CN112561747A - 无人机位置识别装置及方法 - Google Patents

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Abstract

提供无人机位置识别装置以及方法。该装置用于识别无人机的位置，其包括：发电部，利用由所述无人机产生的下降气流来生成电力；显示部，通过由所述发电部生成的电力来运行，并显示所述无人机是否位于预定范围内；以及处理器，通过由所述发电部生成的电力来运行，并控制所述显示部的运行。

Description

无人机位置识别装置及方法
技术领域
本发明涉及用于识别无人机位置的装置及方法，更加详细地为了进行无人机操纵考试而用于识别无人机位置的装置及方法。
背景技术
无人机(drone)作为无需驾驶员乘坐，就能够通过无线通信进行飞行及操纵的飞行器，还被称为无人驾驶飞行器(UAV：Unmanned Aerial Vehicle)。过去无人机常用于军用及爱好用，但是最近随着应用于防灾、运输、影像制作等各种领域，对无人机操纵资格证的需求正在激增。
用于取得无人机操纵资格证的考试以评估圆周飞行、三角飞行、悬停飞行等各种飞行技法的方式来进行。但是，目前，飞行考场为了评估这种飞行技法，如图1所示，使用在锥100的上侧附着有掸子105的原始形态的位置识别教具。因此，在无人机操纵考试中，关于悬停飞行的评估，采用当无人机150位于位置识别教具的半径50cm内时用肉眼来判断掸子105是否摇晃的方式。由于这种无人机操作资格考试的评估方式随着评估人与位置识别教具之间的距离越远，评估者越难以准确识别无人机150的位置，影响评估结果的可靠性和公正性。
发明内容
技术问题
本发明的技术问题是提供无人机位置识别装置以及方法，以低费用也可以简便且准确地识别无人机的位置。
本发明的另一技术问题是提供一种无人机操纵考试评估系统，可提高无人机操纵考试的可靠性和公正性。
技术方案
根据本发明的一实施方式，无人机位置识别装置，用于识别无人机的位置，其包括：发电部，利用由所述无人机产生的下降气流来生成电力；显示部，通过由所述发电部生成的电力来运行，并显示所述无人机是否位于预定范围内；以及处理器，通过由所述发电部生成的电力来运行，并控制所述显示部的运行。
根据一方面，所述显示部可包括至少一个发光器件。
根据另一方面，当所述无人机在所述预定范围内滞留预定时间以上时，所述处理器控制所述显示部以显示信号。
根据另一方面，可进一步包括通信部，其通过无线通信网与考试评估装置进行通信，当所述无人机在所述规定范围内滞留预定时间以上时，所述处理器能够进行控制以使所述位置识别装置的识别信息通过所述通信部传送到所述考试评估装置。
根据另一方面，所述发电部可包括：至少一个旋转翼，通过所述下降流来旋转；以及发电机，利用所述至少一个旋转翼的旋转力来生成所述电力。
根据另一方面，所述发电部可进一步包括防风部，该防风部位于所述至少一个旋转翼的外侧，用于阻断由位于所述预定范围外的无人机产生的下降气流。
根据另一方面，所述发电部可进一步包括制动部，该制动部可调节所述至少一个旋转翼的旋转时间以及旋转速度中的至少一个。
根据另一方面，当经过预定时间时，所述处理器可进行控制以使所述制动部被驱动。
根据本发明的另一实施方式，提供无人机操纵考试评估系统，用于提供关于无人机操纵考试的评估结果，其包括：至少一个位置识别装置，通过由无人机产生的下降气流来生成电力，并通过所述电力来运行，从而显示所述无人机是否位于预定范围内；以及考试评估装置，基于从所述位置识别装置接收的无线通信信号，提供关于所述无人机操纵考试的评估结果，当所述无人机相对于相应位置识别装置在预定范围内滞留预定时间以上时，所述至少一个位置识别装置将所述无线通信信号传送到所述考试评估装置。
根据本发明的又一实施方式，无人机位置识别方法使用位置识别装置识别无人机的位置，其包括如下步骤：利用由所述无人机产生的下降气流来生成电力；基于所述电力，并利用至少一个发光器件来显示所述无人机是否位于预定范围内；以及当所述无人机在所述预定范围内滞留预定时间以上时，基于所述电力，控制所述至少一个发光器件的运行。
发明效果
根据本发明，由于在位置识别装置的运行中无需额外的电源，因此在供电问题上自由，并且能够方便在无人机操纵考场配置位置识别装置，并简便且准确地识别无人机的位置。
另外，根据本发明，在无人机操纵考试评估时，无需利用肉眼也能准确判断无人机的飞行路径是否合适。
附图说明
图1是示出在现有的无人机操纵考试评估时所使用的位置识别教具的图。
图2是示出本发明的一实施例的位置识别装置的框图。
图3是示出本发明的一实施例的位置识别装置的示例图。
图4是示出本发明的一实施例的无人机操纵考试评估系统的框图。
图5是示出本发明的另一实施例的无人机操纵考试评估系统的框图。
图6是示出本发明的一实施例的位置识别方法的流程图。
附图标记
300：位置识别教具
310：旋转翼
320：防风部
330：发光器件
450：无人机
具体实施方式
本发明可施加各种变更并可具有各种实施例，拟将特定实施例示例于附图并且具体实施方式中进行说明。本发明并非限定于特定实施方式，并且涵盖落入本发明的思想及技术范围的所有变更、等同物以及替代物。在参照各个附图进行说明的过程中，对相似的构成相同要素，使用了相似的附图标记。
在本说明书中，“第一”、“第二”、“A”、“B”等术语可用于说明各种构成要素，但是所述构成要素并非限定于所述术语。所述术语仅用于区分一个构成要素与另一个构成要素。例如，在不脱离本发明的权利范围的情况下，第一构成要素可被命名为第二构成要素，第二构成要素也可被命名为第一构成要素。并且，术语“及/或”包括多个被关联记载的项目的组合或多个被关联记载的项目中的某一项目。
应当理解，当提及某一构成要素与其他构成要素“连接”或“接触”时，这不仅包括与其他构成要素直接连接或接触的情况，还可以包括在其中间存在其他构成要素的情况。反之，当提及某一构成要素与其他构成要素“直接连接”或“直接接触”时，应理解为其中间不存在其他构成要素。
本说明书中使用的术语只是为了说明特定的实施例而使用，并非旨在限定本发明。除非上下文另有明确规定，否则单数的表达包括复数的表达。应当理解，在本说明书中，“包括”或“具有”等术语用于指定存在说明书中所记载的特征、数字、步骤、操作、构成要素、部件或其组合，并非预先排除一个或其以上的其他特征、数字、步骤、操作、构成要素、部件或其组合的存在或附加可能性。
除非另有定义，在说明书中所使用的包括技术术语或科学术语的术语具有与本领域技术人员一般所理解的相同的含义。诸如在常用词典中所定义的术语，应被解释为与相关技术的上下文所具有的含义一致的含义，未在本说明书中明确定义的情况下，不能被解释为理想的或过于形式的含义。
以下，将参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
图2是示出本发明的一实施例的位置识别装置的框图，图3是示出本发明的一实施例的位置识别装置的示例图。
首先，参照图2，本发明的一实施例的位置识别装置200包括发电部210、处理器220以及显示部230。
发电部210能够通过由无人机产生的下降气流来生成电力。
处理器220能够通过由发电部210生成的电力来运行，并控制显示部230的运行。
显示部230能够通过由发电部210生成的电力来运行，并显示无人机是否位于预定范围内。
作为一实施例，如图3所示，本发明的位置识别装置可以位于用于无人机操纵考试的位置识别教具300或实现为与位置识别教具300类似的形态。并且，图3中，作为一例，示出位置识别装置位于锥(cone)形态的位置识别教具300的情况，但是位置识别教具300以及/或者位置识别装置可以实现为能够被人识别的各种形态。
图3的实施例中，发电部210包括：至少一个旋转翼310；以及发电机(未图示)，与至少一个旋转翼310连接并利用旋转翼310的旋转力来生成电力。至少一个旋转翼310位于位置识别教具300的上侧，通过由无人机350产生的下降气流来旋转。发电机可以位于至少一个旋转翼310的下侧，为了防止由于异物质的插入而减少旋转力(或者转数)或降低考试评估结果的可靠性的情况，可以位于位置识别教具300的内侧。
另一方面，至少一个旋转翼310的外侧可以具备以环状围绕旋转翼310的外围的防风部320。防风部320仅通过由位于预定范围内的无人机产生的下降气流来旋转至少一个旋转翼310。换句话说，防风部320能够阻断由位于预定范围外的无人机产生的下降气流、侧面波等。其中，所述预定范围可以根据无人机操纵考试评估基准而设定，作为一例，可以是相当于以位置识别教具为中心50cm半径的1m。因此，能够防止由除了当前考试中的无人机以外的意外的相邻无人机或其他风而旋转旋转翼310的现象，并且能够提供更加准确的无人机操纵考试。
另外，可以在位置识别教具的内侧具备处理器220。处理器220可以通过由发电部210生成的电力来运行，并且能够控制在显示部230中显示的信号。
显示部230用于显示无人机的位置被识别，可以包括发光器件、扬声器、显示模块等各种显示装置。作为一例，当显示部230包括至少一个发光器件330时，至少一个发光器件330可以通过由于至少一个旋转翼310的旋转而生成的电力来发光。例如，当显示部230包括多个LED(Light Emitting Diode，发光二极管)(例如，9个以上3W的LED)时，处理器220可以根据无人机350位于位置识别装置的上侧的时间以及/或者高度，调节通过多个LED显示的信号。此时，处理器220能够控制发光的LED的数量、位置以及/或者颜色。
例如，当无人机350在预定范围内滞留预定时间以上时，处理器220可以控制显示部230显示合格信号。为此，处理器220可以根据无人机350位于位置识别装置的上侧的时间来控制发光的LED的数量。即，当无人机350在位置识别装置的上侧滞留1秒时，处理器220能够控制从一个LED发光，当滞留2秒时，能够控制从两个LED发光。并且，当无人机350在位置识别装置的上侧滞留5秒时，处理器200能够控制多个LED全部发光，从而显示合格信号。其中，合格信号可以以发光的LED数量、位置以及/或者颜色(color)来指示。
作为一实施例，为了更加准确地进行无人机操纵考试评估，发电部210在至少一个旋转翼310的转数(每分钟转数)达到临界值时，能够生成驱动电力。为此，仅限于考试用无人机相对于位置识别装置在预定范围内滞留预定高度以内时，发电部210能够生成驱动电力。其中，所述预定高度可以根据无人机操纵考试评估基准而设定，作为一例，可以是2.4m。所述考试用无人机可以是无人机操纵考试时所使用的无人机，作为一例，可以是具备用于产生升力以及/或者推力的8个螺旋桨的小于12kg的无人机。当考试用无人机从位置识别装置的上侧位于2.4m的高度时，相对于升力的下降气流达到320KV(转数)。因此，当考试用无人机在位置识别装置的半径50cm内位于2.4m以内的高度时，发电部210能够通过旋转翼310的动能来自主发电，从而向发光器件以及/或者处理器供电。此时，发电部210可以包括制动部(未图示)，以便调节至少一个旋转翼310的旋转时间以及/或者旋转速度。当经过预定时间时，处理器220控制制动部被驱动，从而在无人机350脱离位置识别装置的识别范围时，能够使信号不再显示于显示部230。
作为另一实施例，当至少一个旋转翼310的转数低于临界值时，发电部210也能生成驱动电力。此时，比较至少一个旋转翼310的转数与临界值，并且仅限于所述转数高于临界值时，处理器220能够控制显示部230以显示信号。
图4是示出本发明的一实施例的无人机操纵考试评估系统的框图。
参照图4，本发明的一实施例的无人机操作评估系统包括至少一个位置识别装置400以及考试评估装置450。
至少一个位置识别装置400通过由无人机产生的下降气流来生成电力，并通过所述电力来运行，从而显示相应的无人机是否位于预定范围内。并且，考试评估装置450能够基于从至少一个位置识别装置400接收的无线通信信号，提供关于无人机操纵考试的评估结果。
各个位置识别装置400可以包括：发电部410，利用由无人机产生的下降气流来生成电力；处理器420，通过由发电部410生成的电力来控制显示部430的运行；显示部430，通过发电部410生成的电力，利用至少一个发光器件来显示无分机是否位于预定范围内；以及通信部，通过无线通信网与考试评估装置450进行通信。
在图2以及图3中已详述发电部410以及显示部430的运行以及功能，故省略对其详细说明。
当无人机相对于相应的位置识别装置400在预定范围内滞留预定时间以上时，各个位置识别装置400能够将无线通信信号传送至考试评估装置450。
作为一实施例，当通信部440从发电部410接收供电时，可以每隔预定时间间隔(例如，0.5ms、1秒等)播放(broadcasting)无线通信信号。此时，所述无线通信信号可包括相应的位置识别装置的识别信息。
考试评估装置450能够基于所述无线通信信号所包含的位置识别装置的识别信息，掌握无人机的位置、飞行路径、飞行速度等，并以此为基础，生成对各种飞行技法的评估结果。
例如，考试评估装置450能够基于从位置识别装置400接收的无线通信信号所包含的识别信息，掌握无人机的位置以及飞行路径，并且能够以接收位置识别装置400的识别信息的次数为基础，判断无人机在相应的位置识别装置400的识别范围内滞留的时间。并且，考试评估装置450能够基于从第一位置识别装置接收无线通信信号的时间以及从第二位置识别装置接收无线通信信号的时间的信息，判断无人机的飞行速度。
作为另一实施例，当处理器420从发电部410接收供电时，能够驱动计时器，判断无人机是否在预定范围内滞留预定时间以上，并在满足相应条件时，控制通信部440播放无线通信信号。此时，所述无线通信信号可以包括相应的位置识别装置的识别信息以及无人机位于相应的位置识别装置的上侧的时间信息。
考试评估装置450基于所述无线通信信号所包含的位置识别装置的识别信息以及/或者无人机位于相应的识别装置的上侧的时间信息，能够掌握无人机的位置、飞行路径、飞行速度等，并以此为基础，生成对各种飞行技法的评估结果。
图5是示出本发明的另一实施例的无人机操纵考试评估系统的框图。
参照图5，本发明的另一实施例的无人机操纵考试评估系统包括：至少一个位置识别装置500以及考试评估装置560。与图4的实施例相比，图5的实施例在位置识别装置500中进一步包括电池520。在图5的实施例的位置识别装置500中，能够将通过发电部510生成的电力存储于电池520。处理器530、显示部540以及通信部550可以通过存储于电池520的电力来驱动。
在本实施例中，处理器530将位于发电部510的至少一个旋转翼的转数与临界值作比较，仅限于所述转数高于临界值时，能够控制在显示部540中显示与无人机的滞留时间相关的信号、合格信号等。并且，处理器530驱动内置于位置识别装置500的计时器，判断无人机是否位于预定范围内、是否悬停预定时间以上、是否位于预定高度内等，并通过通信部550控制相应的信息传送到考试评估装置560。此时，所述无线通信信号可包括相应的位置识别装置的识别信息、无人机位于相应的位置识别装置的上侧的时间信息、高度信息等。
图6是示出本发明的一实施例的位置识别方法的流程图。
以下，将参照图6对本发明的一实施例的位置识别装置识别无人机的位置的方法进行说明。
位置识别装置能够利用由无人机产生的下降气流，通过自主发电，生成电力(S610)。为此，位置识别装置能够通过无人机的下降气流来旋转至少一个旋转翼，并由此能够驱动连接于旋转翼的发电机。
当通过无人机的下降气流来生成电力时，位置识别装置能够利用至少一个发光器件来显示相应的无人机是否位于预定范围内(S620)。并且，当无人机在所述预定范围内滞留预定时间以上时，位置识别装置控制至少一个发光器件的运行，从而能够使用户识别无人机位于相应位置的时间、是否合格等(S630)。
另一方面，在位置识别装置上具备通信模块时，位置识别装置能够将包括相应的位置识别装置的识别信息的无线通信信号传送到考试评估装置，考试评估装置能够基于从位置识别装置接收的信息，提供评估结果。
在上述的示例性的无人机操纵考试评估系统中，位置识别方法基于流程图，以一连串的步骤或方框进行说明，但本发明不限于多个步骤的顺序，某些步骤能够以与上述的不同的步骤和不同的顺序发生，或同时发生。并且，本领域技术人员应当理解示于流程图中的步骤并非排他的，可包括其他步骤，或者在不影响本发明的范围的前提下，可删除流程图中的一个或多个步骤。

Claims (20)

1.一种无人机位置识别装置，其特征在于，包括：
发电部，利用由所述无人机产生的下降气流来生成电力；
显示部，通过由所述发电部生成的电力来运行，并显示所述无人机是否位于预定范围内；以及
处理器，通过由所述发电部生成的电力来运行，并控制所述显示部的运行。
2.根据权利要求1所述的无人机位置识别装置，其特征在于，
所述显示部包括至少一个发光器件。
3.根据权利要求1所述的无人机位置识别装置，其特征在于，
当所述无人机在所述预定范围内滞留预定时间以上时，所述处理器控制所述显示部以显示信号。
4.根据权利要求3所述的无人机位置识别装置，其特征在于，
进一步包括通信部，其通过无线通信网与考试评估装置进行通信，
当所述无人机在所述预定范围内滞留预定时间以上时，所述处理器进行控制以使所述位置识别装置的识别信息通过所述通信部传送到所述考试评估装置。
5.根据权利要求1所述的无人机位置识别装置，其特征在于，所述发电部包括：
至少一个旋转翼，通过所述下降气流来旋转；以及
发电机，利用所述至少一个旋转翼的旋转力来生成所述电力。
6.根据权利要求5所述的无人机位置识别装置，其特征在于，
所述发电部进一步包括防风部，该防风部位于所述至少一个旋转翼的外侧，用于阻断由位于所述预定范围外的无人机产生的下降气流。
7.根据权利要求5所述的无人机位置识别装置，其特征在于，
所述发电部进一步包括制动部，该制动部用于调节所述至少一个旋转翼的旋转时间以及旋转速度中的至少一个。
8.根据权利要求7所述的无人机位置识别装置，其特征在于，
当经过预定时间时，所述处理器进行控制以使所述制动部被驱动。
9.一种无人机操纵考试评估系统，用于提供关于无人机操纵考试的评估结果，其特征在于，包括：
至少一个位置识别装置，通过由无人机产生的下降气流来生成电力，并通过所述电力来运行，从而显示所述无人机是否位于预定范围内；以及
考试评估装置，基于从所述位置识别装置接收的无线通信信号，提供关于所述无人机操纵考试的评估结果，
当所述无人机相对于相应的位置识别装置在预定范围内滞留预定时间以上时，所述至少一个位置识别装置将所述无线通信信号传送到所述考试评估装置。
10.根据权利要求9所述的无人机操纵考试评估系统，其特征在于，所述至少一个位置识别装置包括：
发电部，利用由所述无人机产生的下降气流来生成电力；
显示部，通过由所述发电部生成的电力，利用至少一个发光器件来显示所述无人机是否位于预定范围内；
处理器，通过由所述发电部生成的电力来控制所述显示部的运行；以及
通信部，通过无线通信网与所述考试评估装置进行通信。
11.根据权利要求10所述的无人机操纵考试评估系统，其特征在于，
所述无线通信信号包括相应的位置识别装置的识别信息。
12.根据权利要求10所述的无人机操纵考试评估系统，其特征在于，
当所述无人机在预定范围内滞留预定时间以上时，处理器进行控制以使所述无线通信信号传送到所述考试评估装置。
13.根据权利要求10所述的无人机操纵考试评估系统，其特征在于，所述发电部包括：
至少一个旋转翼，通过所述下降气流来旋转；以及
发电机，利用所述至少一个旋转翼的旋转力来生成所述电力。
14.根据权利要求10所述的无人机操纵考试评估系统，其特征在于，
所述发电部进一步包括防风部，该防风部位于所述至少一个旋转翼的外侧，用于阻断由相对于相应的位置识别装置位于预定范围外的无人机产生的下降气流。
15.根据权利要求10所述的无人机操纵考试评估系统，其特征在于，
所述发电部进一步包括制动部，该制动部用于调节所述至少一个旋转翼的旋转时间以及旋转速度中的至少一个，
当经过预定时间时，所述处理器进行控制以使所述制动部被驱动。
16.一种无人机位置识别方法，使用位置识别装置识别无人机的位置，其包括如下步骤：
利用由所述无人机产生的下降气流来生成电力；
基于所述电力，并利用至少一个发光器件来显示所述无人机是否位于预定范围内；以及
当所述无人机在所述预定范围内滞留预定时间以上时，基于所述电力，控制所述至少一个发光器件的运行。
17.根据权利要求16所述的无人机位置识别方法，其特征在于，进一步包括：
在所述显示的步骤之后，当所述无人机在所述预定范围内滞留所述预定时间以上时，将无线通信信号传送到考试评估设备的步骤。
18.根据权利要求17所述的无人机位置识别方法，其特征在于，
所述无线通信信号包括所述位置识别装置的识别信息。
19.根据权利要求16所述的无人机位置识别方法，其特征在于，
所述生成的步骤包括利用通过所述下降气流来旋转的至少一个旋转翼的旋转力，驱动连接于所述旋转翼的发电机的步骤。
20.根据权利要求19所述的无人机位置识别方法，其特征在于，进一步包括：
在所述控制的步骤之后，当经过预定时间时，控制所述至少一个旋转翼的旋转时间以及旋转速度中的至少一个的步骤。
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