無(wú)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(wú)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(wú)人飛行器，尤其是多旋翼式無(wú)人飛行器開(kāi)始得到廣泛應(yīng)用，帶來(lái)了 一個(gè)問(wèn)題就是無(wú)人飛行器在空間范圍內(nèi)的活動(dòng)，基本沒(méi)有得到任何管理與控制。雖然有的 較大型無(wú)人飛行器生產(chǎn)商在其所生產(chǎn)的無(wú)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(wú)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(gòu)原配件 組裝高性能的無(wú)人飛行器，因此無(wú)人飛行器的空中飛行過(guò)程，仍然是不受控的。并且，隨著 多旋翼式無(wú)人飛行器的熱門(mén)，反過(guò)來(lái)又帶動(dòng)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(dòng)，并完成航拍、計(jì)量、監(jiān)測(cè)、噴灑等任務(wù)的行為越來(lái)越多。這種不受控的空間 飛行器數(shù)量的增長(zhǎng)，將明顯導(dǎo)致對(duì)空域安全的威脅，比如：在空間范圍內(nèi)活動(dòng)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(chē)時(shí)，將從空中墜毀，對(duì)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(wú)人飛行器能夠自由活動(dòng)的空間范圍也 越來(lái)越大，如果是在民用航空的相關(guān)區(qū)域活動(dòng)，甚至可能直接威脅到民航飛機(jī)的空中安全， 嚴(yán)重時(shí)，對(duì)民航乘客的生命造成威脅。無(wú)人飛行器所涉及和影響到的空域飛行安全問(wèn)題開(kāi) 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(duì)于飛行器的空中安全飛行成為一個(gè)很重要的話(huà)題。
[0003] 當(dāng)前對(duì)于飛行器的空中飛行管理還比較孤立，沒(méi)有從整體環(huán)境、系統(tǒng)的角度來(lái)考 慮問(wèn)題。當(dāng)前的飛行管理主要來(lái)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(zhuān)利文獻(xiàn)CN104809918公開(kāi)了一種無(wú)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(cè)；無(wú)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(chǔ)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(jì)劃申請(qǐng)，申請(qǐng)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(wú)人飛行器；
[0008] (4)、無(wú)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(guò)來(lái)的空域密匙比較，如果相 符則許可無(wú)人飛行器起飛，否則不允許無(wú)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?、空域高度界定的。該?zhuān)利克服了"事前將飛行空域限制數(shù)據(jù)寫(xiě)入無(wú)人飛 行器的控制盒內(nèi)"的不足。但該專(zhuān)利無(wú)法確認(rèn)無(wú)人飛行器是否實(shí)時(shí)處于飛行空域，無(wú)法有效 地對(duì)無(wú)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(zhuān)利文獻(xiàn)CN104570872公開(kāi)了一種無(wú)人飛行器遠(yuǎn)程監(jiān)控與管制方法，其包括無(wú)人 飛行器，所述的無(wú)人飛行器包括無(wú)人飛行器本體與設(shè)置在無(wú)人飛行器上的自動(dòng)駕駛儀，所 述的自動(dòng)駕駛儀通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸鏈路與遙控器連接；所述的遙控器用于控制無(wú)人飛行器，包 括遙控器本體和安裝在遙控器本體上的無(wú)線(xiàn)傳輸器，其每隔一段時(shí)間就會(huì)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(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)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(wú)人飛行器只聽(tīng)從遙控器發(fā)出的指令；所述的無(wú)線(xiàn)傳輸器與 航空管制部門(mén)和服務(wù)站通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)姆绞竭B接；當(dāng)無(wú)人飛行器加電后，會(huì)進(jìn)行加電初始 化，同時(shí)控制自動(dòng)駕駛儀通過(guò)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(huì)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(mén)的接收器 和服務(wù)站的接收器；當(dāng)航空管制部門(mén)發(fā)現(xiàn)無(wú)人飛行器為非法起飛需要迫降時(shí)，航空管制部 門(mén)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(mén)的指令后鎖定通過(guò)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(shí)遙控器只聽(tīng)從航空管制部門(mén)的指令，直到航空 管制部門(mén)發(fā)出結(jié)束控制指令為止；當(dāng)無(wú)人飛行器操作者需要服務(wù)站遠(yuǎn)程協(xié)助時(shí)，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(huì)鎖定除 航空管制部門(mén)外通過(guò)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(shí)遙控器只聽(tīng) 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(zhuān)利實(shí)現(xiàn)了航空管制部門(mén)可以對(duì) 飛行中的無(wú)人飛行器進(jìn)行監(jiān)控，確定無(wú)人飛行器的飛行地點(diǎn)、飛行高度及無(wú)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(duì)無(wú)人飛行器進(jìn)行遠(yuǎn)程迫降。但 該專(zhuān)利結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要人為控制且更新和升級(jí)緩慢且不方便，該專(zhuān)利無(wú)法在起飛前便介入 驗(yàn)證，航空安全性較低且無(wú)法實(shí)時(shí)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(shí)更新和升級(jí)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(wú)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(shí)監(jiān)控?zé)o人飛行器的飛行和提供無(wú)人飛行器 可飛區(qū)域的相關(guān)信息和避免與其他無(wú)人飛行器碰撞。
[0012] 在【背景技術(shù)】部分中公開(kāi)的上述信息僅僅用于增強(qiáng)對(duì)本實(shí)用新型背景的理解，因此 可能包含不構(gòu)成在本國(guó)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(qǐng)人注意到上述問(wèn)題并提供了如下方案，通過(guò)由無(wú)線(xiàn)通信方式連接的控制飛 行器、無(wú)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(wèn)題，并且能夠 實(shí)時(shí)監(jiān)控和記錄所有飛行器的飛行過(guò)程，在宏觀層面解決空域資源運(yùn)用問(wèn)題。
[0014] 本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
[0015] 本實(shí)用新型公開(kāi)的一種無(wú)人飛行器的飛行區(qū)域監(jiān)控裝置包括設(shè)在所述無(wú)人飛行 器上的由電子羅盤(pán)、高度計(jì)、GPS單元、加速度計(jì)、重力傳感器和陀螺儀組成的組中的一個(gè)或 多個(gè)構(gòu)成的飛行狀態(tài)測(cè)量設(shè)備、控制所述無(wú)人飛行器飛行的飛行控制器和對(duì)應(yīng)至少一組所 述無(wú)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(cè)量設(shè)備測(cè)量所述無(wú)人飛行器的飛行狀態(tài)信息且通過(guò)無(wú)線(xiàn)連接發(fā) 送所述飛行狀態(tài)信息和所述無(wú)人飛行器唯一對(duì)應(yīng)的識(shí)別碼到所述云端服務(wù)器。
[0017] 所述飛行控制器通過(guò)無(wú)線(xiàn)連接發(fā)送預(yù)定的無(wú)人飛行器的路線(xiàn)信息到所述云端服 務(wù)器。
[0018] 所述云端服務(wù)器包括存儲(chǔ)器、驗(yàn)證器和比較器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)識(shí)別碼數(shù)據(jù)和飛 行區(qū)域數(shù)據(jù)；連接所述存儲(chǔ)器的所述驗(yàn)證器驗(yàn)證所接收的所述識(shí)別碼，當(dāng)所述識(shí)別碼驗(yàn)證 通過(guò)時(shí)，所述驗(yàn)證器驗(yàn)證所述路線(xiàn)信息且當(dāng)所述路線(xiàn)信息驗(yàn)證通過(guò)時(shí)，所述云端服務(wù)器發(fā) 送一組密匙到所述無(wú)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(wú)人飛 行器通信且根據(jù)所述路線(xiàn)信息控制所述無(wú)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(xiàn)信息進(jìn)行比較以監(jiān)控所述無(wú)人飛行器。
[0019] 優(yōu)選地，當(dāng)所述無(wú)人飛行器起飛后，所述飛行狀態(tài)測(cè)量設(shè)備實(shí)時(shí)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(cè)量設(shè)備由選自電子羅盤(pán)、高度計(jì)、GPS單元、加速度計(jì)、重 力傳感器和陀螺儀組成的組中的一個(gè)或多個(gè)組成。
[0021] 優(yōu)選地，在所述無(wú)人飛行器上設(shè)置的所述無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備由選自具有不同優(yōu)選級(jí)的 無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)設(shè)備、移動(dòng)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(gè)或多個(gè)組成。
[0022] 優(yōu)選地，所述比較器判斷所述無(wú)人飛行器偏離所述路線(xiàn)信息時(shí)，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(wú)人飛行器偏離所述路線(xiàn)信息時(shí)，所述云端服務(wù)器 通過(guò)密匙中止所述飛行控制