CN114694421A - 基于数字航图的低空空管系统 - Google Patents

基于数字航图的低空空管系统 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

基于数字航图的低空空管系统
技术领域
本发明属于无人机飞行管理领域，尤其涉及一种基于数字航图的低空空管系统。
背景技术
无人机在空中飞行时，如何保障飞行安全，确保无人机可以看得见，控得住，能溯源，是无人机飞行管理亟需解决的问题。许多无人机会绑定黑匣子，通过黑匣子人们可以解析出飞机在整个飞行过程中的飞行数据，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。但是现有的黑匣子多数是用于飞行数据监测，对于飞行安全如何起到辅助作用，仍然没有一个好的解决方案。
发明内容
本发明提供一种基于数字航图的低空空管系统，通过在无人机设置飞行记录器，并且在记录器中嵌入禁飞区或危险区的数据库，可以辅助无人机对危险区域进行规避。
本发明通过以下方式实现：
一种基于数字航图的低空空管系统，其特征在于，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。
进一步的，所述飞行数据记录器包括状态传感器和北斗差分定位模块。
进一步的，所述状态传感器包括陀螺仪、加速度传感器、地磁传 感器、气压温度传感器。
进一步的，所述飞行数据记录仪还包括第一存储器、第二存储器、环境音记录器；所述通信模块包括第一通信装置、第二通信装置，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，协处理器通过数据接口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，协处理器通过数据接口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；
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。
进一步的，所述系统通过以下步骤进行飞行管理：
101、协处理器通过数据接口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，协处理器通过数据接口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。
本申请通过在主处理器中嵌入了数字航图，使无人机在获取实时飞行数据后，进行位置判断，当发现无人机进入禁飞区或者处于脱离原定飞行路径的状态时，对驾驶者进行预警。
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。
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基于数字航图的低空空管系统。
图2是本发明一实施例飞行记录仪的管理方法。
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。
一种基于数字航图的低空空管系统，其特征在于，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1-1、协处理器1-2、飞行数据记录器1-3、通信模块，主处理器1-1分别与协处理器1-2、通信模块连接，协处理器1-2分别与飞行数据记录器1-3连接，协处理器1-2通过数据接口将飞行数据记录器1-3的数据信息发送给主处理器1-1，所述主处理器1-1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、飞行航线地理位置信息；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。
进一步的，所述飞行数据记录器1-3包括状态传感器和北斗差分定位模块。
通信模块的通信方式可以是4G/5G等。
进一步的，所述状态传感器包括陀螺仪、加速度传感器、地磁传 感器、气压温度传感器。
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；
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通过数据接口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通过数据接口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。
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，飞行记录仪可以通过以下方法进行管理，步骤包括：
101、协处理器通过数据接口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，协处理器通过数据接口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。
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。
本申请通过在主处理器中嵌入了数字航图，使飞行记录仪在获取实时飞行数据后，依据无人机现时的经纬度和高程数据，进行位置判断，当发现无人机进入禁飞区或者处于脱离原定飞行路径的状态时，对驾驶者进行预警。
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。
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 (6)

1.一种基于数字航图的低空空管系统，其特征在于，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。
2.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述飞行数据记录器包括状态传感器和北斗差分定位模块。
3.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述状态传感器包括陀螺仪、加速度传感器、地磁传感器、气压温度传感器。
4.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述飞行数据记录仪还包括第一存储器、第二存储器、环境音记录器；所述通信模块包括第一通信装置、第二通信装置，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，协处理器通过数据接口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，协处理器通过数据接口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。
5.根据权利要求1所述系统，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。
6.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述系统通过以下步骤进行飞行管理：
101、协处理器通过数据接口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，协处理器通过数据接口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。
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