無人飛行器的飛行區域監控裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于航空領域，特別是涉及一種無人飛行器的飛行區域監控裝置。
【背景技術】
[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用，帶來了 一個問題就是無人飛行器在空間范圍內的活動，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商在其所生產的無人飛行器中內置了關于禁飛區域的相關數據和 管理程序，但是畢竟無人飛行器生產廠家繁多，并且還有大量發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展，現在利用空中飛行 器進行飛行活動，并完成航拍、計量、監測、噴灑等任務的行為越來越多。這種不受控的空間 飛行器數量的增長，將明顯導致對空域安全的威脅，比如：在空間范圍內活動物體的相互撞 擊，再如：空中飛行的飛行器當遇到故障發生停車時，將從空中墜毀，對地面目標造成潛在 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區域活動，甚至可能直接威脅到民航飛機的空中安全， 嚴重時，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生碰撞或者墜機所導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] 當前對于飛行器的空中飛行管理還比較孤立，沒有從整體環境、系統的角度來考 慮問題。當前的飛行管理主要來自于禁飛區域設定的思路，這種方式嚴格確立了飛行器的 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，進行合理的 空域資源調配。
[0004] 專利文獻CN104809918公開了一種無人飛行器飛行管理方法，其包括手機APP，授 權服務器，手機APP需要事先在授權服務器注冊；無人飛行器控制盒內具有不可被任何設 備讀取的字符串密匙，且在授權服務器里也存儲有相同的字符串密匙，步驟是：
[0005] (1)、手機APP向授權服務器發出飛行計劃申請，申請中含飛行空域描述；
[0006] (2)、授權服務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給手機APP ;
[0007] (3)、手機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服務器相同加密方 式加密，比如相同的哈希加密，將此加密結果與手機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煒度點限制的平面區域及上下海拔高度界定的，或由指定起 點、終點、空域寬度、空域高度界定的。該專利克服了"事前將飛行空域限制數據寫入無人飛 行器的控制盒內"的不足。但該專利無法確認無人飛行器是否實時處于飛行空域，無法有效 地對無人飛行器進行管理和提供相關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CN104570872公開了一種無人飛行器遠程監控與管制方法，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 數據包向外界發送；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，主要由操作主機構成，無人飛行器只聽從遙控器發出的指令；所述的無線傳輸器與 航空管制部門和服務站通過無線傳輸的方式連接；當無人飛行器加電后，會進行加電初始 化，同時控制自動駕駛儀通過預先設置好的程序進行搜星定位，并將篩選的數據發回給遙 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回給航空管制部門的接收器 和服務站的接收器；當航空管制部門發現無人飛行器為非法起飛需要迫降時，航空管制部 門能發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 入遙控器的數據，使其不發生任何效用，此時遙控器只聽從航空管制部門的指令，直到航空 管制部門發出結束控制指令為止；當無人飛行器操作者需要服務站遠程協助時，首先通知 服務站，服務站接收到信息后發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入遙控器的數據，使其不發生任何效用，此時遙控器只聽 從服務站的指令，直到服務站發出結束控制指令為止。該專利實現了航空管制部門可以對 飛行中的無人飛行器進行監控，確定無人飛行器的飛行地點、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行遠程迫降。但 該專利結構復雜，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 驗證，航空安全性較低且無法實時監控無人飛行器的飛行。
[0011] 因此，本領域急需一種能夠根據需要及時更新和升級可飛空域數據和管理策略而 不泄露如禁飛區域的敏感數據的無人飛行器飛行區域監控裝置，且該裝置能夠進行身份合 法性驗證和飛行區域驗證的雙重驗證，以及實時監控無人飛行器的飛行和提供無人飛行器 可飛區域的相關信息和避免與其他無人飛行器碰撞。
[0012] 在【背景技術】部分中公開的上述信息僅僅用于增強對本實用新型背景的理解，因此 可能包含不構成在本國中本領域普通技術人員公知的現有技術的信息。 【實用新型內容】
[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、云端服務器所構成的裝置，能夠有效解決飛行安全監控問題，并且能夠 實時監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用問題。
[0014] 本實用新型的目的是通過以下技術方案予以實現。
[0015] 本實用新型公開的一種無人飛行器的飛行區域監控裝置包括設在所述無人飛行 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 多個構成的飛行狀態測量設備、控制所述無人飛行器飛行的飛行控制器和對應至少一組所 述無人飛行器及其飛行控制器的云端服務器。
[0016] 所述飛行狀態測量設備測量所述無人飛行器的飛行狀態信息且通過無線連接發 送所述飛行狀態信息和所述無人飛行器唯一對應的識別碼到所述云端服務器。
[0017] 所述飛行控制器通過無線連接發送預定的無人飛行器的路線信息到所述云端服 務器。
[0018] 所述云端服務器包括存儲器、驗證器和比較器，所述存儲器存儲識別碼數據和飛 行區域數據；連接所述存儲器的所述驗證器驗證所接收的所述識別碼，當所述識別碼驗證 通過時，所述驗證器驗證所述路線信息且當所述路線信息驗證通過時，所述云端服務器發 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 信息且將其與所述路線信息進行比較以監控所述無人飛行器。
[0019] 優選地，當所述無人飛行器起飛后，所述飛行狀態測量設備實時發送所述飛行狀 態信息到所述云端服務器。
[0020] 優選地，所述飛行狀態測量設備由選自電子羅盤、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] 優選地，在所述無人飛行器上設置的所述無線通信設備由選自具有不同優選級的 無線局域網設備、移動通信網絡設備、平流層通信網絡設備和衛星網絡通信設備組成的組 中的一個或多個組成。
[0022] 優選地，所述比較器判斷所述無人飛行器偏離所述路線信息時，所述云端服務器 發出警告。
[0023] 優選地，所述比較器判斷所述無人飛行器偏離所述路線信息時，所述云端服務器 通過密匙中止所述飛行控制