CN114694278A - 一种无人机飞行记录器的管理系统与方法 - Google Patents

一种无人机飞行记录器的管理系统与方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于数字航图的低空空管系统，包括飞行记录仪和地面控制中心，所述飞行记录仪包括主处理器、协处理器、飞行数据记录器、通信模块，主处理器分别与协处理器、通信模块连接，协处理器分别与飞行数据记录器连接，协处理器通过数据接口将飞行数据记录器的数据信息发送给主处理器，所述主处理器包括数字航图数据库；所述数字航图数据库包括禁飞区域地理位置信息、航线地理位置信息和安全距离信息；主处理器通过飞行数据记录器获取无人机的经纬度信息、高程信息和飞行状态信息后，调取数字航图数据库数据并执行判断无人机是否进入禁飞区或者脱离原定的飞行航线；如果是，则向无人机驾驶员反馈预警信息；可以辅助无人机对危险区域进行规避。

Description

一种无人机飞行记录器的管理系统与方法
技术领域
本发明涉无人机飞行记录器领域，尤其涉及一种无人机飞行记录器的管理系统与方法。
背景技术
飞行记录器俗称黑匣子，民用型航运业广泛采用的黑匣子有二种，包含飞行数据记录器（Flight Data Recorder,FDR）和环境音记录器（Cockpit Voice Recorder，CVR），飞行数据记录器记录时间、航向、高度、空速、垂直加速度、发射监控信号、发动机参数、襟翼位置、横滚角、俯仰角、纵轴和横轴的加速度、飞行控制舵的位置、无线电导航信息、自动驾驶仪的工作情况、大气温度、电源系统的参数和驾驶舱警告等，驾驶舱语音记录器主要记录驾驶室内的响声，包含驾驶人员中间的会话，驾驶室设备的各种声音特效，如视频语音警示、控制响声、襟翼和起落架摇杆实际操作响声、民用飞机遭受气候自然环境（雷击、暴雨、雹子）响声等。
随着无人机市场的兴起和推广，炸机事件时有发生，或由于操作不当或者机器故障等因素导致无人机不正常坠地，坠地后无人机损伤严重，影响了内部结构，或坠地后完全被摔碎分解，导致完全无法飞行。黑匣子记录着相关航行全过程的很多数据，一旦飞机炸机，黑匣子会自动发送无线数据信号，作为首要的数据支撑点，能够复原炸机事件的原委。
但是，黑匣子在耗能上是有比较严谨的限定，为了具有最少工作三十天的电能来发送数据信号，耗能尽量的要降至最少，所以，黑匣子无法嵌入用电量极大的数据发送控制模块，来进行突发性的大数据发送，因此，需要一种无人机飞行记录器的管理系统与方法，在兼顾飞行记录器长时间、低耗电工作的同时，将飞行数据记录器和环境音记录器的数据信息尽可能更多地发送至地面控制中心或者云端服务器，为最短时间找到飞行记录器提供可能，从而有助于复原炸机事件的原委。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无人机飞行记录器的管理系统与方法，以解决现有的为了耗能尽量降至最少，无法嵌入用电量极大的数据发送控制模块，来进行突发性的大数据发送的问题，在兼顾飞行记录器长时间、低耗电工作的同时，将飞行数据记录器和环境音记录器的数据信息尽可能更多地发送至地面控制中心或者云端服务器，为最短时间找到飞行记录器提供可能，从而有助于复原炸机事件的原委。
为解决所述技术问题，本发明是这样实现的：
一种无人机飞行记录器的管理系统，包括：
主处理器、协处理器、飞行数据记录器、环境音记录器、第一通信装置、第二通信装置、第三通信装置、第一存储器、第二存储器、第三存储器；
其中，主处理器分别与协处理器、第一通信装置、第一存储器连接，协处理器分别与飞行数据记录器、环境音记录器、第二存储器连接，协处理器通过数据线实时读取飞行数据记录器和环境音记录器的数据信息，并存储在第二存储器上；在协处理器与主处理器、飞行数据记录器、环境音记录器任一端均连接的情况下，协处理器通过数据线将上述数据信息发送给主处理器，主处理器将上述数据信息存储在第一存储器，并通过第一通信装置发送给地面控制中心或者云端服务器；
协处理器还与第二通信装置连接，在协处理器与主处理器、飞行数据记录器、环境音记录器任一端断开连接的情况下，协处理器将还可能读取到的飞行数据记录器和/或环境音记录器的数据信息以及存储在第二存储器的数据信息，通过第二通信装置发送给地面控制中心或者云端服务器；
其中，第二通信装置的辐射强度和通信能力要高于第一通信装置；
所述第三通信装置、第三存储器均与协处理器连接；在协处理器与主处理器、飞行数据记录器、环境音记录器任一端断开连接的情况下，启用第三通信装置，搜索和唤醒附近的其他无人机飞行记录器第三通信装置并发送数据信息，其他无人机飞行记录器通过其第三通信装置接收的信息储存于其第三存储器。
协处理器在通过第二通信装置发送数据信息给地面控制中心或者云端服务器之前，先通过第二通信装置与主处理器的第一通信装置通信，确认是否发生意外第二通信装置在规定的时间内未接收到主处理器的第一通信装置发送的反馈信息，协处理器则认定发生炸机，通过第二通信装置发送给地面控制中心或者云端服务器，否则，协处理器则认定有可能发生协处理器与主处理器、飞行数据记录器、环境音记录器任一端之间的连接故障，协处理器继续将还可能读取到的飞行数据记录器和/或环境音记录器的数据信息存储在第二存储器上，直到协处理器通过第二通信装置接收到的反馈认定发生炸机，通过第二通信装置将上述数据信息发送给地面控制中心或者云端服务器。
一种无人机飞行记录器的管理方法，步骤包括：
101、协处理器通过数据线分别实时读取飞行数据记录器和环境音记录器的数据信息，并存储在第二存储器上；在协处理器与主处理器、飞行数据记录器、环境音记录器任一端均连接的情况下，协处理器通过数据线将上述数据信息发送给主处理器，主处理器将上述数据信息存储在第一存储器，并通过第一通信装置发送给地面控制中心或者云端服务器；
102、在协处理器与主处理器、飞行数据记录器、环境音记录器任一端断开连接的情况下，协处理器在通过第二通信装置发送数据信息给地面控制中心或者云端服务器之前，先通过第二通信装置与主处理器的第一通信装置通信，确认是否发生意外，第二通信装置在规定的时间内未接收到主处理器的第一通信装置发送的反馈信息，协处理器则认定发生炸机，执行步骤103；否则，协处理器则认定有可能发生协处理器与主处理器、飞行数据记录器、环境音记录器任一端之间的连接故障，执行步骤104；
103、在协处理器与主处理器、飞行数据记录器、环境音记录器任一端断开连接的情况下，协处理器将还可能读取到的飞行数据记录器和/或环境音记录器的数据信息以及之前存储在第二存储器的数据信息，通过第二通信装置发送给地面控制中心或者云端服务器；同时搜索和唤醒附近的其他无人机飞行记录器第三通信装置并发送数据信息，其他飞行记录器通过第三通信装置接收的信息储存于第三存储器；
104、协处理器继续将还可能读取到的飞行数据记录器和/或环境音记录器的数据信息存储在第二存储器上，并定期执行步骤102。
与现有技术相比，本申请的技术方案本申请通过主处理器、第一通信装置和第一存储器，先将正常飞行时的飞行数据记录器和环境音记录器的数据信息发送给地面控制中心或者云端服务器，避免了炸机后再通过黑匣子才能复原炸机事件的原委的被动；进一步的，由于第二通信装置的辐射强度要高于第一通信装置，正常飞行时，由第一通信装置将上述数据信息发送给地面控制中心或者云端服务器，在未触发炸机的情况下，上述数据信息可以定时保存和备份，待一定时间安全无事故后进行定期删除；如果发生炸机事件，不论是协处理器与主处理器、飞行数据记录器、环境音记录器任一端断开了连接，说明可能发生炸机事件，由协处理器发起确认流程，在得到炸机答复或者超时未反馈的情况下，认定炸机事件发生，此时主处理器发送给地面控制中心或者云端服务器的上述数据信息可能不完整，因此，及时启动与协处理器相连接的第二通信装置，将还可能读取到的飞行数据记录器和/或环境音记录器的数据信息以及存储在第二存储器的数据信息，尽可能更多地发送至地面控制中心或者云端服务器，为最短时间找到飞行记录器提供可能，从而有助于复原炸机事件的原委；同时，飞行记录器在紧急情况下还会搜索和唤醒其他的无人机飞行记录器，并通过第三通信装置向其他无人机发送信息，其他无人机接受信息并储存在其第三存储器，避免由于在空中出现紧急情况时，地面控制中心或云端服务器的通信不畅，而可以将飞行信息发送到其他无人机进行存储，确保尽可能多的飞行信息得以被记录。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的一种无人机飞行记录器的管理系统。
图2是本发明一实施例提供的一种无人机飞行记录器的管理方法。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明一实施例提供一种无人机飞行记录器的管理系统1，包括：
主处理器1-1、协处理器1-2、飞行数据记录器1-3、环境音记录器1-4、第一通信装置1-5、第二通信装置1-6、第一存储器1-7、第二存储器1-8、第三通信装置1-9、第三存储器1-10；
其中，主处理器1-1分别与协处理器1-2、第一通信装置1-5、第一存储器1-7连接，协处理器1-2分别与飞行数据记录器1-3、环境音记录器1-4、第二存储器1-8连接，协处理器1-2通过数据线实时读取飞行数据记录器1-3和环境音记录器1-4的数据信息，并存储在第二存储器1-8上；在协处理器1-2与主处理器1-1、飞行数据记录器1-3、环境音记录器1-4任一端均连接的情况下，协处理器1-2通过数据线将上述数据信息发送给主处理器1-1，主处理器1-1将上述数据信息存储在第一存储器1-7，并通过第一通信装置1-5发送给地面控制中心或者云端服务器2；
协处理器1-2还与第二通信装置1-6连接，在协处理器1-2与主处理器1-1、飞行数据记录器1-3、环境音记录器1-4任一端断开连接的情况下，协处理器1-2将还可能读取到的飞行数据记录器和/或环境音记录器的数据信息以及存储在第二存储器1-8的数据信息，通过第二通信装置1-6发送给地面控制中心或者云端服务器2；
其中，第二通信装置1-6的辐射强度和通信能力要高于第一通信装置1-5；
所述第三通信装置1-9和第三存储器1-10与协处理器1-2连接；当第二通信装置数据通信与地面控制中心断开的情况下，启用第三通信装置，搜索和唤醒附近的其他无人机飞行记录器第三通信装置并发送数据信息，通过第三通信装置接收的信息储存于第三存储器。
优选的，协处理器1-2在通过第二通信装置1-6发送数据信息给地面控制中心或者云端服务器2之前，先通过第二通信装置1-6与主处理器1-1的第一通信装置1-5通信，确认是否发生意外，第二通信装置1-6在规定的时间内未接收到主处理器1-1的第一通信装置1-5发送的反馈信息，协处理器1-2则认定发生炸机，通过第二通信装置1-6发送给地面控制中心或者云端服务器2，否则，协处理器1-2则认定有可能发生协处理器1-2与主处理器1-1、飞行数据记录器1-3、环境音记录器1-4任一端之间的连接故障，协处理器1-2继续将还可能读取到的飞行数据记录器和/或环境音记录器的数据信息存储在第二存储器上，直到协处理器1-2通过第二通信装置1-6接收到的反馈认定发生炸机，通过第二通信装置1-6将上述数据信息发送给地面控制中心或者云端服务器2。
优选的，协处理器1-2将还可能读取到的飞行数据记录器和/或环境音记录器的数据信息以及存储在第二存储器1-8的数据信息，通过第二通信装置1-6发送给地面控制中心或者云端服务器2。
如图2所示，本发明一实施例提供一种无人机飞行记录器的管理系统，步骤包括：
101、协处理器通过数据线分别实时读取飞行数据记录器和环境音记录器的数据信息，并存储在第二存储器上；在协处理器与主处理器、飞行数据记录器、环境音记录器任一端均连接的情况下，协处理器通过数据线将上述数据信息发送给主处理器，主处理器将上述数据信息存储在第一存储器，并通过第一通信装置发送给地面控制中心或者云端服务器；
102、在协处理器与主处理器、飞行数据记录器、环境音记录器任一端断开连接的情况下，协处理器在通过第二通信装置发送数据信息给地面控制中心或者云端服务器之前，先通过第二通信装置与主处理器的第一通信装置通信，确认是否发生意外，第二通信装置在规定的时间内未接收到主处理器的第一通信装置发送的反馈信息，协处理器则认定发生炸机，执行步骤103；否则，协处理器则认定有可能发生协处理器与主处理器、飞行数据记录器、环境音记录器任一端之间的连接故障，执行步骤104；
103、在协处理器与主处理器、飞行数据记录器、环境音记录器任一端断开连接的情况下，协处理器将还可能读取到的飞行数据记录器和/或环境音记录器的数据信息以及之前存储在第二存储器的数据信息，通过第二通信装置发送给地面控制中心或者云端服务器；同时搜索和唤醒附近的其他无人机飞行记录器第三通信装置并发送数据信息，其他飞行记录器通过第三通信装置接收的信息储存于第三存储器；
104、协处理器继续将还可能读取到的飞行数据记录器和/或环境音记录器的数据信息存储在第二存储器上，并定期执行步骤102。
优选的，步骤103还包括协处理器将还可能读取到的飞行数据记录器和/或环境音记录器的数据信息以及存储在第二存储器的数据信息，通过第二通信装置发送给地面控制中心或者云端服务器。
本申请通过主处理器、第一通信装置和第一存储器，先将正常飞行时的飞行数据记录器和环境音记录器的数据信息发送给地面控制中心或者云端服务器，避免了炸机后再通过黑匣子才能复原炸机事件的原委的被动；进一步的，由于第二通信装置的辐射强度要高于第一通信装置，正常飞行时，由第一通信装置将上述数据信息发送给地面控制中心或者云端服务器，在未触发炸机的情况下，上述数据信息可以定时保存和备份，待一定时间安全无事故后进行定期删除；如果发生炸机事件，不论是协处理器与主处理器、飞行数据记录器、环境音记录器任一端断开了连接，说明可能发生炸机事件，由协处理器发起确认流程，在得到炸机答复或者超时未反馈的情况下，认定炸机事件发生，此时主处理器发送给地面控制中心或者云端服务器的上述数据信息可能不完整，因此，及时启动与协处理器相连接的第二通信装置，将还可能读取到的飞行数据记录器和/或环境音记录器的数据信息以及存储在第二存储器的数据信息，尽可能更多地发送至地面控制中心或者云端服务器，为最短时间找到飞行记录器提供可能，从而有助于复原炸机事件的原委。同时，飞行记录器在紧急情况下还会搜索和唤醒其他的无人机飞行记录器，并通过第三通信装置向其他无人机发送信息，其他无人机接受信息并储存在其第三存储器，避免由于在空中出现紧急情况时，地面控制中心或云端服务器的通信不畅，而可以将飞行信息发送到其他无人机进行存储，确保尽可能多的飞行信息得以被记录。
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所述的具体实施方式，所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，均属于本发明的保护之内。

Claims (5)

1.一种无人机飞行记录器的管理系统，其特征在于，包括：
主处理器、协处理器、飞行数据记录器、环境音记录器、第一通信装置、第二通信装置、第一存储器、第二存储器；
其中，主处理器分别与协处理器、第一通信装置、第一存储器连接，协处理器分别与飞行数据记录器、环境音记录器、第二存储器连接，协处理器通过数据线实时读取飞行数据记录器和环境音记录器的数据信息，并存储在第二存储器上；在协处理器与主处理器、飞行数据记录器、环境音记录器任一端均连接的情况下，协处理器通过数据线将上述数据信息发送给主处理器，主处理器将上述数据信息存储在第一存储器，并通过第一通信装置发送给地面控制中心或者云端服务器；
协处理器还与第二通信装置连接，在协处理器与主处理器、飞行数据记录器、环境音记录器任一端断开连接的情况下，协处理器将还可能读取到的飞行数据记录器和/或环境音记录器的数据信息以及存储在第二存储器的数据信息，通过第二通信装置发送给地面控制中心或者云端服务器；
其中，第二通信装置的辐射强度和通信能力要高于第一通信装置；
所述第三通信装置和第三存储器与主处理器连接；当第二通信装置数据通信与地面控制中心断开的情况下，启用第三通信装置，搜索和唤醒附近的其他无人机飞行记录器第三通信装置并发送数据信息，通过第三通信装置接收的信息储存于第三存储器。
2.根据权利要求1所述的无人机飞行记录器的管理系统，其特征在于，协处理器在通过第二通信装置发送数据信息给地面控制中心或者云端服务器之前，先通过第二通信装置与主处理器的第一通信装置通信，确认是否发生意外，第二通信装置在规定的时间内未接收到主处理器的第一通信装置发送的反馈信息，协处理器则认定发生炸机，通过通过第二通信装置发送给地面控制中心或者云端服务器，否则，协处理器则认定有可能发生协处理器与主处理器、飞行数据记录器、环境音记录器任一端之间的连接故障，协处理器继续将还可能读取到的飞行数据记录器和/或环境音记录器的数据信息存储在第二存储器上，直到协处理器通过第二通信装置接收到的反馈认定发生炸机，通过第二通信装置将上述数据信息发送给地面控制中心或者云端服务器。
3.根据权利要求1所述的无人机飞行记录器的管理系统，其特征在于，协处理器将还可能读取到的飞行数据记录器和/或环境音记录器的数据信息以及存储在第二存储器的数据信息，通过第二通信装置发送给地面控制中心或者云端服务器。
4.一种无人机飞行记录器的管理系统，其特征在于，步骤包括：
101、协处理器通过数据线分别实时读取飞行数据记录器和环境音记录器的数据信息，并存储在第二存储器上；在协处理器与主处理器、飞行数据记录器、环境音记录器任一端均连接的情况下，协处理器通过数据线将上述数据信息发送给主处理器，主处理器将上述数据信息存储在第一存储器，并通过第一通信装置发送给地面控制中心或者云端服务器；
102、在协处理器与主处理器、飞行数据记录器、环境音记录器任一端断开连接的情况下，协处理器在通过第二通信装置发送数据信息给地面控制中心或者云端服务器之前，先通过第二通信装置与主处理器的第一通信装置通信，确认是否发生意外，第二通信装置在规定的时间内未接收到主处理器的第一通信装置发送的反馈信息，协处理器则认定发生炸机，执行步骤103；否则，协处理器则认定有可能发生协处理器与主处理器、飞行数据记录器、环境音记录器任一端之间的连接故障，执行步骤104；
103、在协处理器与主处理器、飞行数据记录器、环境音记录器任一端断开连接的情况下，协处理器将还可能读取到的飞行数据记录器和/或环境音记录器的数据信息以及之前存储在第二存储器的数据信息，通过第二通信装置发送给地面控制中心或者云端服务器；
104、协处理器继续将还可能读取到的飞行数据记录器和/或环境音记录器的数据信息存储在第二存储器上，并定期执行步骤102。
5.根据权利要求4所述的无人机飞行记录器的管理方法，其特征在于，步骤103还包括协处理器通过数据接口接收多路传感器的预警提示，协处理器将还可能读取到的飞行数据记录器和/或环境音记录器的数据信息以及存储在第二存储器的数据信息，通过第二通信装置发送给地面控制中心或者云端服务器。
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