無人飛行器的飛行區(qū)域監(jiān)控裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于航空領(lǐng)域，特別是涉及一種無人飛行器的飛行區(qū)域監(jiān)控裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著小微型無人飛行器，尤其是多旋翼式無人飛行器開始得到廣泛應(yīng)用，帶來了 一個問題就是無人飛行器在空間范圍內(nèi)的活動，基本沒有得到任何管理與控制。雖然有的 較大型無人飛行器生產(chǎn)商在其所生產(chǎn)的無人飛行器中內(nèi)置了關(guān)于禁飛區(qū)域的相關(guān)數(shù)據(jù)和 管理程序，但是畢竟無人飛行器生產(chǎn)廠家繁多，并且還有大量發(fā)燒友能夠自行采購原配件 組裝高性能的無人飛行器，因此無人飛行器的空中飛行過程，仍然是不受控的。并且，隨著 多旋翼式無人飛行器的熱門，反過來又帶動了固定翼式飛行器的發(fā)展，現(xiàn)在利用空中飛行 器進(jìn)行飛行活動，并完成航拍、計量、監(jiān)測、噴灑等任務(wù)的行為越來越多。這種不受控的空間 飛行器數(shù)量的增長，將明顯導(dǎo)致對空域安全的威脅，比如：在空間范圍內(nèi)活動物體的相互撞 擊，再如：空中飛行的飛行器當(dāng)遇到故障發(fā)生停車時，將從空中墜毀，對地面目標(biāo)造成潛在 傷害威脅等。另外，隨著飛行器性能的提升，小微型無人飛行器能夠自由活動的空間范圍也 越來越大，如果是在民用航空的相關(guān)區(qū)域活動，甚至可能直接威脅到民航飛機(jī)的空中安全， 嚴(yán)重時，對民航乘客的生命造成威脅。無人飛行器所涉及和影響到的空域飛行安全問題開 始凸顯。由于飛行器在空中發(fā)生碰撞或者墜機(jī)所導(dǎo)致的危害和后果某種程度上更甚于地面 交通事故，因此對于飛行器的空中安全飛行成為一個很重要的話題。
[0003] 當(dāng)前對于飛行器的空中飛行管理還比較孤立，沒有從整體環(huán)境、系統(tǒng)的角度來考 慮問題。當(dāng)前的飛行管理主要來自于禁飛區(qū)域設(shè)定的思路，這種方式嚴(yán)格確立了飛行器的 飛行范圍，但是管理方式不靈活，并且也難以整體把控所有飛行器的飛行情況，進(jìn)行合理的 空域資源調(diào)配。
[0004] 專利文獻(xiàn)CN104809918公開了一種無人飛行器飛行管理方法，其包括手機(jī)APP，授 權(quán)服務(wù)器，手機(jī)APP需要事先在授權(quán)服務(wù)器注冊；無人飛行器控制盒內(nèi)具有不可被任何設(shè) 備讀取的字符串密匙，且在授權(quán)服務(wù)器里也存儲有相同的字符串密匙，步驟是：
[0005] (1)、手機(jī)APP向授權(quán)服務(wù)器發(fā)出飛行計劃申請，申請中含飛行空域描述；
[0006] (2)、授權(quán)服務(wù)器將飛行空域描述連同字符串密匙加密，比如哈希加密，形成空域 密匙，然后將空域密匙回復(fù)給手機(jī)APP ;
[0007] (3)、手機(jī)APP將飛行空域描述與空域密匙傳送給無人飛行器；
[0008] (4)、無人飛行器控制盒將飛行空域描述與字符串密匙按授權(quán)服務(wù)器相同加密方 式加密，比如相同的哈希加密，將此加密結(jié)果與手機(jī)APP傳送過來的空域密匙比較，如果相 符則許可無人飛行器起飛，否則不允許無人飛行器起飛；
[0009] 所述空域是由若干經(jīng)煒度點(diǎn)限制的平面區(qū)域及上下海拔高度界定的，或由指定起 點(diǎn)、終點(diǎn)、空域?qū)挾取⒖沼蚋叨冉缍ǖ?。該專利克服?事前將飛行空域限制數(shù)據(jù)寫入無人飛 行器的控制盒內(nèi)"的不足。但該專利無法確認(rèn)無人飛行器是否實(shí)時處于飛行空域，無法有效 地對無人飛行器進(jìn)行管理和提供相關(guān)允許空域信息和避免與其他飛行器碰撞的作用。
[0010] 專利文獻(xiàn)CN104570872公開了一種無人飛行器遠(yuǎn)程監(jiān)控與管制方法，其包括無人 飛行器，所述的無人飛行器包括無人飛行器本體與設(shè)置在無人飛行器上的自動駕駛儀，所 述的自動駕駛儀通過無線傳輸鏈路與遙控器連接；所述的遙控器用于控制無人飛行器，包 括遙控器本體和安裝在遙控器本體上的無線傳輸器，其每隔一段時間就會往將所接收到的 數(shù)據(jù)包向外界發(fā)送；所述的遙控器通過有線或無線方式和地面站連接，所述的地面站為總 操作站，主要由操作主機(jī)構(gòu)成，無人飛行器只聽從遙控器發(fā)出的指令；所述的無線傳輸器與 航空管制部門和服務(wù)站通過無線傳輸?shù)姆绞竭B接；當(dāng)無人飛行器加電后，會進(jìn)行加電初始 化，同時控制自動駕駛儀通過預(yù)先設(shè)置好的程序進(jìn)行搜星定位，并將篩選的數(shù)據(jù)發(fā)回給遙 控器，遙控器會將這些信息和遙控器的加電初始化信息打包發(fā)回給航空管制部門的接收器 和服務(wù)站的接收器；當(dāng)航空管制部門發(fā)現(xiàn)無人飛行器為非法起飛需要迫降時，航空管制部 門能發(fā)送控制指令到遙控器上，遙控器接收到航空管制部門的指令后鎖定通過其他途徑進(jìn) 入遙控器的數(shù)據(jù)，使其不發(fā)生任何效用，此時遙控器只聽從航空管制部門的指令，直到航空 管制部門發(fā)出結(jié)束控制指令為止；當(dāng)無人飛行器操作者需要服務(wù)站遠(yuǎn)程協(xié)助時，首先通知 服務(wù)站，服務(wù)站接收到信息后發(fā)送控制指令到遙控器上，遙控器接收到指令后也會鎖定除 航空管制部門外通過其他途徑進(jìn)入遙控器的數(shù)據(jù)，使其不發(fā)生任何效用，此時遙控器只聽 從服務(wù)站的指令，直到服務(wù)站發(fā)出結(jié)束控制指令為止。該專利實(shí)現(xiàn)了航空管制部門可以對 飛行中的無人飛行器進(jìn)行監(jiān)控，確定無人飛行器的飛行地點(diǎn)、飛行高度及無人飛行器本身 是否存在安全隱患，判斷是否安全飛行，如果有需要，可以對無人飛行器進(jìn)行遠(yuǎn)程迫降。但 該專利結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要人為控制且更新和升級緩慢且不方便，該專利無法在起飛前便介入 驗(yàn)證，航空安全性較低且無法實(shí)時監(jiān)控?zé)o人飛行器的飛行。
[0011] 因此，本領(lǐng)域急需一種能夠根據(jù)需要及時更新和升級可飛空域數(shù)據(jù)和管理策略而 不泄露如禁飛區(qū)域的敏感數(shù)據(jù)的無人飛行器飛行區(qū)域監(jiān)控裝置，且該裝置能夠進(jìn)行身份合 法性驗(yàn)證和飛行區(qū)域驗(yàn)證的雙重驗(yàn)證，以及實(shí)時監(jiān)控?zé)o人飛行器的飛行和提供無人飛行器 可飛區(qū)域的相關(guān)信息和避免與其他無人飛行器碰撞。
[0012] 在【背景技術(shù)】部分中公開的上述信息僅僅用于增強(qiáng)對本實(shí)用新型背景的理解，因此 可能包含不構(gòu)成在本國中本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0013] 本申請人注意到上述問題并提供了如下方案，通過由無線通信方式連接的控制飛 行器、無人飛行器、云端服務(wù)器所構(gòu)成的裝置，能夠有效解決飛行安全監(jiān)控問題，并且能夠 實(shí)時監(jiān)控和記錄所有飛行器的飛行過程，在宏觀層面解決空域資源運(yùn)用問題。
[0014] 本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
[0015] 本實(shí)用新型公開的一種無人飛行器的飛行區(qū)域監(jiān)控裝置包括設(shè)在所述無人飛行 器上的由電子羅盤、高度計、GPS單元、加速度計、重力傳感器和陀螺儀組成的組中的一個或 多個構(gòu)成的飛行狀態(tài)測量設(shè)備、控制所述無人飛行器飛行的飛行控制器和對應(yīng)至少一組所 述無人飛行器及其飛行控制器的云端服務(wù)器。
[0016] 所述飛行狀態(tài)測量設(shè)備測量所述無人飛行器的飛行狀態(tài)信息且通過無線連接發(fā) 送所述飛行狀態(tài)信息和所述無人飛行器唯一對應(yīng)的識別碼到所述云端服務(wù)器。
[0017] 所述飛行控制器通過無線連接發(fā)送預(yù)定的無人飛行器的路線信息到所述云端服 務(wù)器。
[0018] 所述云端服務(wù)器包括存儲器、驗(yàn)證器和比較器，所述存儲器存儲識別碼數(shù)據(jù)和飛 行區(qū)域數(shù)據(jù)；連接所述存儲器的所述驗(yàn)證器驗(yàn)證所接收的所述識別碼，當(dāng)所述識別碼驗(yàn)證 通過時，所述驗(yàn)證器驗(yàn)證所述路線信息且當(dāng)所述路線信息驗(yàn)證通過時，所述云端服務(wù)器發(fā) 送一組密匙到所述無人飛行器和飛行控制器，所述飛行控制器利用所述密匙與所述無人飛 行器通信且根據(jù)所述路線信息控制所述無人飛行器的飛行；所述比較器接收所述飛行狀態(tài) 信息且將其與所述路線信息進(jìn)行比較以監(jiān)控所述無人飛行器。
[0019] 優(yōu)選地，當(dāng)所述無人飛行器起飛后，所述飛行狀態(tài)測量設(shè)備實(shí)時發(fā)送所述飛行狀 態(tài)信息到所述云端服務(wù)器。
[0020] 優(yōu)選地，所述飛行狀態(tài)測量設(shè)備由選自電子羅盤、高度計、GPS單元、加速度計、重 力傳感器和陀螺儀組成的組中的一個或多個組成。
[0021] 優(yōu)選地，在所述無人飛行器上設(shè)置的所述無線通信設(shè)備由選自具有不同優(yōu)選級的 無線局域網(wǎng)設(shè)備、移動通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、平流層通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備組成的組 中的一個或多個組成。
[0022] 優(yōu)選地，所述比較器判斷所述無人飛行器偏離所述路線信息時，所述云端服務(wù)器 發(fā)出警告。
[0023] 優(yōu)選地，所述比較器判斷所述無人飛行器偏離所述路線信息時，所述云端服務(wù)器 通過密匙中止所述飛行控制