一种基于网络的无人机飞行监控方法

本发明属于航空飞行控制、航空通信、计算网络领域。具体地，本发明涉及一种通过网络进行的无人机飞行监控方法及其装置。

随着技术发展，无人机得到了广泛的应用。但由于行业标准不齐全，导致无人机飞行审批手续繁琐、对无人机的飞行监控难度大，再加上各类无人机的技术水平不同，使得出现了大量的违规飞行活动。违规飞行的存在主要是因为相关监控单位缺乏便捷高效的监控手段，还有一部分违规飞行是因为用户缺乏飞行申报意识和不了解报批的流程及方法，盲目飞行。

虽然现有技术中也陆续出现了一些航线申报和飞行监控的方法、方案或系统、设备，但大多采用传统的电话、批文等传统信息传输或交互方式，其无法高效应对每天数以万计的无人机飞行申请。另外，由于无人机飞行的时效性很强、飞行时间往往很短，因此目前的方法或设备信息传输或信息交互并不及时，无法满足目前无人机日益增加的飞行申请和监控需求。

为此，本领域需要一种能够快速、自动地进行无人机飞行申报、审批与备案的系统和方法，同时能够对无人机飞行进行有效和及时的监控。

为克服现有技术中存在的问题，本发明公开了一种基于网络的无人机飞行监控方法，其技术方案如下：所述无人机搭载的自动驾驶仪或控制器将所述无人机保持在锁闭或限制自动控制回路状态；无人机自带的机载通讯模块通过网络与监控服务器进行通讯，并向所述监控服务器发送空域申请和飞行备案信息；所述无人机通过所述网络接收来自所述监控服务器自动或人工回复的空域申请审批信息和飞行辅助信息；和当所述空域申请审批信息为通过指令时，所述飞行器解锁或解除自动控制回路限制；其中，所述网络为因特网，且所述监控服务器具有网络IP地址。

进一步的，所述通讯包括以WIFI通讯、有线网络通讯、移动通讯或卫星通讯中的一种或多种方式接入所述因特网以与所述监控服务器进行通讯。

进一步的，所述WIFI通讯方式包括：当所述无人机与接入网络的WIFI终端之间的距离小于门限值时，所述无人机通过WIFI通讯与所述因特网连接以与所述监控服务器进行通讯。

进一步的，所述有线网络通讯方式包括：当所述无人机与能够与接入网络的有线网络端口连接时，所述无人机通过有线网络通讯与所述因特网连接以与所述监控服务器进行通讯。

进一步的，所述移动通讯包括：当所述无人机与接入网络的WIFI终端之间的距离小于门限值但所述机载通讯模块无法搜索到WIFI信号时，且所述无人机所处环境具备移动通讯网络时，所述无人机通过移动通讯网络与所述因特网连接以与所述监控服务器进行通讯。

进一步的，所述卫星通讯包括：当所述无人机不具备WIFI信号、有线网络端口或移动通讯网络信号时，所述无人机通过卫星网络与所述监控服务器进行通讯。

进一步的，所述机载通讯模块包括机载WIFI通讯模块、机载移动网络通讯模块或机载卫星通讯模块中的一种或多种，所述机载WIFI通讯模块、所述机载移动网络通讯模块或所述机载卫星通讯模块接入因特网并通过所述因特网与所述监控服务器进行通讯。

进一步的，所述机载WIFI通讯模块包括机载无线网卡，所述机载移动网络通讯模块包括机载手机通讯模块及天线，所述机载卫星通讯模块包括机载卫星通讯模块及天线。

进一步的，所述空域申请和飞行备案信息包括机型编号、身份识别码、飞行器类型、飞行器作业飞行目的、空域使用时间或空域使用范围中的一种或多种；所述空域审批和飞行辅助信息包括通过与驳回指令、驳回原因、审批空域内的天气信息、审批空域内除所述无人机外的其他周边飞行器信息、飞行作业安全提示信息中的一种或多种。

进一步的，所述无人机自带的机载通讯模块与监控服务器进行通讯包括二者之间直接通讯以发送或接收信息，或通过生成电子文件的方式而离线地发送或接收信息；所述监控服务器与所述无人机进行通讯包括二者之间直接通讯以发送或接收信息，或通过生成电子秘钥文件的方式而离线地发送或接收信息，或通过生成电子口令的方式而离线地发送或接收信息。

本发明还公开了一种基于网络的无人机飞行监控方法，其技术方案如下：所述无人机搭载的自动驾驶仪或控制器将无人机保持在锁闭或限制自动控制回路状态；所述无人机与地面控制器或遥控器通过微波链路进行通讯；所述地面控制器或遥控器通过自带的终端通讯模块并通过网络与监控服务器进行通讯，并向所述监控服务器发送空域申请和飞行备案信息；所述地面控制器或遥控器接收由所述监控服务器通过网络发来，自动或人工回复的空域申请审批信息和飞行辅助信息；所述无人机接收由所述地面控制器或遥控器自带的终端通讯模块通过所述微波链路通讯发送的所述空域申请审批信息和所述飞行辅助信息；和当所述空域申请审批信息为通过指令时，所述飞行器解锁或解除自动控制回路限制；其中，所述网络为因特网，且所述监控服务器具有网络IP地址。

进一步的，所述通讯包括以WIFI通讯、有线网络通讯、移动通讯或卫星通讯中的一种或多种方式接入所述因特网以与所述监控服务器进行通讯。

进一步的，其特征在于，所述WIFI通讯方式包括：当所述无人机与接入网络的WIFI终端之间的距离小于门限值时，所述无人机通过WIFI通讯与所述因特网连接以与所述监控服务器进行通讯。

进一步的，所述有线网络通讯方式包括：当所述无人机与能够与接入网络的有线网络端口连接时，所述无人机通过有线网络通讯与所述因特网连接以与所述监控服务器进行通讯。

进一步的，所述移动通讯包括：当所述无人机与接入网络的WIFI终端之间的距离小于门限值但所述机载通讯模块无法搜索到WIFI信号时，且所述无人机所处环境具备移动通讯网络时，所述无人机通过移动通讯网络与所述因特网连接以与所述监控服务器进行通讯。

进一步的，所述卫星通讯包括：当所述无人机不具备WIFI信号、有线网络端口或移动通讯网络信号时，所述无人机通过卫星网络与所述监控服务器进行通讯。

进一步的，所述机载通讯模块包括机载WIFI通讯模块、机载移动网络通讯模块或机载卫星通讯模块中的一种或多种，所述机载WIFI通讯模块、所述机载移动网络通讯模块或所述机载卫星通讯模块接入因特网并通过所述因特网与所述监控服务器进行通讯。

进一步的，所述机载WIFI通讯模块包括机载无线网卡，所述机载移动网络通讯模块包括机载手机通讯模块及天线，所述机载卫星通讯模块包括机载卫星通讯模块及天线。

进一步的，所述空域申请和飞行备案信息包括机型编号、身份识别码、飞行器类型、飞行器作业飞行目的、空域使用时间或空域使用范围中的一种或多种；所述空域审批和飞行辅助信息包括通过与驳回指令、驳回原因、审批空域内的天气信息、审批空域内除所述无人机外的其他周边飞行器信息、飞行作业安全提示信息中的一种或多种。

进一步的，所述无人机自带的机载通讯模块与监控服务器进行通讯包括二者之间直接通讯以发送或接收信息，或通过生成电子文件的方式而离线地发送或接收信息；所述监控服务器与所述无人机进行通讯包括二者之间直接通讯以发送或接收信息，或通过生成电子秘钥文件的方式而离线地发送或接收信息，或通过生成电子口令的方式而离线地发送或接收信息。

本发明还公开了一种基于网络的无人机飞行监控方法，其技术方案如下：起飞前，所述无人机先通过所述无人机自带的机载通讯模块并通过网络访问监控服务器，向所述监控服务器发送空域申请和飞行备案信息；所述无人机通过自动驾驶仪或控制器将飞行器保持在锁闭或限制自动控制回路状态；所述监控服务器收到所述空域申请和飞行备案信息后，通过网络向所述无人机进行通讯，向所述无人机反馈空域审批和飞行辅助信息；当所述无人机收到所述监控服务器反馈的空域审批通过指令后，所述飞行器解锁或解除自动控制回路限制，所述无人机可以起飞；其中，所述网络为因特网，且所述监控服务器具有网络IP地址。

本发明还公开了一种基于网络的无人机飞行监控方法，其技术方案如下：起飞前，所述无人机先与地面控制器或遥控器通过微波链路进行通讯；所述地面控制器或遥控器通过自带的终端通讯模块并通过网络访问监控服务器，向所述监控服务器发送空域申请和飞行备案信息；所述无人机通过自动驾驶仪或控制器将飞行器保持在锁闭或限制自动控制回路状态；所述监控服务器收到所述空域申请和飞行备案信息后，通过网络向所述地面控制器或遥控器反馈空域审批和飞行辅助信息；所述无人机接收由所述地面控制器或遥控器自带的终端通讯模块通过所述微波链路通讯转发的所述空域申请审批信息和所述飞行辅助信息；当所述无人机收到所述地面控制器或遥控器转发的空域审批通过指令后，所述飞行器解锁或解除自动控制回路限制，所述无人机可以起飞；其中，所述网络为因特网，且所述监控服务器具有网络IP地址。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

利用本发明，无人机用户可利用该方法在起飞前自动的通过网络访问无人机监控服务器进行空域申请提交和飞行备案；飞行监管部门可以通过网络对无人机飞行进行监控。该方法全自动化执行，方便、便捷，简化了空域审批、申请流程；降低无人机飞行监控操作难度。

本发明的方法大大提高了工作效率，使得无人机飞行的申请和审批、对无人机飞行的监控不再受数量的限制，不再会因为无人机数量增多而影响审批速度和对其飞行的监控，通过网络自动化执行，满足了日益增长的无人机数量和飞行需求，在无人机数量和飞行需求增加的同时仍能保证无人机飞行的时效性。

本发明的方法使得无人机飞行的申请和审批、对无人机飞行的监控不再受时间的限制，可以实现实时的申报、备案和审批；可以实现实时的飞行监控，保证了无人机飞行的时效性。

本发明的方法使得无人机飞行的申请和审批、对无人机飞行的监控不再受地域的限制，服务器实物可以放置在任何地方，只要能够通过网络被访问到即可，可以实现远程的申报、备案和审批；可以实现远程的飞行监控。

本发明的方法既提高对了无人机飞行的审批和监控能力，保证其在符合规定的条件下飞行，防止其进入不被允许的区域或者影响其他飞行器；又能提高其自身飞行的安全性，大幅规范了无人机飞行管理，大大提高了对整个无人机空管领域的监控、管理能力，同时极大提高了整个无人机飞行领域的安全性，避免事故发生。

本发明的方法还可为无人机用户提供易用的、自动空域使用申请的自主查询渠道，避免无人机用户因没有渠道或者难以从传统渠道了解空域使用性质而盲目违章飞行，触犯相关法规甚至造成恶性事故。

利用本发明的方法，无人机用户可以还从服务器中获取被审批空域内的天气情况、周边飞行器情况等与飞行作业安全有关的信息，为飞行作业提供保障。

利用本发明的方法，飞行器的实时航迹可以通过网络发送到无人机监控服务器，可以为用户提供完整的飞行数据，该数据可以开放给用户、厂商或相关机构，可用于事故或事故症候分析、事故搜寻、产品功能改进等。

目前的计算机网络和通信技术得到迅猛发展，全球基于wifi、手机等网络通信的因特网(internet)覆盖率已达到较高水平，部分国家和地区的网络覆盖率已达到70％～90％。部分未能覆盖的地区也还可通过铱星、北斗等卫星通讯模块与网络连接。因此，必须利用互联网进行快速、自动地无人机飞行申报、审批与备案，并对无人机飞行进行监控，才能够满足无人机快速发展的应用需求。利用网络的及时、自动、便捷等优势来监控无人机飞行是非常高效的手段之一，能够在很大程度上解决现有技术的不足。

图1示出了本发明所述的实现基于网络的自动无人机监控方法的系统示意图；

图2示出了本发明所述的大型无人机通过机载设备直接接入网络的方式的示意图；

图3是本发明所述的小型无人机通过地面控制器或遥控器再接入网络的方式的示意图。

图4示出了根据本发明的一个实施例的基于网络的无人机飞行监控方法的流程图。

图5示出了根据本发明的另一实施例的基于网络的无人机飞行监控方法的流程图。

下面结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步详细说明。

本发明所述的无人机监控方案包括受监控无人机100和具有网络IP地址的监控服务器200。

其中，请参见图1至4，在步骤401中，在得到审批前，所述受监控无人机100在其搭载的自动驾驶仪或其他控制器的控制下将所述无人机100保持在锁闭或限制自动控制回路状态，由此无人机100不能起飞。

在此状态下，转到步骤402，无人机100通过网络对监控服务器200进行自动空域申请提交和飞行器备案。具体地，无人机100自带的机载通讯模块通过网络与监控服务器200进行通讯，并向监控服务器200发送空域申请和飞行备案信息。

具体地，无人机自带的机载通讯模块与所述监控服务器进行通讯包括二者之间直接通讯以发送或接收信息，或通过生成电子文件的方式而离线地发送或接收信息；所述监控服务器与所述无人机进行通讯包括二者之间直接通讯以发送或接收信息，或通过生成电子秘钥文件的方式而离线地发送或接收信息，或通过生成电子口令的方式而离线地发送或接收信息。

其中，空域申请和飞行备案信息包括但不限于机型编号、身份识别码、飞行器类型、飞行器作业飞行目的、空域使用时间或空域使用范围等中的一种或多种；所述空域审批和飞行辅助信息包括但不限于通过与驳回指令、驳回原因、审批空域内的天气信息、审批空域内除所述无人机外的其他周边飞行器信息、飞行作业安全提示信息等中的一种或多种。

接着，在步骤403中，监控服务器200通过有关部门300根据相关标准和空域情况，对无人机100发送来的空域申请进行审批以生成空域申请审批信息和飞行辅助信息。其中，所述审批包括自动审批和人工审批。

监控服务器200会将空域申请审批信息自动发送给无人机100。在优选的情况下，监控服务器200还可以将包括但不限于被审批空域内的天气情况、周边飞行器情况等与飞行作业安全有关的飞行辅助信息发送给无人机100，以为飞行作业提供更全面的信息和一定的安全保障信息。

最后，在步骤404中，当所述空域申请审批信息为通过时(即审批通过)，所述飞行器解锁或解除自动控制回路限制。在此状态下，无人机100可以起飞。另一方面，审批不通过的无人机也将获得监控服务器发来的停飞、禁飞原因等信息。

优选地，在无人机飞行作业过程中，飞行器的实时航迹还可以通过网络发送到监控服务器，便于无人机空域指挥调度以及预防和规避载人飞行器等违规飞行现象。飞行器的实时航迹通过网络发送到无人机监控服务器，可以为用户提供完整的飞行数据，该数据可以开放给用户、厂商或相关机构，用于事故或事故症候分析、事故搜寻、产品功能改进等。

具体地，上述无人机100与监控服务器200之间的通讯以包括但不限于WIFI通讯、有线网络通讯、移动通讯或卫星通讯中的一种或多种方式接入所述因特网以与所述监控服务器进行通讯。更具体地，当所述无人机100与接入所述因特网的WIFI终端之间的距离小于门限值时，所述无人机通过WIFI与所述因特网连接以与所述监控服务器进行通讯。所述门限值例如可以为300米。当所述无人机与能够与接入网络的有线网络端口连接时，所述无人机通过有线网络与所述因特网连接以与所述监控服务器进行通讯。当所述无人机与接入所述因特网的WIFI终端之间的距离小于门限值但所述机载通讯模块无法搜索到WIFI信号时，且所述无人机所处环境具备移动通讯网络时，所述无人机通过所述移动通讯网络与所述因特网连接以与所述监控服务器进行通讯。当所述无人机不具备WIFI信号、有线网络端口或移动通讯网络信号时，所述无人机通过卫星网络与所述监控服务器进行通讯。

在一个具体实施例中，当所述无人机与所述监控服务器之间的距离小于300米时，所述无线通讯方式为WIFI通讯；当所述无人机与所述监控服务器之间的距离小于300米但机载通讯模块无法搜索到WIFI信号时，或所述无人机与所述监控服务器之间的距离大于300米时，所述无线通信方式为移动通讯；当所述机载通讯模块无法搜索到WIFI或移动通讯信号时，所述无线通信方式为卫星通讯。

所述无人机自带的机载通讯模块与所述监控服务器进行通讯包括二者之间直接通讯以发送或接收信息，或通过生成电子文件的方式而离线地发送或接收信息；所述监控服务器与所述无人机进行通讯包括二者之间直接通讯以发送或接收信息，或通过生成电子秘钥文件的方式而离线地发送或接收信息，或通过生成电子口令的方式而离线地发送或接收信息。其中，参见图2，受监控无人机100可以通过机载WIFI通讯模块、机载手机网络通讯模块或者机载卫星通讯模块等手段接入网络，与监控服务器200进行上述通讯。具体地，所述机载WIFI通讯模块包括机载无线网卡，所述机载移动网络通讯模块包括机载手机通讯模块及天线，所述机载卫星通讯模块包括机载卫星通讯模块及天线。

在另一实施例中，参见图2、3和5所示，对于小型无人机或者其他无法搭载WIFI通讯模块、手机网络通讯模块或者卫星通讯模块等通讯设备的，受监控无人机100还可以通过微波通讯与无人机地面控制器或遥控器101互联，并将地面控制器或遥控器通过WIFI通讯模块、手机网络通讯模块或者卫星通讯模块等手段接入网络，再与监控服务器200进行上述通讯。其中，手机通讯模块是指可以插手机SIM卡，具备串行接口或PCI接口，调制3G信号与手机网络通讯的模块。卫星通讯模块是指可以插卫星SIM卡，具备串行接口或其他接口，调制卫星信号与卫星网络通讯的模块。

具体地，在步骤501中，所述无人机搭载的自动驾驶仪或控制器将无人机保持在锁闭或限制自动控制回路状态；在步骤502中，所述无人机与地面控制器或遥控器通过微波链路进行通讯；在步骤503中，所述地面控制器或遥控器通过自带的终端通讯模块并通过网络与监控服务器进行通讯，并向所述监控服务器发送空域申请和飞行备案信息；在步骤504中，所述地面控制器或遥控器接收由所述监控服务器通过网络发来，自动或人工回复的空域申请审批信息和飞行辅助信息；在步骤505中，所述无人机接收由所述地面控制器或遥控器自带的终端通讯模块通过所述微波链路通讯发送的所述空域申请审批信息和所述飞行辅助信息；和最后，在步骤506中，当所述空域申请审批信息为通过时，所述飞行器解锁或解除自动控制回路限制；其中，所述网络为因特网，且所述监控服务器具有网络IP地址。

在另一实施例中，一种基于网络的无人机飞行监控方法，其包括：起飞前，所述无人机100先通过所述无人机自带的机载通讯模块并通过网络访问监控服务器200，向所述监控服务器200发送空域申请和飞行备案信息；所述无人机100通过自动驾驶仪或控制器将飞行器保持在锁闭或限制自动控制回路状态；所述监控服务器200收到所述空域申请和飞行备案信息后，通过网络向所述无人机100进行通讯，向所述无人机100反馈空域审批和飞行辅助信息；当所述无人机100收到所述监控服务器200反馈的空域审批通过指令后，所述飞行器100解锁或解除自动控制回路限制，所述无人机100可以起飞；其中，所述网络为因特网，且所述监控服务器200具有网络IP地址。

在另一实施例中，一种基于网络的无人机飞行监控方法，其包括：起飞前，所述无人机100先与地面控制器或遥控器101通过微波链路进行通讯；所述地面控制器或遥控器101通过自带的终端通讯模块并通过网络访问监控服务器200，向所述监控服务器200发送空域申请和飞行备案信息；所述无人机100通过自动驾驶仪或控制器将飞行器保持在锁闭或限制自动控制回路状态；所述监控服务器200收到所述空域申请和飞行备案信息后，通过网络向所述地面控制器或遥控器101反馈空域审批和飞行辅助信息；所述无人机100接收由所述地面控制器或遥控器101自带的终端通讯模块通过所述微波链路通讯转发的所述空域申请审批信息和所述飞行辅助信息；当所述无人机收到所述地面控制器或遥控器101转发的空域审批通过指令后，所述飞行器解锁或解除自动控制回路限制，所述无人机100可以起飞；其中，所述网络为因特网，且所述监控服务器200具有网络IP地址。

本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施例仅为本发明的一种实施方案，仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以变化的，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰以及等同变换和改进均不应排除在本发明的保护范围之外。