位与预警装置10发送的位置信息；

若建立失败，则远端集控设备30接收无人机1的位置信息包括：远端集控设备30接收外部控制设备20发送的位置信息。

具体的，定位与预警装置10建立与外部控制设备20和远端集控设备30的连接后，还用于判断自身与远端集控设备30的连接是否建立成功。若无人机1故障后坠落的位置满足实现公网通信条件，例如具有4G网，则定位与预警装置10通过公网与远端集控设备30通信连接成功，远端集控设备30接收无人机的位置信息为远端集控设备30直接接收定位与预警装置10发送的位置信息。若无人机1故障后坠落的位置不能实现公网通信，例如无人机1在野外作业不具备4G网条件时，定位与预警装置10通过公网与远端集控设备30通信连接失败。此时，远端集控设备30接收无人机1的位置信息为接收外部控制设备20发送的位置信息，即定位与预警装置10通过中远距离点对点通信将无人机1的位置信息发送给外部控制设备20，外部控制设备20接收到无人机的位置信息后会同步到远端集控设备30。通过双通信的方式建立与外部控制设备20和远端集控设备30的连接，保证了远端集控设备30获取无人机1的位置信息，进一步的提高了找寻无人机1的效率和概率，保证了操作人员的安全。

可选的，远端集控设备30还用于根据位置信息生成并向外部控制设备20发送最优线路信息，最优线路信息为从外部控制设备20到无人机1的最优路线；

外部控制设备20还用于接收最优线路信息。

具体的，远端集控设备30接收到定位与预警装置10或外部控制设备20发送的无人机1位置信息后，远端集控设备30还可以根据位置信息生成并向外部控制设备20发送最优线路信息，最优线路信息包括从外部控制设备20到无人机1的最优路线。外部控制设备20接收到最优线路信息后反馈给现场操控人员，现场操控人员根据最优线路信息可以快速安全的找到无人机1丢失的具体位置。

可选的，远端集控设备30生成最优线路信息包括：远端集控设备30调取输电GIS系统三维影像地图；远端集控设备30根据三维影像地图计算并规划得到最优线路信息。GIS全名为地理信息系统，又称为“地学信息系统”。它是一种特定的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。远端集控设备30根据接收到的无人机位置的坐标点即位置信息，并通过调取输电GIS系统三维影像地图计算并规划得到现场操控人员到达无人机1坠落位置的最优线路信息，远端集控设备30将最优线路信息发送给外部控制设备20。

本发明实施例提供的无人机飞行故障后的定位系统，包括定位与预警装置、外部控制设备和远端集控设备，定位与预警装置安装在无人机上。本发明实施例对定位与预警装置、远端集控设备和接外部控制设备的工作方式以及三者之间的关系进行了补充和细化。通过双通信的方式建立与外部控制设备和远端集控设备的连接，保证了远端集控设备获取无人机的位置信息，另外集控中心收到无人机故障及地点信息后，经由输电线路GIS系统调取操控人员及无人机坠落地点高清影像三维地图，自动采用最优路径算法绘制找寻路径，并推送至操控人员，操控人员按图索骥，即节约了人力又可确保人身安全。

实施例三

本发明实施例提供了一种无人机飞行故障后的定位系统，在上述实施例的基础上，本发明实施例中的外部控制设备还用于获取无人机故障类型信息，远端集控设备还用于接收无人机故障类型信息，请继续参考图1。

可选的，外部控制设备20获取无人机1故障类型信息包括：

外部控制设备20获取自身与无人机1断开通信的第一时间信息和接收到位置信息的第二时间信息；

外部控制设备20根据第一时间信息和第二时间信息，分析得到无人机故障类型信息。

具体的，外部控制设备20会自动记录对无人机1的遥控信息，包括对无人机1遥控的起始时间和断开对无人机1遥控信号的终止时间。外部控制设备20在接收到无人机1位置信息的同时也会记录接收到无人机1位置信息的时间。即外部控制设备20断开对无人机1遥控信号的终止时间包含第一时间信息，外部控制设备20记录接收到无人机1位置信息的时间包含第二时间信息。外部控制设备20根据第一时间信息和第二时间信息，可以分析得到无人机故障类型信息。

可选的，无人机故障类型信息分为无人机故障和操作故障；

当第一时间信息和第二时间信息的时间差大于预设时间时，无人机故障类型信息为操作故障；

当第一时间信息和第二时间信息的时间差小于或者等于预设时间时，无人机故障类型信息为所述无人机故障。

具体的，无人机故障类型信息分为无人机故障和操作故障。无人机故障是指无人机由于自身质量原因导致无人机故障坠落丢失，操作故障是指由于现场操控人员操控不当使无人机1飞离遥控范围导致无人机1故障坠落丢失。若外部控制设备20记录到的第一时间信息和第二时间信息的时间差大于预设时间时，则无人机故障类型信息为操作故障。无人机1先与外部控制设备20断开遥控信号，飞行一定时间后无人机1坠落丢失，无人机1坠落后断开与定位与预警装置10的电连接，此时定位与预警装置10向外部控制设备20发送无人机1的位置信息，外部控制设备20记录到的第一时间信息和第二时间信息的时间差大于预设时间，则可判断无人机故障类型信息为操作故障。若外部控制设备20记录到的第一时间信息和第二时间信息的时间差小于或者等于预设时间时，无人机故障类型信息为无人机故障。无人机1由于自身质量原因导致坠落，坠落后会断开与外部控制设备20的遥控信号以及与定位与预警装置10之间的电连接，即外部控制设备20记录到的第一时间信息和第二时间信息的时间差小于或者等于预设时间，可判断无人机故障类型信息为无人机故障。

本发明实施例提供的无人机飞行故障后的定位系统，本发明实施例中的外部控制设备还用于获取无人机故障类型信息，远端集控设备还用于接收无人机故障类型信息。通过外部控制设备获取自身与无人机断开通信的第一时间信息和接收到位置信息的第二时间信息，进而分析得到无人机故障类型信息，从而便于现场操控人员和远端集控设备了解无人机的故障类型。

实施例四

根据上述实施例提供的无人机飞行故障后的定位系统，本发明实施例提供了一种无人机飞行故障后的定位方法，图2是本发明实施例四提供的一种无人机飞行故障后的定位方法的流程图，参考图2，定位方法包括：

S10、电连接定位与预警装置与无人机。

S20、判断定位与预警装置与无人机之间的通信是否已断开；若断开，则定位与预警装置启动预警模式并进行声光报警。

S30、通过中远距离点对点通信建立定位与预警装置与外部控制设备的连接，并通过公网通信建立定位与预警装置与远端集控设备的连接。

S40、获取无人机位置信息。

S50、向外部控制设备和远端集控设备发送无人机的位置信息。

S60、通过远端集控设备根据无人机的位置信息向外部控制设备发送最优线路信息。

可选的，向外部控制设备和远端集控设备发送无人机的位置信息前还包括：

判断定位与预警装置获取与远端集控设备的连接是否建立成功；

若建立成功，则远端集控设备接收无人机的位置信息包括：远端集控设备接收定位与预警装置发送的位置信息；

若建立失败，则远端集控设备接收无人机的位置信息包括：远端集控设备接收外部控制设备发送的所述位置信息。

可选的，无人机飞行故障后的定位方法还包括：

通过外部控制设备获取自身与无人机断开通信的第一时间信息和接收到所述位置信息的第二时间信息；

根据第一时间信息和第二时间信息分析得到无人机故障类型信息；

通过外部控制设备向远端集控设备发送无人机故障类型信息。

本发明实施例提供的无人机飞行故障后的定位方法，在无人机本体之上装载一种定位及预警装置，独立于无人机自身的GPS定位系统，在无人机坠毁掉电无位置信息的情况下，定位及预警装置仍能与现场操控人员实现位置共享并启动声光报警。远端集控设备收到无人机故障及地点信息后，经由输电线路GIS系统调取操控人员及无人机坠落地点高清影像三维地图，自动采用最优路径算法绘制找寻路径，并推送至操控人员的外部控制设备，操控人员按图索骥，即节约了人力又可确保人身安全。

实施例五

本发明实施例提供了一种无人机飞行系统，包括无人机，以及如上述任一实施例所述的无人机飞行故障后的定位系统，具有相同的技术效果，这里不再赘述。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种无人机飞行故障后的定位系统，其特征在于，包括：定位与预警装置、外部控制设备和远端集控设备，所述定位与预警装置安装在无人机上；其中，

所述定位与预警装置，用于判断自身是否启动预警模式；若自身启动预警模式，则建立与所述外部控制设备和所述远端集控设备的连接，并获取无人机的位置信息；

所述外部控制设备，用于接收所述定位与预警装置发送的所述无人机的位置信息；

所述远端集控设备，用于接收所述无人机的位置信息。

2.根据权利要求1所述的无人机飞行故障后的定位系统，其特征在于，所述定位与预警装置判断自身是否启动预警模式包括：

判断所述定位与预警装置与所述无人机之间的通信是否已断开；

若断开，则所述定位与预警装置启动所述预警模式；

若未断开，则所述定位与预警装置不启动所述预警模式。

3.根据权利要求1所述的无人机飞行故障后的定位系统，其特征在于，所述定位与预警装置建立与所述外部控制设备和所述远端集控设备的连接包括：

所述定位与预警装置通过中远距离点对点通信建立与所述外部控制设备的连接，并通过公网通信建立与所述远端集控设备的连接。

4.根据权利要求1所述的无人机飞行故障后的定位系统，其特征在于，所述定位与预警装置，还用于判断自身与所述远端集控设备的连接是否建立成功；

若建立成功，则所述远端集控设备接收所述无人机的位置信息包括：所述远端集控设备接收所述定位与预警装置发送的所述位置信息；

若建立失败，则所述远端集控设备接收所述无人机的位置信息包括：所述远端集控设备接收所述外部控制设备发送的所述位置信息。

5.根据权利要求1或4所述的无人机飞行故障后的定位系统，其特征在于，所述远端集控设备，还用于根据所述位置信息，生成并向所述外部控制设备发送最优线路信息，所述最优线路信息为从所述外部控制设备到所述无人机的最优路线；

所述外部控制设备，还用于接收所述最优线路信息。

6.根据权利要求5所述的无人机飞行故障后的定位系统，其特征在于，所述远端集控设备生成最优线路信息包括：

所述远端集控设备调取输电GIS系统三维影像地图；

所述远端集控设备根据所述三维影像地图计算并规划得到所述最优线路信息。

7.根据权利要求1所述的无人机飞行故障后的定位系统，其特征在于，所述外部控制设备，还用于获取无人机故障类型信息，并向所述远端集控设备发送所述无人机故障类型信息；

所述远端集控设备，还用于接收所述无人机故障类型信息。

8.根据权利要求7所述的无人机飞行故障后的定位系统，其特征在于，所述外部控制设备获取无人机故障类型信息包括：

所述外部控制设备获取自身与所述无人机断开通信的第一时间信息和接收到所述位置信息的第二时间信息；

所述外部控制设备根据所述第一时间信息和所述第二时间信息，分析得到所述无人机故障类型信息。

9.根据权利要求8所述的无人机飞行故障后的定位系统，其特征在于，所述无人机故障类型信息分为无人机故障和操作故障；

当所述第一时间信息和所述第二时间信息的时间差大于预设时间时，所述无人机故障类型信息为所述操作故障；

当所述第一时间信息和所述第二时间信息的时间差小于或者等于预设时间时，所述无人机故障类型信息为所述无人机故障。

10.一种无人机飞行系统，其特征在于，包括无人机，以及如权利要求1-9中任一所述的无人机飞行故障后的定位系统。

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