CN116931596A - 一种飞行程序自动编排的无人机飞行系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种飞行程序自动编排的无人机飞行系统，涉及无人机飞行系统技术领域。为了解决现有技术中，仍通过飞行控制器进行实时控制达到无人机的飞行，在无人机与飞行控制器信号连接不稳定的情况下，容易导致无人机的失控和不稳定，响应慢即时性差的问题；一种飞行程序自动编排的无人机飞行系统，包括：无人机控制程序；管控系统平台；拓展功能平台；结合无人机程序自动编排实现航线规划、自主飞行、自动悬停多角度拍照、数据手机管理、分析，业务流程处理，并提供远程二次拓展能力，配备行业监测传感器，对企业资源进行实时的数据监测，解决无人机巡检过程中的操控问题，替代遥控器，解放双手，实现真正的无人机无人巡检。
Description
技术领域
本发明涉及无人机飞行系统技术领域，特别涉及一种飞行程序自动编排的无人机飞行系统。
背景技术
无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。机上无驾驶舱，但安装有自动驾驶仪、程序控制装置等设备。比如公开号为CN113342040B的中国专利公开了一种无人机编队飞行表演航点动态获取的方法及飞行控制器，航点申请端获取缓存区剩余空间；如果剩余空间小于1/2，则本次不进行航点申请；如果剩余空间充足，则计算剩余空间的1/2和已缓存航点的差值；比较差值和三秒运行航点数量的差值；向航点下发端发送差值数量和三秒所需航点指令信息。该发明利用飞行控制器按设计缓存大小动态获取飞行航点的方案，实现了航点按飞行需求获取的功能，解决了因定时接收航点，导致新航点覆盖旧航点或软件内存越界的问题，得到了航点不丢失，不需要申请大块内存，保证编队多机飞行表演同步的技术效果。
上述专利虽然保证了运行过程中航点不因为缓存问题引发丢失或者覆盖的问题，但在实际使用过程中，仍存在以下几点问题：
1、现有技术中，仍通过飞行控制器进行实时控制达到无人机的飞行，在无人机与飞行控制器信号连接不稳定的情况下，容易导致无人机的失控和不稳定，响应慢即时性差；
2、现有技术中，远程控制容易导致作业标准化程度低，人工成本升高，且人工操作误差较高，容易发生操作失误的情况，从而进一步影响了无人机飞行安全，提高无人机巡检成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种飞行程序自动编排的无人机飞行系统，结合无人机程序自动编排实现航线规划、自主飞行、自动悬停多角度拍照、数据手机管理、分析，业务流程处理，实现真正的无人机无人巡检，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种飞行程序自动编排的无人机飞行系统，包括：
无人机控制程序，用于安装在无人机终端，并基于计算模型生成飞行导航数据和自动飞行控制指令，基于所述自动飞行控制指令控制无人机飞行，同时，实时获取所述无人机终端的飞行状态反馈信息和极限限制信号；
所述无人机控制程序，还用于获取所述无人机终端的飞行状态反馈信息和极限限制信号后，对反馈数据进行分析处理生成舵机驱动信号，操纵所述无人机终端的方向舵和机翼，实现对所述无人机终端的飞行控制；
管控系统平台，用于无人机终端和无人机控制程序的注册与管理，实时获取所述无人机终端的飞行数据，判断所述飞行数据与飞行任务是否一致，并对异常数据进行记录与汇总，同时发出异常数据警报；
拓展功能平台，用于提供二次拓展功能，配备监测传感器或红外传感器，与移动终端进行数据交互，将配备的传感器获取的实时数据在所述移动终端进行可视化显示。
进一步的，无人机控制程序，包括：
飞行计划创建模块，用于创建飞行任务，提供飞行数据，其中，所述飞行数据包括：飞行距离、飞行时长、飞行方向、停留航点、飞行起点和飞行终点；
飞机任务编排模块，用于基于所述飞行任务进行飞行数据的分析，判断所述飞行任务的优先级，并基于所述优先级进行排列，无人机终端基于排列顺序执行所述飞行任务；
飞行航线制定模块，用于设定无人机航线以及航点动作；
障碍物避让模块，用于识别所述无人机终端在航线上的障碍物，并计算所述障碍物体量进行避让，避让后修正所述无人机终端的方向，将所述无人机终端调整至航线上。
进一步的，所述飞行计划创建模块，用于创建飞行任务，提供飞行数据，其具体过程包括：
基于所述无人机控制程序获取带创建项目，并对所述项目进行标记，确定所述待创建项目的创建计划；
其中，所述待创建项目至少为一个，且所述创建计划包括待创建项目的名称、起点坐标、终点坐标、所需完成的巡查目标以及所述巡查目标对应的巡查目标航点；
对所述创建计划进行分析，基于所述创建计划类别进行分类，将所述所需完成的巡查目标以及所述巡查目标对应的巡查目标航点建立对应的巡查目标数据集和巡查目标航点数据集；
所述巡查目标数据集和巡查目标航点数据集一一对应，并基于所述巡查目标航点分别与起点坐标和终点坐标的直线距离进行排序，同时，基于所述排序执行巡查任务。
进一步的，所述飞行航线制定模块，具体为：
基于所述飞行计划创建模块获取航线数据，其中，所述航线数据包括航线起点、航线终点和停留航点；
确定航线数据，所述航线数据包括航线距离和航线最低安全高度，将所述停留航点依次连接确定各航段，确定所述停留航点间的航线角，分析所述停留航点是否在航线最低安全高度范围内；
对所述巡查任务进行分析，确定所述巡查任务的优先级，并基于所述优先级进行航线的制定，确定飞行航线。
进一步的，所述障碍物避让模块，具体为：
获取所述无人机终端上传的前探测数据，识别所述前探测数据中的前方障碍物数据，基于所述障碍物数据确定障碍物特征，基于所述障碍物特征判断所述无人机终端是否避让；
获取避让指令，基于所述航线数据控制无人机终端的航线角度的偏转，并将障碍物避让后基于所述飞行航线修正所述无人机终端的航线角度，将所述无人机终端调整至飞行航线上。
进一步的，所述航线距离是航线起点到航线终点的地面距离，所述航线距离等于各航段的长度之和。
进一步的，管控系统平台，包括：
数据传输模块，用于：
基于创建计划构建无人机巡查区块链，同时获取无人机终端以及管控方的IP地址，并基于所述IP地址通过所述无人机巡查区块链构建所述无人机终端以及管控方的通讯链路；
基于所述通讯链路在所述无人机巡查区块链中将所述所需完成的巡查目标以及所述巡查目标对应的巡查目标航点进行双向匹配，并基于匹配结果停过所述通讯链路向所述无人机终端进行双向数据共享；
无人机监测模块，用于根据每个所述无人机终端的飞行数据，监测每个所述无人机终端是否正常飞行；
飞行分析模块，用于在历史飞行数据库中获取所述无人机终端的历史飞行列表和历史飞行完成度评分列表，基于所述历史飞行速度列表和历史飞行航线列表评估当前所述无人机终端的航行评分。
进一步的，所述无人机监测模块，还用于：
基于所述通讯链路将所述无人机终端在执行创建计划内各时刻对应的电量值在所述管控方进行同步显示，当显示结果判断电量值低时，基于管控平台向无人机终端用户发送提醒；
在所述无人机终端飞行过程中分析所述无人机终端的飞行方向和飞行航线是否符合所述创建计划，若不符合，提取所述无人机终端的异常项目，基于所述通讯链路向管控方进行相应的报警提醒，同时，所述管控方获取所述无人机终端所在位置数据。
进一步的，所述无人机监测模块，包括：
预处理模块，用于对飞行数据进行去噪、插值以及归一化处理，得到预处理数据；
降维模块，用于基于主成分分析法对预处理数据进行降维处理，得到降维数据；
第一确定模块，用于：
对降维数据基于预设时间间隔进行分割，得到若干个时间段对应的子降维数据；
对每个子降维数据进行特征提取，得到特征向量，并进行数值化处理，得到特征值；
根据若干个特征值计算出平均特征值；
分别计算特征值与平均特征值的差值的绝对值，将最大的差值的绝对值对应的子降维数据，确定为目标子降维数据；
第二确定模块，用于：
将目标子降维数据基于预先训练好的识别模型进行数据分类，得到若干个数据集合，每个数据集合生成一个数据解析任务；
将不同的数据解析任务分配至对应的解析节点；
解析节点对分配的数据解析任务进行处理，得到解析特征；
建立各个解析特征之间的第一关联关系；
查询预设数据表，确定参与的解析节点之间的预设的第二关联关系；
计算第一关联关系与第二关联关系的匹配度，并判断是否小于预设匹配度；在确定匹配度小于预设匹配度时，表示对应的无人机终端不是正常飞行；反之，表示对应的无人机终端正常飞行。
进一步的，还包括，报警模块，用于：
基于预设的时间间隔，获取N次无人机终端的极限限制信号，并转化至信号向量；
对信号向量进行均衡化处理，得到均衡化向量；
其中，Ki为信号向量K的第i个值，i＝1、2、3…N；Si为对Ki进行均衡化处理后的值；S为均衡化向量；l为调节参数，基于多次实验获取，为1.34；
计算均衡化向量S的偏差值；
其中，e为均衡化向量S的偏差值；S0为预设的标准值；Sj∈|S|＞S0为Sj的取值为向量S中所有绝对值大于S0的值，Sj为该取值范围里面的第j个参数；leng(|S|>S0)为均衡化向量S中所有绝对值大于S0的值的数量；
将偏差值与预设偏差值进行比较，在确定偏差值大于预设偏差值时，发出报警提示。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.结合无人机程序自动编排实现航线规划、自主飞行、自动悬停多角度拍照、数据手机管理、分析，业务流程处理，并提供远程二次拓展能力，配备行业监测传感器，对企业资源进行实时的数据监测，解决无人机巡检过程中的操控问题，替代遥控器，解放双手，实现真正的无人机无人巡检。
2.通过确定航线角、航线距离和航线最低安全高度进行航线的制定，以满足无人机飞行的要求，提高了航线设计效率，避免传统的统一远程集中式控制造成操作失误的情况，采用简单快捷的飞行航线制定，有效提高了可靠性，在无人机前方发现障碍物时，对障碍物进行识别并控制无人机的偏转角度避让障碍物，并在障碍物避让完成后修正，保证无人机在飞行航线上，保证了无人机巡查任务的完成，提高无人机巡查效率。
3.通过为管控方与无人机终端构建通讯链路，实现对管控方以及无人机终端的信息进行及时有效的互通，且实时对无人机终端执行的创建计划进行同步管理，标准化程度高，提高了创建计划完成的效率，减少人工操作，节省了大量的人力物力，判断无人机终端是否有足够的电量完成创建计划，并及时发现异常信息进行提醒，并依据历史数据对此次无人机终端的航行和完成创建计划的程度进行评分，依据评分对无人机终端进行维护。
附图说明
图1为本发明的飞行程序自动编排的无人机飞行系统模块图；
图2为本发明的无人机控制程序模块图；
图3为本发明的管控系统平台模块图。
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，所描述的实施例仅仅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。
为了解决由于无人机属于高速运转的飞行器存在一定的危险性，操控难度高，不易学习和操作，因此无人机使用率较低，无法体现其价值的技术问题，请参阅图1-3，本实施例提供以下技术方案：
一种飞行程序自动编排的无人机飞行系统，包括：
无人机控制程序，用于安装在无人机终端，并基于计算模型生成飞行导航数据和自动飞行控制指令，基于所述自动飞行控制指令控制无人机飞行，同时，实时获取所述无人机终端的飞行状态反馈信息和极限限制信号；无人机控制程序，还用于获取所述无人机终端的飞行状态反馈信息和极限限制信号后，对反馈数据进行分析处理生成舵机驱动信号，操纵所述无人机终端的方向舵和机翼，实现对所述无人机终端的飞行控制；
管控系统平台，用于无人机终端和无人机控制程序的注册与管理，实时获取所述无人机终端的飞行数据，判断所述飞行数据与飞行任务是否一致，并对异常数据进行记录与汇总，同时发出异常数据警报；
拓展功能平台，用于提供二次拓展功能，配备监测传感器或红外传感器，与移动终端进行数据交互，将配备的传感器获取的实时数据在所述移动终端进行可视化显示。
具体的，通过将无人机程序安装在无人机终端自动编排实现航线规划、自主飞行和自动悬停，管控系统平台对无人机终端进行远程实时监控和飞行数据分析，配合拓展功能平台实现无人机终端的多角度拍照、数据手机管理，配备行业监测传感器，对企业资源进行实时的数据监测，解决无人机巡检过程中的操控问题，替代遥控器，解放双手，实现真正的无人机无人巡检。
为了解决现有技术中，仍通过飞行控制器进行实时控制达到无人机的飞行，在无人机与飞行控制器信号连接不稳定的情况下，容易导致无人机的失控和不稳定，响应慢即时性差的技术问题，请参阅图1-3，本实施例提供以下技术方案：
无人机控制程序，包括飞行计划创建模块，用于创建飞行任务，提供飞行数据，其中，所述飞行数据包括：飞行距离、飞行时长、飞行方向、停留航点、飞行起点和飞行终点；飞机任务编排模块，用于基于所述飞行任务进行飞行数据的分析，判断所述飞行任务的优先级，并基于所述优先级进行排列，无人机终端基于排列顺序执行所述飞行任务；飞行航线制定模块，用于设定无人机航线以及航点动作；障碍物避让模块，用于识别所述无人机终端在航线上的障碍物，并计算所述障碍物体量进行避让，避让后修正所述无人机终端的方向，将所述无人机终端调整至航线上；
飞行计划创建模块，用于创建飞行任务，提供飞行数据，其具体过程包括：基于所述无人机控制程序获取带创建项目，并对所述项目进行标记，确定所述待创建项目的创建计划；其中，所述待创建项目至少为一个，且所述创建计划包括待创建项目的名称、起点坐标、终点坐标、所需完成的巡查目标以及所述巡查目标对应的巡查目标航点；对所述创建计划进行分析，基于所述创建计划类别进行分类，将所述所需完成的巡查目标以及所述巡查目标对应的巡查目标航点建立对应的巡查目标数据集和巡查目标航点数据集；所述巡查目标数据集和巡查目标航点数据集一一对应，并基于所述巡查目标航点分别与起点坐标和终点坐标的直线距离进行排序，同时，基于所述排序执行巡查任务。
具体的，通过对待创建项目的创建计划进行读取，实现对待创建项目进行准确有效的创建，保证创建计划的完整性和可实施性，同时在创建的过程中实现对巡查目标以及所述巡查目标对应的巡查目标航点进行巡查任务的确定，保证了巡查任务逐一进行，进一步明确了无人机的飞行任务，方便对无人机进行管理，提高了航线制定的准确性。
为了解决现有技术中，远程控制容易导致作业标准化程度低，人工成本升高，且人工操作误差较高，容易发生操作失误的情况，从而进一步影响了无人机飞行安全，提高无人机巡检成本的技术问题，请参阅图1-3，本实施例提供以下技术方案：
飞行航线制定模块，具体为基于所述飞行计划创建模块获取航线数据，其中，所述航线数据包括航线起点、航线终点和停留航点；确定航线数据，所述航线数据包括航线距离和航线最低安全高度，将所述停留航点依次连接确定各航段，确定所述停留航点间的航线角，分析所述停留航点是否在航线最低安全高度范围内；航线距离是航线起点到航线终点的地面距离，所述航线距离等于各航段的长度之和；对所述巡查任务进行分析，确定所述巡查任务的优先级，并基于所述优先级进行航线的制定，确定飞行航线；
障碍物避让模块，具体为获取所述无人机终端上传的前探测数据，识别所述前探测数据中的前方障碍物数据，基于所述障碍物数据确定障碍物特征，基于所述障碍物特征判断所述无人机终端是否避让；获取避让指令，基于所述航线数据控制无人机终端的航线角度的偏转，并将障碍物避让后基于所述飞行航线修正所述无人机终端的航线角度，将所述无人机终端调整至飞行航线上。
具体的，通过确定航线角、航线距离和航线最低安全高度进行航线的制定，以满足无人机飞行的要求，提高了航线设计效率，避免传统的统一远程集中式控制造成操作失误的情况，采用简单快捷的飞行航线制定，有效提高了可靠性，在无人机前方发现障碍物时，对障碍物进行识别并控制无人机的偏转角度避让障碍物，并在障碍物避让完成后修正，保证无人机在飞行航线上，保证了无人机巡查任务的完成，提高无人机巡查效率。
为了解决传统的通过飞行控制器进行实时控制达到无人机的飞行的技术问题，请参阅图1-3，本实施例提供以下技术方案：
管控系统平台，包括：
数据传输模块，用于基于创建计划构建无人机巡查区块链，同时获取无人机终端以及管控方的IP地址，并基于所述IP地址通过所述无人机巡查区块链构建所述无人机终端以及管控方的通讯链路；基于所述通讯链路在所述无人机巡查区块链中将所述所需完成的巡查目标以及所述巡查目标对应的巡查目标航点进行双向匹配，并基于匹配结果停过所述通讯链路向所述无人机终端进行双向数据共享；无人机监测模块，用于根据每个所述无人机终端的飞行数据，监测每个所述无人机终端是否正常飞行；飞行分析模块，用于在历史飞行数据库中获取所述无人机终端的历史飞行列表和历史飞行完成度评分列表，基于所述历史飞行速度列表和历史飞行航线列表评估当前所述无人机终端的航行评分；
无人机监测模块，还用于基于所述通讯链路将所述无人机终端在执行创建计划内各时刻对应的电量值在所述管控方进行同步显示，当显示结果判断电量值低时，基于管控平台向无人机终端用户发送提醒；在所述无人机终端飞行过程中分析所述无人机终端的飞行方向和飞行航线是否符合所述创建计划，若不符合，提取所述无人机终端的异常项目，基于所述通讯链路向管控方进行相应的报警提醒，同时，所述管控方获取所述无人机终端所在位置数据。
具体的，通过为管控方与无人机终端构建通讯链路，实现对管控方以及无人机终端的信息进行及时有效的互通，且实时对无人机终端执行的创建计划进行同步管理，标准化程度高，提高了创建计划完成的效率，减少人工操作，节省了大量的人力物力，判断无人机终端是否有足够的电量完成创建计划，并及时发现异常信息进行提醒，并依据历史数据对此次无人机终端的航行和完成创建计划的程度进行评分，依据评分对无人机终端进行维护。
进一步的，所述无人机监测模块，包括：
预处理模块，用于对飞行数据进行去噪、插值以及归一化处理，得到预处理数据；
降维模块，用于基于主成分分析法对预处理数据进行降维处理，得到降维数据；
第一确定模块，用于：
对降维数据基于预设时间间隔进行分割，得到若干个时间段对应的子降维数据；
对每个子降维数据进行特征提取，得到特征向量，并进行数值化处理，得到特征值；
根据若干个特征值计算出平均特征值；
分别计算特征值与平均特征值的差值的绝对值，将最大的差值的绝对值对应的子降维数据，确定为目标子降维数据；
第二确定模块，用于：
将目标子降维数据基于预先训练好的识别模型进行数据分类，得到若干个数据集合，每个数据集合生成一个数据解析任务；
将不同的数据解析任务分配至对应的解析节点；
解析节点对分配的数据解析任务进行处理，得到解析特征；
建立各个解析特征之间的第一关联关系；
查询预设数据表，确定参与的解析节点之间的预设的第二关联关系；
计算第一关联关系与第二关联关系的匹配度，并判断是否小于预设匹配度；在确定匹配度小于预设匹配度时，表示对应的无人机终端不是正常飞行；反之，表示对应的无人机终端正常飞行。
上述技术方案的工作原理及有益效果：预处理模块，用于基于滤波器消除飞行数据中的噪声数据。建立时间轴以单位时间对去除噪声数据的飞行数据进行插值处理，避免缺失数据的影响。基于归一化处理减少插值处理后数据中不同的数值的绝对值数量级差异的影响。
降维模块基于主成分分析法对预处理数据进行降维处理，得到降维数据，便于降低预处理数据的计算量及计算复杂度。
第一确定模块，对降维数据基于预设时间间隔进行分割，得到若干个时间段对应的子降维数据；对每个子降维数据进行特征提取，得到特征向量，并进行数值化处理，得到特征值；根据若干个特征值计算出平均特征值；分别计算特征值与平均特征值的差值的绝对值，将最大的差值的绝对值对应的子降维数据，确定为目标子降维数据；目标子降维数据为对应最可能出现异常的时间段对应的数据。避免对各个子降维数据进行计算分析，降低了计算量，提高了计算效率。
第二确定模块，将目标子降维数据基于预先训练好的识别模型进行数据分类，得到若干个数据集合，每个数据集合生成一个数据解析任务；若干个数据集合分别对应不同类型的数据，包括飞行高度数据、飞行位置数据、飞行方向数据、飞行速度数据、垂直速度数据、俯仰角数据、侧倾角速度以及功率数据。将不同的数据解析任务分配至对应的解析节点；基于不同的解析节点对分配的数据解析任务进行处理，得到解析特征；基于相应节点提高了对相应数据解析任务的处理效率。解析特征为对相应的数据进行整理计算得到的特征参数。示例的，对飞行速度数据的解析特征，包括飞行速度变化示意图、飞行速度变化平均速率、最大变化速率、最小变化速率等。建立各个解析特征之间的第一关联关系；查询预设数据表，确定参与的解析节点之间的预设的第二关联关系；第二关联关系为基于预设数据表确定的参与的解析节点之间的标准关联关系。计算第一关联关系与第二关联关系的匹配度，并判断是否小于预设匹配度；在确定匹配度小于预设匹配度时，表示对应的无人机终端不是正常飞行；反之，表示对应的无人机终端正常飞行。基于飞行数据的全面的各个类型数据的第一关联关系与预设第二关联关系的匹配与否来判断是否无人机终端是否正常飞行，提高了判断准确性。
进一步的，还包括，报警模块，用于：
基于预设的时间间隔，获取N次无人机终端的极限限制信号，并转化至信号向量；
对信号向量进行均衡化处理，得到均衡化向量；
其中，Ki为信号向量K的第i个值，i＝1、2、3…N；Si为对Ki进行均衡化处理后的值；S为均衡化向量；l为调节参数，基于多次实验获取，为1.34；
计算均衡化向量S的偏差值；
其中，e为均衡化向量S的偏差值；S0为预设的标准值；Sj∈|S|＞S0为Sj的取值为向量S中所有绝对值大于S0的值，Sj为该取值范围里面的第j个参数；leng(|S|>S0)为均衡化向量S中所有绝对值大于S0的值的数量；
将偏差值与预设偏差值进行比较，在确定偏差值大于预设偏差值时，发出报警提示。
上述技术方案的工作原理：报警模块，基于预设的时间间隔，获取N次无人机终端的极限限制信号，并转化至信号向量；信号向量由极限限制信号对应的信号值构成。预设时间间隔，一般预设为0.1s，N为较大的正整数，可以设为2000以上。对信号向量进行均衡化处理，得到均衡化向量；实现对信号向量的均衡化处理，进而实现对无人机终端的极限限制信号的均衡化，实现对极限限制信号的调节，避免出现飞行异常。计算均衡化向量的偏差值；其中，示例的，均衡化向量S的取值为(2,4,9，-3，-5,0,1,4，-1，-2,6)，S0为4，则Sj∈|S|＞S0得到9、-5、6；leng(|S|>S0)为3。将偏差值与预设偏差值进行比较，在确定偏差值大于预设偏差值时，发出报警提示。表示得到的均衡化向量偏差过大，出现调节异常，进行报警，便于及时处理异常。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种飞行程序自动编排的无人机飞行系统，其特征在于：包括：
无人机控制程序，用于安装在无人机终端，并基于计算模型生成飞行导航数据和自动飞行控制指令，基于所述自动飞行控制指令控制无人机飞行，同时，实时获取所述无人机终端的飞行状态反馈信息和极限限制信号；
所述无人机控制程序，还用于获取所述无人机终端的飞行状态反馈信息和极限限制信号后，对反馈数据进行分析处理生成舵机驱动信号，操纵所述无人机终端的方向舵和机翼，实现对所述无人机终端的飞行控制；
管控系统平台，用于无人机终端和无人机控制程序的注册与管理，实时获取所述无人机终端的飞行数据，判断所述飞行数据与飞行任务是否一致，并对异常数据进行记录与汇总，同时发出异常数据警报；
拓展功能平台，用于提供二次拓展功能，配备监测传感器或红外传感器，与移动终端进行数据交互，将配备的传感器获取的实时数据在所述移动终端进行可视化显示。
2.如权利要求1所述的一种飞行程序自动编排的无人机飞行系统，其特征在于：无人机控制程序，包括：
飞行计划创建模块，用于创建飞行任务，提供飞行数据，其中，所述飞行数据包括：飞行距离、飞行时长、飞行方向、停留航点、飞行起点和飞行终点；
飞机任务编排模块，用于基于所述飞行任务进行飞行数据的分析，判断所述飞行任务的优先级，并基于所述优先级进行排列，无人机终端基于排列顺序执行所述飞行任务；
飞行航线制定模块，用于设定无人机航线以及航点动作；
障碍物避让模块，用于识别所述无人机终端在航线上的障碍物，并计算所述障碍物体量进行避让，避让后修正所述无人机终端的方向，将所述无人机终端调整至航线上。
3.如权利要求2所述的一种飞行程序自动编排的无人机飞行系统，其特征在于：所述飞行计划创建模块，用于创建飞行任务，提供飞行数据，其具体过程包括：
基于所述无人机控制程序获取带创建项目，并对所述项目进行标记，确定所述待创建项目的创建计划；
其中，所述待创建项目至少为一个，且所述创建计划包括待创建项目的名称、起点坐标、终点坐标、所需完成的巡查目标以及所述巡查目标对应的巡查目标航点；
对所述创建计划进行分析，基于所述创建计划类别进行分类，将所述所需完成的巡查目标以及所述巡查目标对应的巡查目标航点建立对应的巡查目标数据集和巡查目标航点数据集；
所述巡查目标数据集和巡查目标航点数据集一一对应，并基于所述巡查目标航点分别与起点坐标和终点坐标的直线距离进行排序，同时，基于所述排序执行巡查任务。
4.如权利要求3所述的一种飞行程序自动编排的无人机飞行系统，其特征在于：所述飞行航线制定模块，具体为：
基于所述飞行计划创建模块获取航线数据，其中，所述航线数据包括航线起点、航线终点和停留航点；
确定航线数据，所述航线数据包括航线距离和航线最低安全高度，将所述停留航点依次连接确定各航段，确定所述停留航点间的航线角，分析所述停留航点是否在航线最低安全高度范围内；
对所述巡查任务进行分析，确定所述巡查任务的优先级，并基于所述优先级进行航线的制定，确定飞行航线。
5.如权利要求4所述的一种飞行程序自动编排的无人机飞行系统，其特征在于：所述障碍物避让模块，具体为：
获取所述无人机终端上传的前探测数据，识别所述前探测数据中的前方障碍物数据，基于所述障碍物数据确定障碍物特征，基于所述障碍物特征判断所述无人机终端是否避让；
获取避让指令，基于所述航线数据控制无人机终端的航线角度的偏转，并将障碍物避让后基于所述飞行航线修正所述无人机终端的航线角度，将所述无人机终端调整至飞行航线上。
6.如权利要求5所述的一种飞行程序自动编排的无人机飞行系统，其特征在于：所述航线距离是航线起点到航线终点的地面距离，所述航线距离等于各航段的长度之和。
7.如权利要求6所述的一种飞行程序自动编排的无人机飞行系统，其特征在于：管控系统平台，包括：
数据传输模块，用于：
基于创建计划构建无人机巡查区块链，同时获取无人机终端以及管控方的IP地址，并基于所述IP地址通过所述无人机巡查区块链构建所述无人机终端以及管控方的通讯链路；
基于所述通讯链路在所述无人机巡查区块链中将所述所需完成的巡查目标以及所述巡查目标对应的巡查目标航点进行双向匹配，并基于匹配结果停过所述通讯链路向所述无人机终端进行双向数据共享；
无人机监测模块，用于根据每个所述无人机终端的飞行数据，监测每个所述无人机终端是否正常飞行；
飞行分析模块，用于在历史飞行数据库中获取所述无人机终端的历史飞行列表和历史飞行完成度评分列表，基于所述历史飞行速度列表和历史飞行航线列表评估当前所述无人机终端的航行评分。
8.如权利要求7所述的一种飞行程序自动编排的无人机飞行系统，其特征在于：所述无人机监测模块，还用于：
基于所述通讯链路将所述无人机终端在执行创建计划内各时刻对应的电量值在所述管控方进行同步显示，当显示结果判断电量值低时，基于管控平台向无人机终端用户发送提醒；
在所述无人机终端飞行过程中分析所述无人机终端的飞行方向和飞行航线是否符合所述创建计划，若不符合，提取所述无人机终端的异常项目，基于所述通讯链路向管控方进行相应的报警提醒，同时，所述管控方获取所述无人机终端所在位置数据。
9.如权利要求7所述的一种飞行程序自动编排的无人机飞行系统，其特征在于：所述无人机监测模块，包括：
预处理模块，用于对飞行数据进行去噪、插值以及归一化处理，得到预处理数据；
降维模块，用于基于主成分分析法对预处理数据进行降维处理，得到降维数据；
第一确定模块，用于：
对降维数据基于预设时间间隔进行分割，得到若干个时间段对应的子降维数据；
对每个子降维数据进行特征提取，得到特征向量，并进行数值化处理，得到特征值；
根据若干个特征值计算出平均特征值；
分别计算特征值与平均特征值的差值的绝对值，将最大的差值的绝对值对应的子降维数据，确定为目标子降维数据；
第二确定模块，用于：
将目标子降维数据基于预先训练好的识别模型进行数据分类，得到若干个数据集合，每个数据集合生成一个数据解析任务；
将不同的数据解析任务分配至对应的解析节点；
解析节点对分配的数据解析任务进行处理，得到解析特征；
建立各个解析特征之间的第一关联关系；
查询预设数据表，确定参与的解析节点之间的预设的第二关联关系；
计算第一关联关系与第二关联关系的匹配度，并判断是否小于预设匹配度；在确定匹配度小于预设匹配度时，表示对应的无人机终端不是正常飞行；反之，表示对应的无人机终端正常飞行。
10.如权利要求1所述的一种飞行程序自动编排的无人机飞行系统，其特征在于：还包括，报警模块，用于：
基于预设的时间间隔，获取N次无人机终端的极限限制信号，并转化至信号向量；
对信号向量进行均衡化处理，得到均衡化向量；
其中，Ki为信号向量K的第i个值，i＝1、2、3…N；Si为对Ki进行均衡化处理后的值；S为均衡化向量；l为调节参数，基于多次实验获取，为1.34；
计算均衡化向量S的偏差值；
其中，e为均衡化向量S的偏差值；S0为预设的标准值；Sj∈|S|＞S0为Sj的取值为向量S中所有绝对值大于S0的值，Sj为该取值范围里面的第j个参数；leng(|S|>S0)为均衡化向量S中所有绝对值大于S0的值的数量；
将偏差值与预设偏差值进行比较，在确定偏差值大于预设偏差值时，发出报警提示。
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|---|---|---|---|
| CN202310438232.4A CN116931596A (zh) | 2023-04-23 | 2023-04-23 | 一种飞行程序自动编排的无人机飞行系统 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202310438232.4A CN116931596A (zh) | 2023-04-23 | 2023-04-23 | 一种飞行程序自动编排的无人机飞行系统 |
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| CN116931596A true CN116931596A (zh) | 2023-10-24 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117389303A (zh) * | 2023-11-20 | 2024-01-12 | 北京协合运维风电技术有限公司 | 无人机远程巡检处理系统及方法 |
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2023
- 2023-04-23 CN CN202310438232.4A patent/CN116931596A/zh active Pending
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| CN117389303A (zh) * | 2023-11-20 | 2024-01-12 | 北京协合运维风电技术有限公司 | 无人机远程巡检处理系统及方法 |
| CN117389303B (zh) * | 2023-11-20 | 2024-04-16 | 北京协合运维风电技术有限公司 | 无人机远程巡检处理系统及方法 |
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