CN116939169A - 一种多功能的飞行器监控方法及*** - Google Patents

一种多功能的飞行器监控方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及飞行器控制领域，公开了一种多功能的飞行器监控方法及***，包括采集用于测试飞行器的测试空域对应的地面图像数据；飞行器控制模块与匹配的云端通信服务模块建立通信，并将飞行器控制模块身份信息发送给云端通信服务模块，飞行器与匹配的云端通信服务模块建立通信，与和云端通信服务模块建立通信的飞行器控制模块发送的身份信息进行身份匹配，飞行器将所在的位置信息以及获取的地形图像信息，发送到云端通信服务模块，飞行器控制模块设置降落位置，规划得到降落路径，并将降落路径发送到云端通信服务模块，飞行器根据降落路径进行降落，完成飞行器监测。通过本发明的技术方案，可以实现对飞行器进行安全控制。

Description

一种多功能的飞行器监控方法及***
技术领域
本发明涉及飞行器控制领域，具体是一种多功能的飞行器监控***及方法。
背景技术
目前飞行器在航拍、农业、植保、自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄等领域的应用，大大的拓展了飞行器的用途，同时也对飞行器技术的发展提出了更高的要求；
由于飞行器是通过无线连接的方式来控制，当由于出现遮挡物遮挡或者信号干扰等情况，造成控制信号弱，无法对飞行器进行有效控制时，如何确保飞行器安全的返回，或者重新进行有效的控制，是当前行业研究人员需要研究的课题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种多功能的飞行器监控方法，包括如下步骤：
步骤一，采集用于测试飞行器的测试空域对应的地面图像数据，并为飞行器控制模块和飞行器匹配云端通信服务模块；
步骤二，采集飞行器与飞行器控制模块之间的信号强度和距离，若信号强度低于设定的信号强度或飞行器与飞行器控制模块之间的距离大于设定的距离，飞行器进入悬停状态，飞行器控制模块与匹配的云端通信服务模块建立通信，并将飞行器控制模块身份信息发送给云端通信服务模块，进入步骤三；
步骤三，飞行器与匹配的云端通信服务模块建立通信，飞行器与云端通信服务模块建立通信后，飞行器向云端通信服务模块发送飞行器控制模块身份信息；
步骤四，云端通信服务模块根据飞行器发送的飞行器控制模块身份信息，与已与云端通信服务模块建立通信的飞行器控制模块发送的身份信息进行身份匹配，若匹配成功，进入步骤六；若匹配不成功，则进入步骤五；
步骤五，云端通信服务模块继续与连接的飞行器控制模块进行身份匹配，若在飞行器可悬停时长内，匹配到飞行器控制模块，则进入步骤六，否者，则飞行器降落至预订降落位置；
步骤六，云端通信服务模块建立对应的飞行控制容器，飞行器将所在的位置信息以及获取的地形图像信息，发送到对应的飞行控制容器，对应的飞行控制容器与飞行器控制模块通信连接，飞行器控制模块根据飞行器将所在的位置信息以及获取的地形图像信息，与测试空域对应的地形数据进行匹配，匹配得到飞行器距地面的高度，根据飞行器的位置信息和高度信息，飞行器控制模块设置降落位置，规划得到降落路径，并将降落路径发送到对应的飞行控制容器，飞行器根据降落路径进行降落，完成飞行器监测。
进一步的，所述的采集用于测试飞行器的测试空域对应的地面图像数据，包括如下步骤：
S1，获取待测绘地面的坐标，根据坐标建立测绘地面，得到测绘地面的横向长度和纵向长度；
S2，根据建立的测绘地面，设定测绘高度，以横向为测绘方向，将测绘地面根据测绘设备在设定测绘高度获取的画面宽度，依据测绘地面纵向长度，分为多个横向测绘区，对多个横向测绘区通过经过一致性校验的测绘设备分别获取横向测绘图，将获取的多个横向测绘图进行拼接，得到待测地面横向测绘图；
S3，按照设定的测绘高度，以纵向为测绘方向，依据测绘地面横向长度，将测绘地面根据测绘设备在设定的测绘高度获取的画面宽度，分为多个纵向测绘地面，分别获取纵向测绘分区图；
S 4，将获得的待测地面横向测绘图按照纵向测绘方向，划分为多个横向测绘图的纵向分区图，所述的多个横向测绘图的纵向分区图与分别获取的纵向测绘分区图一一对应；
S5，将横向测绘图的纵向分区图与对应的纵向测绘分区图一一进行图像比对，所述的图像比对包括获得图像相似度，若横向测绘图的纵向分区图与对应的纵向测绘分区图的图像相似度均不小于设定的图像相似度，则图像数据采集合格；反之，则进入步骤六；
S6，提取出图像相似度小于设定的图像相似度的横向测绘图的纵向分区图，将横向测绘图的纵向分区图中的各横向分区分别与对应的纵向测绘图中的对应地面进行重合率检测，筛选出重合率低于设定图像相似度的横向分区，重新采集该地面图像数据，并对重新采集的图像数据进行相似度检测，若合格，则替换横向测绘图中的该地面图像数据，得到修正后的横向测绘图，完成地面图像数据采集。
进一步的，所述的对多个横向测绘区通过经过一致性校验的测绘设备分别获取横向测绘图，包括：根据横向测绘区的数量，配置对应数量的飞行器图像采集装置，并对配置的飞行器图像采集设备进行一致性校验，所述的一致性校验包括飞行稳定性一致性校验，通过校验后，所有的飞行器图像采集设备同时对各横向测绘区进行图像采集。
进一步的，所述的飞行器降落至预订降落位置，包括：
获取飞行器与预订降落位置的距离，得到到达预定降落位置的所需电量，根据飞行器剩余电量与到达预定降落位置所需电量的差值，得到悬停可消耗电量，根据悬停可消耗电量，得到悬停时长，若悬停时长内飞行器未接收到云端通信服务模块发送的飞行器控制模块的控制信号，则飞行器降落至预订降落位置。
应用所述的一种多功能的飞行器监控方法的一种多功能的飞行器监控***，云端通信服务模块、飞行器状态检测装置、通信切换模块、飞行器控制模块；
所述的飞行器状态检测装置、飞行器控制模块分别与所述的通信切换模块连接，所述的飞行器控制模块还与所述的云端通信服务模块连接，所述的通信切换模块与所述的云端通信服务模块连接。
优选的，所述的云端通信服务模块包括云端通信服务节点、图像匹配模块、数据处理模块；所述的云端通信服务节点、图像匹配模块分别与所述的数据处理模块连接。
本发明的有益效果是：通过本发明所提供的技术方案，可以实现对飞行器进行安全控制，通过飞行器获取的图像数据，可以获取飞行器所在位置，进而获取飞行器所在环境，为路径规划提供数据。
附图说明
图1为一种多功能的飞行器监控方法的流程示意图；
图2为一种多功能的飞行器监控***的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
而且，术语“包括”，“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程，方法，物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程，方法，物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程，方法，物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
如图1所示，一种多功能的飞行器监控方法，包括如下步骤：
步骤一，采集用于测试飞行器的测试空域对应的地面图像数据，并为飞行器控制模块和飞行器匹配云端通信服务模块；
步骤二，采集飞行器与飞行器控制模块之间的信号强度和距离，若信号强度低于设定的信号强度或飞行器与飞行器控制模块之间的距离大于设定的距离，飞行器进入悬停状态，飞行器控制模块与匹配的云端通信服务模块建立通信，并将飞行器控制模块身份信息发送给云端通信服务模块，进入步骤三；
步骤三，飞行器与匹配的云端通信服务模块建立通信，飞行器向云端通信服务模块发送飞行器控制模块身份信息；
步骤四，云端通信服务模块根据飞行器发送的飞行器控制模块身份信息，与和云端通信服务模块建立通信的飞行器控制模块发送的身份信息进行身份匹配，若匹配成功，进入步骤六；若匹配不成功，则进入步骤五；
步骤五，云端通信服务模块继续与连接的飞行器控制模块进行身份匹配，若在飞行器可悬停时长内，匹配到飞行器控制模块，则进入步骤六，否者，则飞行器降落至预订降落位置；
步骤六，云端通信服务模块建立对应的飞行控制容器，飞行器将所在的位置信息以及获取的地形图像信息，发送到对应的飞行控制容器，对应的飞行控制容器与飞行器控制模块通信连接，飞行器控制模块根据飞行器将所在的位置信息以及获取的地形图像信息，与测试空域对应的地形数据进行匹配，匹配得到飞行器距地面的高度，根据飞行器的位置信息和高度信息，飞行器控制模块设置降落位置，规划得到降落路径，并将降落路径发送到对应的飞行控制容器，飞行器根据降落路径进行降落，完成飞行器监测。
所述的飞行控制容器与飞行器唯一对应，所述的飞行控制容器中包括身份信息识别模块，由于识别连接的飞行器控制模块的身份信息，身份验证通过后，接收飞行器控制模块发送的信息。
所述的采集用于测试飞行器的测试空域对应的地面图像数据，包括如下步骤：
S1，获取待测绘地面的坐标，根据坐标建立测绘地面，得到测绘地面的横向长度和纵向长度；
S2，根据建立的测绘地面，设定测绘高度，以横向为测绘方向，将测绘地面根据测绘设备在设定测绘高度获取的画面宽度，依据测绘地面纵向长度，分为多个横向测绘区，对多个横向测绘区通过经过一致性校验的测绘设备分别获取横向测绘图，将获取的多个横向测绘图进行拼接，得到待测地面横向测绘图；
S3，按照设定的测绘高度，以纵向为测绘方向，依据测绘地面横向长度，将测绘地面根据测绘设备在设定的测绘高度获取的画面宽度，分为多个纵向测绘地面，分别获取纵向测绘分区图；
S4，将获得的待测地面横向测绘图按照纵向测绘方向，划分为多个横向测绘图的纵向分区图，所述的多个横向测绘图的纵向分区图与分别获取的纵向测绘分区图一一对应；
S5，将横向测绘图的纵向分区图与对应的纵向测绘分区图一一进行图像比对，所述的图像比对包括获得图像相似度，若横向测绘图的纵向分区图与对应的纵向测绘分区图的图像相似度均不小于设定的图像相似度，则图像数据采集合格；反之，则进入步骤六；
S6，提取出图像相似度小于设定的图像相似度的横向测绘图的纵向分区图，将横向测绘图的纵向分区图中的各横向分区分别与对应的纵向测绘图中的对应地面进行重合率检测，筛选出重合率低于设定图像相似度的横向分区，重新采集该地面图像数据，并对重新采集的图像数据进行相似度检测，若合格，则替换横向测绘图中的该地面图像数据，得到修正后的横向测绘图，完成地面图像数据采集。
所述的对多个横向测绘区通过经过一致性校验的测绘设备分别获取横向测绘图，包括：根据横向测绘区的数量，配置对应数量的飞行器图像采集装置，并对配置的飞行器图像采集设备进行一致性校验，所述的一致性校验包括飞行稳定性一致性校验，通过校验后，所有的飞行器图像采集设备同时对各横向测绘区进行图像采集。
所述的飞行器降落至预订降落位置，包括：
获取飞行器与预订降落位置的距离，得到到达预定降落位置的所需电量，根据飞行器剩余电量与到达预定降落位置所需电量的差值，得到悬停可消耗电量，根据悬停可消耗电量，得到悬停时长，若悬停时长内飞行器未接收到云端通信服务模块发送的飞行器控制模块的控制信号，则飞行器降落至预订降落位置。
如图2所示，应用所述的一种多功能的飞行器监控方法的一种多功能的飞行器监控***，云端通信服务模块、飞行器状态检测装置、通信切换模块、飞行器控制模块；
所述的飞行器状态检测装置、飞行器控制模块分别与所述的通信切换模块连接，所述的飞行器控制模块还与所述的云端通信服务模块连接，所述的通信切换模块与所述的云端通信服务模块连接。
所述的云端通信服务模块包括云端通信服务节点、图像匹配模块、数据处理模块；所述的云端通信服务节点、图像匹配模块分别与所述的数据处理模块连接。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种多功能的飞行器监控方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，采集用于测试飞行器的测试空域对应的地面图像数据，并为飞行器控制模块和飞行器匹配云端通信服务模块；
步骤二，采集飞行器与飞行器控制模块之间的信号强度和距离，若信号强度低于设定的信号强度或飞行器与飞行器控制模块之间的距离大于设定的距离，飞行器进入悬停状态，飞行器控制模块与匹配的云端通信服务模块建立通信，并将飞行器控制模块身份信息发送给云端通信服务模块，进入步骤三；
步骤三，飞行器与云端通信服务模块建立通信后，飞行器向云端通信服务模块发送飞行器控制模块身份信息；
步骤四，云端通信服务模块根据飞行器发送的飞行器控制模块身份信息，与和云端通信服务模块建立通信的飞行器控制模块发送的身份信息进行身份匹配，若匹配成功，进入步骤六；若匹配不成功，则进入步骤五；
步骤五，云端通信服务模块继续与连接的飞行器控制模块进行身份匹配，若在飞行器可悬停时长内，匹配到飞行器控制模块，则进入步骤六，否者，则飞行器降落至预订降落位置；
步骤六，云端通信服务模块建立对应的飞行控制容器，飞行器将所在的位置信息以及获取的地形图像信息，发送到对应的飞行控制容器，对应的飞行控制容器与飞行器控制模块通信连接，飞行器控制模块根据飞行器将所在的位置信息以及获取的地形图像信息，与测试空域对应的地形数据进行匹配，匹配得到飞行器距地面的高度，根据飞行器的位置信息和高度信息，飞行器控制模块设置降落位置，规划得到降落路径，并将降落路径发送到对应的飞行控制容器，飞行器根据降落路径进行降落，完成飞行器监测。
2.根据权利要求1所述的一种多功能的飞行器监控方法，其特征在于，所述的采集用于测试飞行器的测试空域对应的地面图像数据，包括如下步骤：
S1，获取待测绘地面的坐标，根据坐标建立测绘地面，得到测绘地面的横向长度和纵向长度；
S2，根据建立的测绘地面，设定测绘高度，以横向为测绘方向，将测绘地面根据测绘设备在设定测绘高度获取的画面宽度，依据测绘地面纵向长度，分为多个横向测绘区，对多个横向测绘区通过经过一致性校验的测绘设备分别获取横向测绘图，将获取的多个横向测绘图进行拼接，得到待测地面横向测绘图；
S3，按照设定的测绘高度，以纵向为测绘方向，依据测绘地面横向长度，将测绘地面根据测绘设备在设定的测绘高度获取的画面宽度，分为多个纵向测绘地面，分别获取纵向测绘分区图；
S4，将获得的待测地面横向测绘图按照纵向测绘方向，划分为多个横向测绘图的纵向分区图，所述的多个横向测绘图的纵向分区图与分别获取的纵向测绘分区图一一对应；
S5，将横向测绘图的纵向分区图与对应的纵向测绘分区图一一进行图像比对，所述的图像比对包括获得图像相似度，若横向测绘图的纵向分区图与对应的纵向测绘分区图的图像相似度均不小于设定的图像相似度，则图像数据采集合格；反之，则进入步骤六；
S6，提取出图像相似度小于设定的图像相似度的横向测绘图的纵向分区图，将横向测绘图的纵向分区图中的各横向分区分别与对应的纵向测绘图中的对应地面进行重合率检测，筛选出重合率低于设定图像相似度的横向分区，重新采集该地面图像数据，并对重新采集的图像数据进行相似度检测，若合格，则替换横向测绘图中的该地面图像数据，得到修正后的横向测绘图，完成地面图像数据采集。
3.根据权利要求2所述的一种多功能的飞行器监控方法，其特征在于，所述的对多个横向测绘区通过经过一致性校验的测绘设备分别获取横向测绘图，包括：根据横向测绘区的数量，配置对应数量的飞行器图像采集装置，并对配置的飞行器图像采集设备进行一致性校验，所述的一致性校验包括飞行稳定性一致性校验，通过校验后，所有的飞行器图像采集设备同时对各横向测绘区进行图像采集。
4.根据权利要求3所述的一种多功能的飞行器监控方法，其特征在于，所述的飞行器降落至预订降落位置，包括：
获取飞行器与预订降落位置的距离，得到到达预定降落位置的所需电量，根据飞行器剩余电量与到达预定降落位置所需电量的差值，得到悬停可消耗电量，根据悬停可消耗电量，得到悬停时长，若悬停时长内飞行器未接收到云端通信服务模块发送的飞行器控制模块的控制信号，则飞行器降落至预订降落位置。
5.一种多功能的飞行器监控***，其特征在于，应用权利要求1-4任一所述的一种多功能的飞行器监控方法，包括云端通信服务模块、飞行器状态检测装置、通信切换模块、飞行器控制模块；
所述的飞行器状态检测装置、飞行器控制模块分别与所述的通信切换模块连接，所述的飞行器控制模块还与所述的云端通信服务模块连接，所述的通信切换模块与所述的云端通信服务模块连接。
6.根据权利要求5所述的一种多功能的飞行器监控***，其特征在于，所述的云端通信服务模块包括云端通信服务节点、图像匹配模块、数据处理模块；所述的云端通信服务节点、图像匹配模块分别与所述的数据处理模块连接。
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