CN106504587B - 一种无人机空管***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机空管***及方法，包括目标无人机，设置有标签，所述标签用于存储所述目标无人机的基本信息；稽查无人机，设置有阅读器；地面站控制中心，用于控制所述稽查无人机飞往所述目标无人机所在区域，以使所述稽查无人机通过所述阅读器去读取所述标签，获取所述基本信息，进而以使得所述地面站控制中心能够基于所述基本信息对所述目标无人机进行管控。

Description

一种无人机空管***及方法

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空管***及方法。

背景技术

随着我国经济、社会的迅速发展和空域管理改革的持续推进，低空空域的逐渐开放，无人机将会得到大力的发展和更加广泛的应用，例如，可以将无人机应用到电力、通信、气象、农林、海洋、勘探、保险等领域，具体的如可以用于地球观测、森林防火和灭火、灾害检测、通信中继、海上监视、油气管道检查、农药喷洒、土地资源调查、野生动物监测、防汛抗旱监测、鱼群探测、影视航拍、缉毒缉私、边境巡逻、治安反恐等方面。

由于无人机目前尚不能实施自主感知与规避的飞行规则，绝大多数无人机无法利用机载设备进行冲突探测，同时无人机整体可靠性相对有人机差，无人机飞行活动一旦失去控制就会出现很多不确定性因素，对其他交通活动甚至人民生命财产安全造成威胁，所以，需要对无人机进行空中管制，现有技术中，对无人机的空中管制主要是通过二次雷达实现，也即在无人机上安装应答机，来接收地面监管站的询问信号和发射应答信号。

但本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：

在无人机上安装应答机不但价格昂贵，传输信息也有限，如A模式仅应答识别码、C模式为高度码，S模式虽然可以发送数据通信报文但价格较高更难广泛装备在微小无人机上，且民用特别是消费级的微小型无人机的飞行活动非常灵活，没有固定的控制站点，信息缺失导致管制单位与实施无人机飞行的操作人员通常难以建立及时有效地通讯联系，无法对其进行“面对面”的管制指挥。

所以，现有技术中，存在无人机空管成本高、信息缺失的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供一种无人机空管***及方法，用于解决现有技术中，存在的无人机空管成本高、信息缺失的技术问题，实现对无人机进行低成本、高效率空管的技术效果。

本申请实施例一方面提供一种无人机空管***，包括：

目标无人机，设置有标签，所述标签用于存储所述目标无人机的基本信息；

稽查无人机，设置有阅读器；

地面站控制中心，用于控制所述稽查无人机飞往所述目标无人机所在区域，以使所述稽查无人机通过所述阅读器去读取所述标签，获取所述基本信息，进而以使得所述地面站控制中心能够基于所述基本信息对所述目标无人机进行管控。

可选的，所述标签包括存储器，控制模块，第一射频模块以及第一天线，所述第一射频模块分别与所述第一天线、所述控制模块连接，所述控制模块与所述存储器连接；

其中，所述控制模块能够将存储器中存储的所述基本信息通过所述第一射频模块以及所述第一天线发送给所述阅读器。

可选的，所述阅读器包括接口控制单元，基带模块，第二射频模块以及第二天线，所述基带模块分别与所述接口控制单元、所述第二射频模块连接，所述第二射频模块与所述第二天线连接；

其中，基于所述第二射频模块以及所述第二天线获取所述标签中的所述基本信息，以及基于所述接口控制单元将所述基本信息发送给所述地面站控制中心。

可选的，所述地面站控制中心包括地面站通信子***，所述稽查无人机还包括机载通信子***，所述地面站通信子***与所述机载通信子***通信连接；

其中，所述地面站通信子***基于所述机载通信子***控制所述稽查无人机飞往所述目标无人机所在区域，以及基于所述基本信息对所述目标无人机进行管控。

可选的，所述地面站控制中心还包括无人机管理数据库子***，所述无人机管理数据库子***与所述地面站通信子***连接；

其中，所述无人机管理数据库子***用于存储所述目标无人机的相关信息，所述地面站通信子***从所述无人机管理数据库子***中获取与所述基本信息对应的相关信息，以便所述地面站通信子***基于所述基本信息以及所述对应的相关信息，判断所述目标无人机是否处于违规飞行状态，并根据判断结果对所述目标无人机进行管控。

可选的，在所述判断结果表明所述目标无人机处于违规飞行状态时，所述地面站控制中心从所述基本信息中或从所述相关信息中获取所述目标无人机操作员的联系方式；并基于所述联系方式，对所述操作员当前操作行为进行管理指挥。

可选的，在所述判断结果表明所述目标无人机未处于违规飞行状态时，所述地面站控制中心允许所述目标无人机继续其当前的飞行。

本申请实施例另一方面提供一种无人机空管方法，包括：

控制稽查无人机飞往目标无人机所在区域；

基于所述稽查无人机，获取所述目标无人机的基本信息；

基于所述基本信息，对所述目标无人机进行管控。

可选的，所述基于所述基本信息，对所述目标无人机进行管控，具体包括：

获取地面站控制中心中与所述基本信息对应的相关信息；

基于所述基本信息以及所述相关信息，判断所述目标无人机是否处于违规飞行状态，并根据判断结果对所述目标无人机进行管控。

可选的，在所述判断结果表明所述目标无人机处于违规飞行状态时，所述方法还包括：

获取所述目标无人机操作员的联系方式；

基于所述联系方式，对所述操作员当前操作行为进行管理指挥。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

由于本申请实施例中的技术方案，采用了包括目标无人机，设置有标签，所述标签用于存储所述目标无人机的基本信息；稽查无人机，设置有阅读器；地面站控制中心，用于控制所述稽查无人机飞往所述目标无人机所在区域，以使所述稽查无人机通过所述阅读器去读取所述标签，获取所述基本信息，进而以使得所述地面站控制中心能够基于所述基本信息对所述目标无人机进行管控的技术方案，避免了现有技术中，只能通过在无人机上安装应答机来对无人机进行空管，从而导致无人机空管成本高，所以，能够有效的解决现有技术中，存在的无人机空管成本高、信息缺失的技术问题，实现对无人机进行低成本、高效率空管的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对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。

图1为本申请实施例一提供的一种无人机空管***的结构示意图；

图2为本申请实施例一提供的标签的结构示意图；

图3为本申请实施例一提供的阅读器的结构示意图；

图4为本申请实施例二提供的一种无人机空管方法的流程图；

图5为本申请实施例二中步骤103的具体实现方式的流程图；

图6为本申请实施例二中步骤202的具体实现方式的流程图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种无人机空管***及方法，用于解决现有技术中，存在的无人机空管成本高、信息缺失的技术问题，实现对无人机进行低成本、高效率空管的技术效果。

本申请实施例中的技术方案为解决上述的技术问题，总体思路如下：

目标无人机，设置有标签，所述标签用于存储所述目标无人机的基本信息；

稽查无人机，设置有阅读器；

地面站控制中心，用于控制所述稽查无人机飞往所述目标无人机所在区域，以使所述稽查无人机通过所述阅读器去读取所述标签，获取所述基本信息，进而以使得所述地面站控制中心能够基于所述基本信息对所述目标无人机进行管控。

也即在上述无人机空管***中，采用在目标无人机上设置有标签，在稽查无人机上设置有阅读器；地面站控制中心控制所述稽查无人机飞往所述目标无人机所在区域以使所述稽查无人机通过所述阅读器去读取所述标签，获取目标无人机的基本信息，进而以使得所述地面站控制中心能够基于所述基本信息对所述目标无人机进行管控，避免了现有技术中，只能通过在无人机上安装应答机来对无人机进行空管，从而导致无人机空管成本高，所以，能够有效的解决现有技术中，存在的无人机空管成本高、信息缺失的技术问题，实现无人机空管成本低、效率高的技术效果。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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技术方案的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请文件中记载的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明技术方案保护的范围。

实施例一

请参考图1，为本发明实施例提供的一种无人机空管***的结构示意图，包括目标无人机1，稽查无人机2，以及地面站控制中心3，其中，目标无人机内设置有标签4，该标签4用来存储目标无人机1的关于其拥有者以及飞行审批等信息，稽查无人机2内设置有用于读取标签4中存储的基本信息的阅读器5。在具体实践过程中，标签4以及用于读取标签4中存储的信息的阅读器5可以利用射频识别即RFID(Radio Frequency Identification)技术进行设计，也即可通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别***与特定目标之间建立机械或光学接触。

具体的，请结合参考图2和图3，图2为标签4的一种结构示意图，包括存储器41，控制模块42，第一射频模块43以及第一天线44，其中，第一射频模块43分别与第一天线44、控制模块42连接，控制模块42与存储器41连接，在实际应用中，标签4可以根据目标无人机的类型选择配置为无源标签，还是为需要带电源以便供电的有源标签，例如，当目标无人机为微型无人机如重量小于等于7千克的无人机，飞行范围在目视距离半径500米内，相对高度低于120米的机型，通常成本低、载荷小、速度较低，可以允许稽查无人机更近距离的识别，因此可选择标签为无源标签，而其它类型的目标无人机则可选择配置有源标签。在本实施例中，以图2所示的标签4为有源标签为例，那么，标签4则需要配置电源以便供电，如配置电池等。

在实际应用中，存储在标签4的存储器41的信息，本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择，如可以仅仅存储无人机的一些基本的信息，如仅存储目标无人机ID，目标无人机型号，拥有者姓名，拥有者身份证号，拥有者联系方式等，也可以存储把目标无人机完备的信息，如存储目标无人机ID，目标无人机型号，拥有者姓名，拥有者身份证号，拥有者联系方式，以及目标无人机重量，目标无人机升限，非视距飞行能力，拥有者姓名，拥有者身份证号，拥有者联系方式，批准的飞行区域、批准的飞行开始和结束时刻，批准的操作方式(视距/非视距)，操作员姓名，操作员身份证号，操作员取得的无人机驾照级别，操作员联系方式等。

图3为设置在稽查无人机内的阅读器5的一种结构示意图，包括接口控制单元51，基带模块52，第二射频模块53以及第二天线54，其中，基带模块52分别与接口控制单元51、第二射频模块53连接，第二射频模块53与第二天线54连接，图3中基带模块52，第二射频模块53以及第二天线54的个数N由标签4的种类数N决定(N为大于等于1的整数)，其采用的标准和协议需要与标签4的类型一一对应。

请继续参考图3，在实际应用中，稽查无人机还可以包括机载通信子***6，该机载通信子***可以通过USB接口、串口、有线网口等方式与阅读器中的接口控制单元51连接，以便接口控制单元将数据传送给机载通信子***6，进而使得机载通信子***将数据传送个地面站控制中心。

在实际应用中，地面站控制中心3包括地面站通信子***31，地面站通信子***31与稽查无人机2中机载通信子***6通信连接，用于获取来自稽查无人机发送的数据，在具体实践过程中，地面站控制中心3还可以包括无人机管理数据库子***32，用来存储关于目标无人机拥有者及飞行审批足够详细和全面的信息，主要包括但不限于目标无人机ID，目标无人机型号，目标无人机重量，目标无人机升限、非视距飞行能力，目标无人机拥有者姓名、拥有者身份证号、拥有者联系方式，目标无人机批准的飞行区域、批准的飞行开始和结束时刻、批准的操作方式(视距/非视距)，操作员姓名，操作员身份证号，操作员取得的无人机驾照级别、操作员联系方式等信息。

具体的，当地面站控制中心包括无人机管理数据库子***时，假设在目标无人机的标签中仅存储了目标无人机ID，拥有者姓名，拥有者身份证号，拥有者联系方式，无人机管理数据库子***中存储了目标无人机ID，拥有者姓名，拥有者身份证号，拥有者联系方式，以及目标无人机型号，目标无人机重量，目标无人机升限、非视距飞行能力，目标无人机批准的飞行区域、批准的飞行开始和结束时刻、批准的操作方式。

那么，当地面空管机构发现疑是违规飞行的目标无人机时，地面空管机构可以通过地面站控制中心，控制稽查无人机飞往目标无人机所在的区域(在实际操作中，可以根据就近原则，派遣附近巡查的稽查无人机)，进而使得稽查无人机可以通过其阅读器读取目标无人机存储在其标签内基本的信息，也即读取到目标无人机ID，拥有者姓名，拥有者身份证号，拥有者联系方式。

在实际应用中，稽查无人机阅读器可以通过第二天线发送一定频率的射频信号，目标无人机中的标签进入磁场后，就能接收阅读器发出的射频信号，标签凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的关于目标无人机的基本信息，当然，还可以在稽查无人机抵达目标无人机附近时，由目标无人机的标签主动发送一频率的信号，稽查无人机的阅读器读取该信息并解码，进而获得存储目标无人机的基本信息。

在本实施例中，具体以目标无人机的标签主动发送433Mhz的射频信号，稽查无人机的阅读器接收该信号来获取标签中的上述基本的信息为例，那么，稽查无人机就能够将获得的上述基本的信息通过其机载通信子***发送给地面站控制中心，地面站控制中心通过地面站通信子***接收到稽查无人机发送的关于目标无人机的目标无人机ID，拥有者姓名，拥有者身份证号，拥有者联系方式信息后，可以仅根据该信息从无人机管理数据库子***中找出存储的与该信息对应的目标无人机更加完备的信息，进而根据无人机管理数据库子***存储的该目标无人机更加完备的信息来判断该目标无人机的当前飞行状态是否处于违规飞行。

这里假设，上述更加完备的信息中记录的该目标无人机批准的飞行区域为区域1，当前该目标无人机的飞行区域为区域2，那么，就能判断出该目标无人机当前处于违规飞行状态，此时，地面站控制中心就可以联系该目标无人机的操作员，对其当前的操作进行管制，例如命令其立刻从当前飞行区域2中撤出，当然，在实际应用中，也存在判断出目标无人机的当前未处于违规飞行，例如其飞行区域，飞行时间等均与记录的信息一致，那么，此时，地面站控制中心可以继续允许其当前的飞行状态。

具体的，当地面站控制中心不包括无人机管理数据库子***时，那么，在目标无人机的标签中就需要存储详细的一些信息，以便更加该信息来判断目标无人机的飞行是否违规，这里假设目标无人机的标签包括目标无人机ID，操作员姓名，身份证号，联系方式，目标无人机升限、非视距飞行能力，目标无人机批准的飞行区域、批准的飞行开始和结束时刻、批准的操作方式。

那么，当地面空管机构发现疑是违规飞行的目标无人机时，地面空管机构可以通过地面站控制中心，控制稽查无人机飞往目标无人机所在的区域读取目标无人机存储在其标签内的上述信息，同样的，稽查无人机阅读器可以通过第二天线向标签发送一定频率的射频信号，来获取上述信息，也可以由目标无人机的标签主动发送一频率的信号，稽查无人机的阅读器读取该信息并解码，进而获得存储在目标无人机中的信息，在此，以目标无人机的标签主动向稽查无人机发送一频率为433Mhz的信号，进而使得稽查无人机获取目标无人机中的上述信息为例。

那么，稽查无人机在获得上述信息后，就会通过其机载通信子***发送给地面站控制中心，地面站控制中心通过地面站通信子***接收到稽查无人机发送的关于目标无人机的目标无人机ID，操作员姓名，身份证号，联系方式，目标无人机升限、非视距飞行能力，目标无人机批准的飞行区域、批准的飞行开始和结束时刻、批准的操作方式信息，进而根据上述信息来判断该目标无人机的当前飞行状态是否处于违规飞行。

这里假设，上述信息中记录的该目标无人机批准的飞行开始和结束时刻分别为上述10点至中午12，当前该目标无人机的飞行时间为下午2点，那么，就能判断出该目标无人机当前处于违规飞行状态，此时，地面站控制中心就可以联系该目标无人机的操作员，对其当前的操作进行管制，例如命令其立刻停止飞行，若，目标无人机当前的飞行状态均符合上述信息中的记录，也即判断出目标无人机的当前未处于违规飞行，那么，此时，地面站控制中心可以继续允许其当前的飞行状态。

所以，本发明实施例通过上述方式，也即在目标无人机上设置标签，在稽查无人机设置阅读器，来读取存储在标签中的目标无人机的信息，进而根据读取的信息来判断目标无人机当前飞行是否违规的技术方案，能够避免了现有技术中，只能通过在无人机上安装应答机来对无人机进行空管，从而导致无人机空管成本高，所以，能够有效的解决现有技术中，存在的无人机空管成本高的技术问题，实现无人机空管成本低的技术效果。

进一步的，由于本发明实施例能够及时获取操作员的联系方式，也即能够建立了空管管制员和无人机操作员之间的实时联系，对其操作进行及时管控，且获取方式简单，无需增加额外的设备，所以，在进一步节约成本的基础上，还能够弥补现有技术中，与无人机的操作人员通常难以建立及时有效的通讯联系，无法对其进行“面对面”的管制指挥的现状，所以，又具有无人机空中管理便捷，及时，效率高的技术效果。

进一步的，由于本发明实施例的标签可以存储大量信息，而传统空管应答机传输信息有限，且A模式仅应答识别码、C模式为高度码，S模式虽然可以发送数据通信报文但价格较高更难广泛装备在微小无人机上，所以，具有极大丰富了无人机空管信息的技术效果，且本方案中的标签存储的信息，包括但不限于无人机、审批(如经过审批)以及拥有者信息，为后续空管指挥调度或事后追责提供条件，对无人机的“黑飞”也起到了威慑和限制作用。

实施例二

请参考图4，基于与本申请实施例一相同的发明构思，本申请实施例二提供了一种无人机空管方法，包括：

步骤101：控制稽查无人机飞往目标无人机所在区域；

步骤102：基于所述稽查无人机，获取所述目标无人机的基本信息；

步骤103：基于所述基本信息，对所述目标无人机进行管控。

可选的，请参考图5，步骤103可以按照以下方式具体实现：

步骤201：获取地面站控制中心中与所述基本信息对应的相关信息；

步骤202：基于所述基本信息以及所述相关信息，判断所述目标无人机是否处于违规飞行状态，并根据判断结果对所述目标无人机进行管控。

可选的，请参考图6，在所述判断结果表明所述目标无人机处于违规飞行状态时，步骤202可以按照以下方式具体实现：

步骤301：获取所述目标无人机操作员的联系方式；

步骤302：基于所述联系方式，对所述操作员当前操作行为进行管理指挥。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

由于本申请实施例中的技术方案，采用了包括目标无人机，设置有标签，所述标签用于存储所述目标无人机的基本信息；稽查无人机，设置有阅读器；地面站控制中心，用于控制所述稽查无人机飞往所述目标无人机所在区域，以使所述稽查无人机通过所述阅读器去读取所述标签，获取所述基本信息，进而以使得所述地面站控制中心能够基于所述基本信息对所述目标无人机进行管控的技术方案，避免了现有技术中，只能通过在无人机上安装应答机来对无人机进行空管，从而导致无人机空管成本高，所以，能够有效的解决现有技术中，存在的无人机空管成本高、信息缺失的技术问题，实现对无人机进行低成本、高效率空管的技术效果。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种无人机空管***，包括：

目标无人机，设置有标签，所述标签用于存储所述目标无人机的基本信息；

稽查无人机，设置有阅读器；

地面站控制中心，用于控制所述稽查无人机飞往所述目标无人机所在区域，以使所述稽查无人机通过所述阅读器去读取所述标签，获取所述基本信息，进而以使得所述地面站控制中心能够基于所述基本信息对所述目标无人机进行管控；

其中，所述地面站控制中心包括无人机管理数据库子***和地面站通信子***，所述无人机管理数据库子***与所述地面站通信子***连接，所述无人机管理数据库子***用于存储所述目标无人机的相关信息，所述地面站通信子***从所述无人机管理数据库子***中获取与所述基本信息对应的相关信息，所述地面站通信子***用于判断所述目标无人机是否处于违规飞行状态；

在所述判断结果表明所述目标无人机处于违规飞行状态时，所述地面站控制中心从所述基本信息中或从所述对应的相关信息中获取所述目标无人机操作员的联系方式；并基于所述联系方式，对所述操作员当前操作行为进行管理指挥。

2.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述标签包括存储器，控制模块，第一射频模块以及第一天线，所述第一射频模块分别与所述第一天线、所述控制模块连接，所述控制模块与所述存储器连接；

其中，所述控制模块能够将存储器中存储的所述基本信息通过所述第一射频模块以及所述第一天线发送给所述阅读器。

3.如权利要求2所述的***，其特征在于，所述阅读器包括接口控制单元，基带模块，第二射频模块以及第二天线，所述基带模块分别与所述接口控制单元、所述第二射频模块连接，所述第二射频模块与所述第二天线连接；

其中，基于所述第二射频模块以及所述第二天线获取所述标签中的所述基本信息，以及基于所述接口控制单元将所述基本信息发送给所述地面站控制中心。

4.如权利要求3所述的***，其特征在于，所述稽查无人机还包括机载通信子***，所述地面站通信子***与所述机载通信子***通信连接；

其中，所述地面站通信子***基于所述机载通信子***控制所述稽查无人机飞往所述目标无人机所在区域，以及基于所述基本信息对所述目标无人机进行管控。

5.如权利要求1所述的***，其特征在于，在所述判断结果表明所述目标无人机未处于违规飞行状态时，所述地面站控制中心允许所述目标无人机继续其当前的飞行。

6.一种无人机空管方法，包括：

控制稽查无人机飞往目标无人机所在区域，其中，所述目标无人机设置有标签，所述标签用于存储所述目标无人机的基本信息，所述稽查无人机设置有阅读器；

基于所述稽查无人机通过所述阅读器去读取所述标签，以获取所述目标无人机的所述基本信息；

从存储的信息中获取与所述基本信息对应的相关信息；

基于所述基本信息以及所述相关信息，判断所述目标无人机是否处于违规飞行状态；

若所述目标无人机处于违规飞行状态，则从所述基本信息或相关信息中获取所述目标无人机操作员的联系方式，并基于所述联系方式，对所述操作员当前操作行为进行管理指挥。