一種電子邊界裝置、無人飛行系統(tǒng)及無人飛行器監(jiān)控方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明主要涉及無人飛行器領(lǐng)域，尤其涉及無人飛行器飛行區(qū)域的監(jiān)控方面。
【背景技術(shù)】
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[0002]無人駕駛飛機，簡稱無人飛行器(UAV)，是一種處在迅速發(fā)展中的新概念飛行裝備，其具有機動靈活、反應(yīng)快速、無人飛行、操作要求低、起飛無需跑道或其它輔助設(shè)備等優(yōu)點。無人飛行器通過搭載多類傳感器，可以實現(xiàn)影像實時傳輸、高危地區(qū)探測功能等，且目前，無人飛行器的使用范圍已擴寬至軍事、科研、民用三大領(lǐng)域，并應(yīng)用甚廣。
[0003]然而，盡管現(xiàn)有無人飛行器可實現(xiàn)長時間、長距離的目標(biāo)檢測或者目標(biāo)跟蹤等操作，但是由于其飛行區(qū)域可能并沒有進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)定，從而致使該無人飛行器在飛行時可能會存在安全隱患。例如，當(dāng)無人飛行器進(jìn)入機場或民航線路時，可能會導(dǎo)致航空安全事故的發(fā)生；或當(dāng)無人飛行器進(jìn)入一些私人區(qū)域等非檢測區(qū)域時，可能會引起該區(qū)域的人的反感或造成人身安全問題。為此，如何快速設(shè)定飛行區(qū)域、預(yù)先設(shè)定禁飛區(qū)域，并實時監(jiān)控?zé)o人飛行器的飛行路線避免其進(jìn)入禁飛區(qū)域是緊急需要處理的問題。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，曾提出在地面控制系統(tǒng)中設(shè)置一監(jiān)控單元，該監(jiān)控單元中預(yù)先存儲有飛行區(qū)域的邊界值，并通過比較無人飛行器的位置與上述邊界值之間的關(guān)系而判斷上述無人飛行器是否超越上述飛行區(qū)域，若判斷上述無人飛行器已超過上述飛行區(qū)域，則向所述無人飛行器輸出相應(yīng)的報警信號。但是，上述技術(shù)方案中，當(dāng)無人飛行器距離地面控制系統(tǒng)較遠(yuǎn)時信號過于衰弱、或者當(dāng)無人飛行器與地面控制系統(tǒng)之間的信號傳輸受到干擾時，容易出現(xiàn)上述無人飛行器定位信息無法及時傳遞至地面控制系統(tǒng)以致上述邊界監(jiān)控功能無法完成，則此時無人飛行器會超越預(yù)設(shè)的安全范圍，而與地面控制系統(tǒng)之間失聯(lián)。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種可快速設(shè)定無人飛行器的飛行區(qū)域、并根據(jù)無人飛行器的具體飛行路線而放置、且在無人飛行器的輸出信號衰弱時亦能實時監(jiān)控?zé)o人飛行器的飛行路徑是否超越預(yù)設(shè)區(qū)域的電子邊界裝置。
[0006]具體地，本發(fā)明主要提供以下技術(shù)方案:
[0007]—種電子邊界裝置，用于設(shè)定無人飛行器的飛行區(qū)域，其中，所述電子邊界裝置包括:
[0008]用于接收信息和反饋信息的通信單元；
[0009]用于定位所述電子邊界裝置自身位置的定位單元；
[0010]其中，所述電子邊界裝置獨立于所述無人飛行器而設(shè)置，且所述無人飛行器的飛行區(qū)域基于所述電子邊界裝置的位置信息而確定。
[0011]進(jìn)一步地，所述電子邊界裝置還包括供所述無人飛行器降落?？康慕德淦脚_以及使其便于識別定位的識別信標(biāo)。
[0012]本發(fā)明還提供一種電子邊界系統(tǒng)，其中，所述電子邊界系統(tǒng)包括至少一個前所述的電子邊界裝置、至少一個無人飛行器以及地面控制系統(tǒng)，其中，所述電子邊界系統(tǒng)還包括:
[0013]接收所述電子邊界裝置的位置信息的控制單元，且所述控制單元基于所述電子邊界裝置的位置信息而確定所述無人飛行器的飛行區(qū)域；
[0014]與所述控制單元相連接的判斷單元，且所述判斷單元根據(jù)所述無人飛行器的位置與所述電子邊界裝置之間的距離判斷所述無人飛行器是否位于所述飛行區(qū)域。
[0015]具體地，所述控制單元與所述判斷單元設(shè)置在所述電子邊界裝置和/或所述無人飛行器和/或地面控制系統(tǒng)中。
[0016]進(jìn)一步地，所述飛行區(qū)域根據(jù)與所述電子邊界裝置的不同距離而劃分為飛行安全區(qū)域、預(yù)警區(qū)域以及限飛區(qū)域。
[0017]具體地，所述電子邊界系統(tǒng)還包括一與所述判斷單元相連接的報警單元，其在所述判斷單元判斷所述無人飛行器進(jìn)入所述預(yù)警區(qū)域時輸出報警信號，其中，所述報警單元設(shè)置在所述電子邊界裝置和/或所述無人飛行器和/或地面控制系統(tǒng)。
[0018]具體地，所述控制單元在所述判斷單元判斷所述無人飛行器進(jìn)入所述限飛區(qū)域時控制所述無人飛行器降落或返航。
[0019]進(jìn)一步地，所述電子邊界系統(tǒng)還包括預(yù)先存儲監(jiān)控范圍信息的存儲單元以及對所述無人飛行器的身份信息進(jìn)行驗證并判斷其是否屬于所述監(jiān)控范圍信息的驗證單元。
[0020]此外，本發(fā)明還提供一種無人飛行器監(jiān)控方法，其中，所述飛行監(jiān)控方法包括以下步驟:
[0021]A、在預(yù)定位置放置至少一個如前所述的電子邊界裝置；
[0022]B、基于所述電子邊界裝置的位置信息確定所述無人飛行器的飛行區(qū)域；
[0023]C、獲取所述無人飛行器的位置信息；
[0024]D、根據(jù)所述無人飛行器的位置信息，確定所述無人飛行器與所述電子邊界裝
[0025]置之間的距離，并根據(jù)所述距離判斷所述無人飛行器是否位于所述飛行區(qū)域。
[0026]進(jìn)一步地，所述監(jiān)控方法中，還包括如下至少一種步驟:
[0027]在執(zhí)行步驟C之前，根據(jù)與所述電子邊界裝置之間的不同距離將所述飛行區(qū)域劃分為飛行安全區(qū)域、預(yù)警區(qū)域和限飛區(qū)域的步驟；
[0028]在所述步驟D之后，當(dāng)判斷所述無人飛行器進(jìn)入特定飛行區(qū)域時，輸出報警信號的步驟；
[0029]在所述步驟D之后，當(dāng)判斷所述無人飛行器進(jìn)入特定飛行區(qū)域時，控制所述無人飛行器降落或返航的步驟。
[0030]采用上述技術(shù)方案，可以快速設(shè)定無人飛行器的飛行邊界，即使在無人飛行器與地面控制系統(tǒng)之間的信號傳輸存在異常時也可以實時監(jiān)控?zé)o人飛行器的飛行路徑，避免其超越飛行安全范圍，并避免發(fā)生無人飛行器失聯(lián)的情況。
【附圖說明】
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[0031]圖la為本發(fā)明實施例一電子邊界系統(tǒng)的基本組成示意圖；圖lb為本實施例的電子邊界裝置的基本組成示意圖；
[0032]圖2為本發(fā)明實施例一一種飛行區(qū)域設(shè)定方式示意圖；
[0033]圖3為本發(fā)明實施例一另一種飛行區(qū)域設(shè)定方式示意圖；
[0034]圖4為本發(fā)明實施例一利用電子邊界裝置對無人飛行器進(jìn)行飛行監(jiān)控的流程圖；
[0035]圖5為本發(fā)明實施例二三個電子邊界裝置組合使用的示意圖；
[0036]圖6為本發(fā)明實施例二四個電子邊界裝置組合使用的示意圖；
[0037]圖7為本發(fā)明實施例三利用電子邊界裝置對無人飛行器進(jìn)行飛行監(jiān)控的流程圖。
[0038]符號說明:10電子邊界裝置，101通信單元，102定位單元，103控制單元，104判斷單元，20地面控制系統(tǒng)，30無人飛行器，X、Y飛行區(qū)域，X1、Y1飛行安全區(qū)域，X2、Y2預(yù)警區(qū)域，X3、Y3限飛區(qū)域。
【具體實施方式】
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[0039]本發(fā)明的主要技術(shù)方案是:通過在無人飛行器的飛行路徑上放置一獨立于無人飛行器與地面控制系統(tǒng)的電子邊界裝置，并且基于該電子邊界裝置的位置信息而確定無人飛行器的飛行區(qū)域，從而可利用上述電子邊界裝置對無人飛行器的飛行狀況進(jìn)行實時監(jiān)控，避免其脫離飛行安全范