CN112070285A - 一种无人机物流监控方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机物流监控方法及装置，该方法包括：基于预设的传输协议获取无人机平台的平台数据；对所述平台数据进行数据处理，以获得可视化数据；对所述可视化数据进行渲染后进行数据展示。本发明基于预设的传输协议获取无人机平台的平台数据，实现了数据的统一化传输，通过对可视化数据进行渲染后进行数据展示，可以实现针对性的渲染从而实现对无人机的实时信息进行监控。

Description

一种无人机物流监控方法及装置

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机物流监控方法及装置。

背景技术

随着电子商务的迅猛发展，“线上购物-线下配送”模式愈来愈发达，“快速、精确”投送需求更加迫切，但传统物流容易受到突发事件影响，延误率、损毁率和丢失率难以控制。此外，偏远地区运输、某些特殊场景下“非接触式投递”难度大、成本高，紧急物资难以及时送达。物流运输行业需要更加快捷、方便、现代化的手段，这为无人机物流运输提供了条件。利用无人机开展运输投送业务，除了要对物流进行必要监控以保证运输投送任务的顺利完成，还必须考虑政策法规、飞行空域申请、交通监管等诸多因素，如有不慎会导致严重的到公共安全问题。

当前的成熟物流监控系统，主要对传统物流进行监控，如“一种冷链物流可视化监控系统及方法”(专利号：CN109277121A)，针对运输车辆，使用PLC控制器和GPS定位器来进行监控，可以做到对物流运输任务的监控并保证货物的质量，但与无人机物流运输所涉及领域及场景相距较远，一些关键因素没有涉及，如无人机飞行对空域规划、气象条件、通信保障等，也无法解决无人物流中的繁琐问题。

其他无人机监控技术，大都聚焦于无人机的实时状况进行监控，如“一种飞行器实时监控及可视化展示系统”(专利号：CN106657886A)，可实现对无人机的状态监控，并可以传输实时视频，属于无人机技术领域，没有与具体的任务相结合，并且这种监控是一对一的，不适合对大规模的无人机物流运输进行全盘态势监控。

国内企业开发了基于云平台的无人机监控系统，获得了中国民用航空局飞行标准司的批准运营，但仅仅对无人机位置进行被动感知，不能对无人机进行临机控制，也没有与无人机的任务结合。

发明内容

本发明实施例提供一种无人机物流监控方法及装置，用以实现无人机的高效实时可视化监控。

第一方面，本发明实施例提供一种无人机物流监控方法，包括：

基于预设的传输协议获取无人机平台的平台数据；

对所述平台数据进行数据处理，以获得可视化数据；

对所述可视化数据进行渲染后进行数据展示。

可选的，基于预设的传输协议获取无人机平台的平台数据，包括：

基于预设的传输协议获取无人机平台通过业务系统传输的业务数据，以及，

基于预设的传输协议获取无人机平台通过视频平台传输的视频数据。

可选的，所述业务数据至少包括如下之一：主动推送数据、周期性采集数据以及规划模拟数据。

可选的，获取无人机平台的平台数据之后，还包括：

根据预设的访问接口对所述业务数据以及视频数据进行整合，以获得平台数据。

可选的，对所述平台数据进行数据处理，包括：对所述平台数据进行数据萃取，以获取视频信息；

通过分布式时间控制器对所述视频信息进行集群时间控制与数据回放控制。

可选的，对所述可视化数据进行渲染后进行数据展示之前，包括：

获取地图服务器的地图渲染数据，其中所述地图渲染数据包括地理信息以及地理模型。

可选的，对所述可视化数据进行渲染后进行数据展示，包括：

结合所述地图渲染数据对所述可视化数据进行渲染；

通过渲染后的可视化数据进行数据展示。

可选的，结合所述地图渲染数据对所述可视化数据进行渲染，包括：

对预设的渲染引擎进行初始化；

在初始化后，基于选取的渲染函数通过渲染引擎根据所述地图渲染数据和所述可视化数据生成对象实体。

可选的，对所述可视化数据进行渲染后进行数据展示之后，还包括：

根据任务需求通过所述业务系统向无人机平台发送控制指令，以对无人机进行控制。

第二方面，本发明实施例提供一种无人机物流监控装置，包括：

数据采集单元，用于基于预设的传输协议获取无人机平台的平台数据；

数据处理单元，用于对所述平台数据进行数据处理，以获得可视化数据；

渲染单元，用于对所述可视化数据进行渲染后进行数据展示。

本发明实施例基于预设的传输协议获取无人机平台的平台数据，实现了数据的统一化传输，通过对可视化数据进行渲染后进行数据展示，可以实现针对性的渲染从而实现对无人机的实时信息进行监控。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明硬件架构示意图；

图2为本发明第一实施例流程图；

图3为本发明第一实施例监控架构示意图；

图4为本发明第一实施例业务数据处理架构示意图；

图5为本发明第一实施例渲染示架构意图；

图6为本发明第一实施例渲染流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

利用无人机进行物资运输与投送业务时，整个运投的流程关键环节及约束条件多，本发明从任务的可视化监控需求入手，通过梳理任务信息，针对视频流进行专门处理，对多源数据分类处理、统计，利用计算机三维图形处理技术进行任务态势全面可视化展示，并建立低延迟的通道处理临机指令，满足应急处置的需求。

具体的硬件组成如图1所示，包括无人机平台，业务系统，视频平台，边界网关，多源数据中心以及可视化监控系统。

本发明第一实施例提供一种无人机物流监控方法，如图2所示，包括以下具体步骤：

S10、基于预设的传输协议获取无人机平台的平台数据；

S20、对所述平台数据进行数据处理，以获得可视化数据；

S30、对所述可视化数据进行渲染后进行数据展示。

本发明方法用于可视化监控系统一侧，本发明实施例基于预设的传输协议获取无人机平台的平台数据，实现了数据的统一化传输，通过对可视化数据进行渲染后进行数据展示，可以实现针对性的渲染从而实现对无人机的实时信息进行监控。

可选的，基于预设的传输协议获取无人机平台的平台数据，包括：

基于预设的传输协议获取无人机平台通过业务系统传输的业务数据，以及，

基于预设的传输协议获取无人机平台通过视频平台传输的视频数据。

具体的说，参见图1，本实施例中平台数据包括视频数据以及业务数据，业务数据来自于业务系统，经过数据分析服务器处理后送至可视化渲染集群，可根据用户需求提供全局级、区域级等各层次的任务数据的图形化展示，视频数据来自无人机飞行的实时视频平台，视频平台提供将无人机的实时信息传输到可视化系统的功能。

可选的，所述业务数据至少包括如下之一：主动推送数据、周期性采集数据以及规划模拟数据。

具体的，在本实施例中，如图1所示，无人机平台可以提供多种构型的无人机接入；业务系统为无人机物流的核心，包括计划推演、空域气象、航路规划等分系统。计划推演系统提供无人物流任务需求上报、任务分解、物资-无人机匹配、任务全流程的推演等功能；空域气象为计划推演及航路规划分系统提供空域、气象方面的支撑，辅助制定无人机飞行并保障飞行过程的安全；航路规划分系统根据空域气象条件，结合任务，规划安全高效的飞行航路。

如图3所示，为本发明实施例还设计了面向无人机物流的可视化监控的软件架构，主要包括：

应用层：面向无人运投使用，可根据具体需求定制不同的显示主题，主要功能包括任务计划类信息的显示、无人机实时数据(如飞行参数、状态)的显示、无人机视频显示、支撑辅助信息显示(地理信息、提示信息)等。

服务层：面向应用层，提供业务数据可视化服务、三维实体渲染服务、通信数据服务、地图数据服务。业务数据可视化服务是将业务数据，通过统计分析后，根据用户在界面上的选择以图表的形式显示。可结合二维地理信息和无人机传输的实时视频，动态显示任务信息。

数据层：数据层为上层提供数据支撑。可视化监控系统可以通过数据分析服务器利用TCP/UDP或Webservice等协议从多源数据中心获取业务系统传输的业务数据。本实施例中业务数据分为主动推送数据、周期性采集数据，以及规划模拟数据等。本实施例中主动推送数据一般是时效性非常强的数据，如无人机飞行时实时位置等，周期性采集数据指在一定周期内需要更新的数据，如每分钟统计无人机可用状况、每小时需要统计站点任务量等，规划模拟数据指在系统启动后用来初始化、验证各项功能模块是否正常运行的数据。

可选的，获取无人机平台的平台数据之后，还包括：

根据预设的访问接口对所述业务数据以及视频数据进行整合，以获得平台数据。

具体在本实施例中可以通过数据层完成，通过多源数据平台，将不同来源的数据汇总后，由数据库和中间件等基础软件提供统一的服务化访问接口，为服务层提供数据支撑。数据层的数据主要包括空域气象数据、计划推演数据以及与任务相关的航路规划数据。

可选的，对所述平台数据进行数据处理，包括：对所述平台数据进行数据萃取，以获取视频信息；

通过分布式时间控制器对所述视频信息进行集群时间控制与数据回放控制。

如图4所示，在利用TCP/UDP或Webservice等协议与数据中心进行数据交互，获取Json格式的业务数据后，可以通过业务数据处理模块进行数据处理、可视化显示。业务数据处理模块包括分布式时间控制器、自动数据萃取模块。分布式时间控制器主要提供数据存取控制功能与机制，包括集群时间控制、数据回放控制、实时数据驱动支持等；自动数据萃取模块针对数据特点，提供具体的数据处理功能，包括多源数据接入支持、增量式自动数据萃取、实时数据转换萃取等。比如，无人机实时视频的接入显示，利用自动数据萃取模块的增量式自动数据萃取功能，获取视频信息；利用分布式时间控制器的集群时间控制与数据回放控制功能，可以将视频快速高效传输、存储、回放。

可选的，对所述可视化数据进行渲染后进行数据展示之前，包括：

获取地图服务器的地图渲染数据，其中所述地图渲染数据包括地理信息以及地理模型。

具体的说，如图1所示，本发明的数据接入主要有3个来源，业务数据来自于业务系统，经过数据分析服务器处理后送至可视化渲染集群，可根据用户需求提供全局级、区域级等各层次的任务数据的图形化展示；视频数据来自无人机飞行的实时视频平台；地图渲染数据源于地图服务器，为可视化监控系统提供地图数据支撑。

为了提升人机交互效果，让用户对整体态势全面掌握提高无人机可视化监控的效果，本实施例中进一步从地图服务器获取地图渲染数据，地图渲染数据包括地理信息以及地理模型，更为具体的，地理信息以及地理模型可以是三维地理信息和三维模型，通过处理之后即可完成三维地理信息可视化与三维模型可视化。

可选的，对所述可视化数据进行渲染后进行数据展示，包括：

结合所述地图渲染数据对所述可视化数据进行渲染；

通过渲染后的可视化数据进行数据展示。

具体的说，如图5所示，本实施例以完成三维地理信息可视化与三维模型可视化为例进行举例说明：

三维地理信息可视化针对某个区域(如高原、山地等环境)，读取地理高程数据并显示；三维模型可视化是针对要显示的模型(如航线周边的建筑物)与实体模型(如多旋翼无人机、固定翼无人机)，采用预设的渲染方法快速渲染并采用内存数据管理机制来更新。

在实际应用中需要把地理信息、地图数据与可视化数据进行合成显示，比如将某街道、建筑物或无人机模型根据其坐标位置显示与某个区域的地图上。

结合所述地图渲染数据对所述可视化数据采用预设渲染方法进行渲染，包括：

对预设的渲染引擎进行初始化；

在初始化后，基于选取的渲染函数通过渲染引擎根据所述地图渲染数据和所述可视化数据生成对象实体。

具体地说，在加载完成对应的模块后，进行函数调用，然后根据所调用的函数进行三维引擎初始化，接着基于选取的渲染函数通过渲染引擎根据地图渲染数据和可视化数据生成对象实体，如果初始化失败，则结束本次渲染，防止阻塞其他对象的渲染。

进一步，在场景缩放时，本实施例中可以根据缩放比例进行隐藏、显示，为提高显示效率，采用内存数据管理机制来进行三维对象的更新。其过程是：将三维模型初始化并显示后，设置全局对象计数器数组，数组容量根据内存大小灵活设置。在后续的隐藏、显示过程中，对三维对象调用次数进行计数、排序，将最常用的实体对象驻留在内存中，再进行显示转换时可以快速的读取，提高显示效率。

可选的，对所述可视化数据进行渲染后进行数据展示之后，还包括：

根据任务需求通过所述业务系统向无人机平台发送控制指令，以对无人机进行控制。

具体的说，本发明方法还可以根据任务需求，通过操作控制终端，可以向业务系统发送指令从而在必要时对无人机进行应急控制。

综上，本发明方法采用分层架构，应用层可以根据需求定制显示主题；在服务层，由通信传输功能与三维渲染功能分开，开发了专门的通信模块来处理信息交互；数据层可以选择数据源；实现了高内聚/松耦合的效果。在三维渲染方面，地理环境信息显示与三维显示分离，采用地图服务器负责地理环境信息显示，三维渲染模块负责三维模型的渲染与显示。

本发明方法采用三维图形处理技术与高效数据通信传输与存取控制方法，将物流系统业务数据、无人机实时飞行位置、视频数据，与地理信息、无人机模型等结合起来进行可视化显示，提供了一种针对无人机物流的有效全面的可视化监控手段，满足通信低延迟传输、应急处置控制要求，支持突发事件应急运输和非接触投递等任务的高效完成。

第二方面，本发明实施例提供一种无人机物流监控装置，包括：

数据采集单元，用于基于预设的传输协议获取无人机平台的平台数据；

数据处理单元，用于对所述平台数据进行数据处理，以获得可视化数据；

渲染单元，用于对所述可视化数据进行渲染后进行数据展示。

本发明方法用于可视化监控系统一侧，如图1所示，本发明实施例数据采集单元、数据处理单元可以设置在数据分析服务器中，数据采集单元用于基于预设的传输协议获取无人机平台的平台数据，由此实现了数据的统一化传输，渲染单元可以设置在对应的渲染机中，通过对可视化数据进行渲染后进行数据展示，可以实现针对性的渲染从而实现对无人机的实时信息进行监控。

具体的说，参见图1，本实施例中平台数据包括视频数据以及业务数据，业务数据来自于业务系统，经过数据分析服务器处理后送至可视化渲染集群，可根据用户需求提供全局级、区域级等各层次的任务数据的图形化展示，视频数据来自无人机飞行的实时视频平台，视频平台提供将无人机的实时信息传输到可视化系统的功能。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种无人机物流监控方法，其特征在于，包括：

基于预设的传输协议获取无人机平台的平台数据；

对所述平台数据进行数据处理，以获得可视化数据；

对所述可视化数据进行渲染后进行数据展示。

2.如权利要求1所述的无人机物流监控方法，其特征在于，基于预设的传输协议获取无人机平台的平台数据，包括：

基于预设的传输协议获取无人机平台通过业务系统传输的业务数据，以及，

基于预设的传输协议获取无人机平台通过视频平台传输的视频数据。

3.如权利要求2所述的无人机物流监控方法，其特征在于，所述业务数据至少包括如下之一：主动推送数据、周期性采集数据以及规划模拟数据。

4.如权利要求2所述的无人机物流监控方法，其特征在于，获取无人机平台的平台数据之后，还包括：

根据预设的访问接口对所述业务数据以及视频数据进行整合，以获得平台数据。

5.如权利要求1所述的无人机物流监控方法，其特征在于，对所述平台数据进行数据处理，包括：对所述平台数据进行数据萃取，以获取视频信息；

通过分布式时间控制器对所述视频信息进行集群时间控制与数据回放控制。

6.如权利要求1所述的无人机物流监控方法，其特征在于，对所述可视化数据进行渲染后进行数据展示之前，包括：

获取地图服务器的地图渲染数据，其中所述地图渲染数据包括地理信息以及地理模型。

7.如权利要求6所述的无人机物流监控方法，其特征在于，对所述可视化数据进行渲染后进行数据展示，包括：

结合所述地图渲染数据对所述可视化数据进行渲染；

通过渲染后的可视化数据进行数据展示。

8.如权利要求7所述的无人机物流监控方法，其特征在于，结合所述地图渲染数据对所述可视化数据进行渲染，包括：

对预设的渲染引擎进行初始化；

在初始化后，基于选取的渲染函数通过渲染引擎根据所述地图渲染数据和所述可视化数据生成对象实体。

9.如权利要求2-4任一项所述的无人机物流监控方法，其特征在于，对所述可视化数据进行渲染后进行数据展示之后，还包括：

根据任务需求通过所述业务系统向无人机平台发送控制指令，以对无人机进行控制。

10.一种无人机物流监控装置，其特征在于，包括：

数据采集单元，用于基于预设的传输协议获取无人机平台的平台数据；

数据处理单元，用于对所述平台数据进行数据处理，以获得可视化数据；

渲染单元，用于对所述可视化数据进行渲染后进行数据展示。

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