CN109118827A - 一种基于云平台的无人机飞行管理方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种基于云平台的无人机飞行管理方法及***，涉及无人机监管、无人机控制及云计算应用技术领域。本发明实现方法为：当前无人机用户或空中监管部门通过客户端进行注册登记或授权,输入预定的飞行信息至客户端；通过客户端将飞行信息上传至云平台，将飞行信息处理后传回客户端；将核准后的飞行信息通过云平台经通信控制模块传输至无人机；通信控制模块将飞行数据实时发送云平台，用户或空中监管部门在云平台进行实时监测及控制管理。本发明还公开用于实现所述方法的一种基于云平台的无人机飞行管理***，包括用户管理模块、优化处理模块、地图模块、通信控制模块。本发明能够实现对单体、群体无人机的有效统筹协调与控制管理。

Description

一种基于云平台的无人机飞行管理方法及***

技术领域

本发明涉及一种无人机监管、无人机控制领域，尤其涉及一种基于云平台的无人机飞行管理方法及***。

背景技术

近年来，随着无人机技术的日益成熟，其应用前景与市场需求更是一片光明。不论是军用还是民用领域，无人机以其快捷便利、成本低、灵活性强等特点逐渐进入大众视野，许多国家逐步开始尝试放开航空管制，这促使无人机技术进入了一个高速发展期。凭借其独特的优势，无人机技术在抢险救灾、货物搬运、侦查勘探等领域得到了广泛的应用。相信随着工业化进程的发展和无人机技术的进步，无人机全面走入人们生活的一天不会太过遥远。

然而，随着无人机数量的增多与任务复杂度的上升，单体与单体间、机组内部、不同机组间无人机的飞行管理问题也逐渐显现出来。如何进行有效的统筹，如何管理，这些问题逐渐成为用户和空中监管部门的难题。

近年来，政府曾出台包括区域禁飞、飞行器设备实名登记等一系列政策措施，试图从个体层面解决无人机飞行管理的问题，虽有成效，但依旧存在许多问题，甚至还发生过不少对社会公共安全造成重大影响的危险事故，因此发明一种能够有效协调管理的无人机飞行管理方法及***是十分有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于云平台的无人机飞行管理方法及***，用以解决现存的无人机飞行管理混乱的问题，实现对单体、群体无人机的有效统筹协调与控制管理。

本发明目的是通过下述技术方案实现的。

本发明公开的一种基于云平台的无人机飞行管理方法，包括如下步骤：

步骤一：当前无人机用户或空中监管部门通过客户端***进行注册登记或授权,输入预定的飞行信息至客户端，所述的飞行信息包括航线、任务、飞行高度、机组数量及飞行时长。

步骤二：通过客户端将无人机飞行信息上传至云平台，将飞行信息处理后传回客户端。

作为优选，步骤二的具体实现方法为：通过客户端将当前用户无人机飞行信息上传至云平台，将当前用户提出的预定飞行信息与已存在其他用户飞行信息对比，当预定飞行与已存在其他用户飞行信息不发生冲突时，按当前用户预定飞行信息处理；当预定飞行与已存在其他用户飞行信息冲突时，***结合情况综合对比，计算得出优化备选飞行轨迹。之后，模拟优化飞行轨迹，得出处理后的模拟飞行报告，传回客户端。

作为进一步优选，所述***结合情况综合对比，主要考虑的影响因素包括任务重要性、航程优先级、机群规模、无人机性能、空中监管部门要求。

步骤三：将无人机用户或空中监管部门核准后的飞行信息通过云平台经通信控制模块传输至无人机。

步骤三所述通信控制模块，根据无人机用户的实际需要，在云平台与无人机之间使用通信技术进行非密或加密数据交互。

作为优选，在通信控制模块使用的通信技术优选4G/5G或蓝牙匹配。

作为优选，其中非密级需要用户输入无人机的识别码；秘密级需要用户输入识别码并进行U盾匹配；机密级需要用户进行指纹匹配。

步骤四：通信控制模块将飞行数据实时发送云平台，无人机用户或空中监管部门在云平台进行实时监测及控制管理。

作为优选，步骤四所述的实时监测及控制管理方法为：通过客户端，无人机用户能够实时查看己方无人机飞行数据，如有临时更改需要，发出调整指令至云平台，经云平台内部计算模拟，如调整指令合理可实现，即通过通信控制模块将指令传至无人机；空中监管部门能够实时查看所有无人机的飞行数据，并根据实际情况，实时控制管理。

作为进一步优选，所述空中监管部门根据实际情况控制管理，包括因任务重要性需改变航程优先级；因天气或地理因素需改变航线；因特殊情况需增减飞行任务。

步骤四所述的飞行数据包括无人机本身飞行信息及无人机在飞行过程中获取的地理信息、图像信息。

为实现本发明公开的一种基于云平台的无人机飞行管理方法，本发明还公开一种基于云平台的无人机飞行管理***，包括用户管理模块、优化处理模块、地图模块、通信控制模块。

所述用户管理模块用于无人机用户在云平台根据相关法律法规要求进行注册，包括实名登记、飞行器材报备、飞行信息录入；也用于监管部门对无人机用户的使用进行审查、授权。

所述优化处理模块用于进行无人机飞行信息的处理，通过相关算法模拟优化出飞行轨迹、飞行高度、同机组间无人机起降顺序、不同机组间路线设计，并将结果传回客户端供用户参考确认。

所述地图模块用于为无人机飞行管理***提供地图信息，实现对全部***内注册无人机的实时飞行情况监测。

所述通信控制模块用于无人机与云平台的数据交互，并监测控制飞行情况，根据需要做实时调整控制。

有益效果：

1、本发明公开的一种基于云平台的无人机飞行管理方法，通过综合对比***内所有用户飞行信息，计算优化得出供用户和空中监管部门参考模拟飞行图，有效统筹管理所有注册的无人机，有效规避因航线重叠或其他特殊原因造成的飞行事故，进而实现对于所有无人机的有效统筹协调与控制管理。

2、本发明公开的一种基于云平台的无人机飞行管理***，通过通信控制模块，用户及空中监管部门能够实时监测无人机飞行情况，并可根据需要作出调整，显著提高飞行的灵活性与控制的精确性。

附图说明

图1基于云平台的无人机飞行管理方法示意图；

图2基于云平台的无人机飞行管理***示意图。

具体实施方式

为了使本发明的使用方法、特点、技术方案更加清晰，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。

实施例1：

本实施例公开的一种基于云平台的无人机飞行管理方法及***，用以解决现存的无人机飞行管理混乱的问题，实现对单体、群体无人机的有效统筹协调与控制管理。

如图1所示，图1为本发明实施例提供的一种基于云平台的无人机飞行管理方法示意图，具体实现步骤如下：

S1：在***专用客户端上，无人机用户进行注册登记，将预定的任务、航线、航行高度、无人机设备参数等飞行信息录入***，再由空中监管部门或专业飞行管理人员对其进行审核，通过后进行授权。

S2：客户端将获得授权的无人机飞行信息上传至云平台，经与已存在的飞行任务比对后，结合实际需要和实际情况，采用不同算法给出优化后的最佳飞行轨迹，模拟生成仿真图，并传回客户端供用户及空中监管部门审核。

S3：将得到用户与空中监管部门核准后的飞行信息上传至云平台，并将其通过通信控制模块传输至无人机。

S4：在飞行过程中，由通信控制模块实现与云平台的实时数据交互，用户或空中监管部门可实时监控飞行情况。如需临时调整，控制指令可由云平台快速传输至无人机。

基于云平台的无人机飞行管理方法的一个实施例中，用户在客户端通过预置的ID码与通信控制模块匹配，不同的密级采用不同程度的加密协议，进而查看、修改、审核自己无人机的飞行信息并进行实时无人机控制，如当前用户预定飞行与他人无人机飞行冲突，***会告知用户航行路线不可用，但不会透露他人飞行信息。空中监管部门可无障碍随时查看***内注册无人机的情况。

基于云平台的无人机飞行管理方法的一个实施例中，云平台在优化处理无人机飞行轨迹时，根据不同任务的不同需求，采用如遗传算法、人工神经网络算法及蚁群算法等算法结合已存在航线，综合比对，模拟生成飞行仿真图。

基于云平台的无人机飞行管理方法的一个实施例中，云平台与机载通信控制模块的连接由5G通信实现，借由5G通信的高传输速率，云平台可以极高的频率与无人机进行数据交互，进行实现用户对于无人机的精准控制。

基于云平台的无人机飞行管理方法的一个实施例中，用户及空中监管部门能够根据实际情况，随时对无人机的飞行情况作出调整。如在执行货物搬运任务的无人机群组遇到执行抢险救灾任务的无人机群组时，通过远程控制实现临时拉升或下降，从而进行避让；如执行侦查勘探任务的无人群组有重大发现时，通过远程控制实时起降停落；如遭遇恶劣天气或临时区域禁飞时，通过远程控制实现返航或迫降。

如图2所示，图2为本发明实施例提供的一种基于云平台的无人机飞行管理***示意图，具体包括用户管理模块、优化处理模块、地图模块、通信控制模块。

所述用户管理模块用于无人机用户在云平台根据相关法律法规要求进行实名登记、飞行器材报备、飞行信息录入等；也用于监管部门对无人机用户使用进行审查、授权等。

所述优化处理模块用于进行无人机飞行信息的处理，通过相关算法模拟优化出飞行轨迹、飞行高度、同机组间无人机起降顺序、不同机组间路线设计等，并将结果传回客户端供用户参考确认。

所述地图模块用于为无人机飞行管理***提供地图信息，实现对全部***内注册无人机的实时飞行情况监测。

所述通信控制模块用于无人机与云平台的数据交互，并监测控制飞行情况，能够根据需要做实时调整控制。

基于云平台的无人机飞行管理***的一个实施例中，用户需先在***中注册登记，之后录入己方无人机飞行信息，经用户管理***内部及空中监管部门审核后，授权该次飞行。用户管理***同时记录该用户的使用情况，将其作为历史数据存储在数据库中，该用户再次申报飞行时便无需重新注册登记，同时其历史记录也将被提供给用户及空中监管部门以作参考。

基于云平台的无人机飞行管理***的一个实施例中，地图模块能够根据卫星定位实时追踪监测无人机飞行路径，并选择性显示周围天气状况、相邻无人机飞行路径、禁飞区域表示等外界信息。

基于云平台的无人机飞行管理***的一个实施例中，通信控制模块将无人机飞行数据通过5G上传至云平台，并从云平台以固定频率下载新的指令信息，进而实现对无人机的精准控制。

本实施例用一般性说明及典型实施例对本发明进行了详尽的说明，但在本发明的基础上，可以对之作一些修改和改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种基于云平台的无人机飞行管理方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤一：当前无人机用户或空中监管部门通过客户端***进行注册登记或授权,输入预定的飞行信息至客户端，所述的飞行信息包括航线、任务、飞行高度、机组数量及飞行时长；

步骤二：通过客户端将无人机飞行信息上传至云平台，将飞行信息处理后传回客户端；

步骤三：将无人机用户或空中监管部门核准后的飞行信息通过云平台经通信控制模块传输至无人机；

步骤三所述通信控制模块，根据无人机用户的实际需要，在云平台与无人机之间使用通信技术进行非密或加密数据交互；

步骤四：通信控制模块将飞行数据实时发送云平台，无人机用户或空中监管部门在云平台进行实时监测及控制管理；

步骤四所述的飞行数据包括无人机本身飞行信息及无人机在飞行过程中获取的地理信息、图像信息。

2.如权利要求1所述的一种基于云平台的无人机飞行管理方法，其特征在于：步骤二的具体实现方法为，通过客户端将当前用户无人机飞行信息上传至云平台，将当前用户提出的预定飞行信息与已存在其他用户飞行信息对比，当预定飞行与已存在其他用户飞行信息不发生冲突时，按当前用户预定飞行信息处理；当预定飞行与已存在其他用户飞行信息冲突时，***结合情况综合对比，计算得出优化备选飞行轨迹；之后，模拟优化飞行轨迹，得出处理后的模拟飞行报告，传回客户端。

3.如权利要求1所述的一种基于云平台的无人机飞行管理方法，其特征在于：步骤四所述的实时监测及控制管理方法为，通过客户端，无人机用户能够实时查看己方无人机飞行数据，如有临时更改需要，发出调整指令至云平台，经云平台内部计算模拟，如调整指令合理可实现，即通过通信控制模块将指令传至无人机；空中监管部门能够实时查看所有无人机的飞行数据，并根据实际情况，实时控制管理。

4.如权利要求2所述的一种基于云平台的无人机飞行管理方法，其特征在于：所述空中监管部门根据实际情况控制管理，包括因任务重要性需改变航程优先级；因天气或地理因素需改变航线；因特殊情况需增减飞行任务。

5.如权利要求3所述的一种基于云平台的无人机飞行管理方法，其特征在于：所述***结合情况综合对比，主要考虑的影响因素包括任务重要性、航程优先级、机群规模、无人机性能、空中监管部门要求。

6.如权利要求1、2、3、4或5所述的一种基于云平台的无人机飞行管理方法，其特征在于：在通信控制模块使用的通信技术优选4G/5G或蓝牙匹配。

7.如权利要求6所述的一种基于云平台的无人机飞行管理方法，其特征在于：非密级需要用户输入无人机的识别码；秘密级需要用户输入识别码并进行U盾匹配；机密级需要用户进行指纹匹配。

8.一种基于云平台的无人机飞行管理***，用于实现所述的一种基于云平台的无人机飞行管理方法，其特征在于：包括用户管理模块、优化处理模块、地图模块、通信控制模块；

所述用户管理模块用于无人机用户在云平台根据相关法律法规要求进行注册，包括实名登记、飞行器材报备、飞行信息录入；也用于监管部门对无人机用户的使用进行审查、授权；

所述优化处理模块用于进行无人机飞行信息的处理，通过相关算法模拟优化出飞行轨迹、飞行高度、同机组间无人机起降顺序、不同机组间路线设计，并将结果传回客户端供用户参考确认；

所述地图模块用于为无人机飞行管理***提供地图信息，实现对全部***内注册无人机的实时飞行情况监测；

所述通信控制模块用于无人机与云平台的数据交互，并监测控制飞行情况，根据需要做实时调整控制。