無人飛行器安全控制系統(tǒng)、方法、無人飛行器及遙控器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種無人飛行器安全控制系統(tǒng)、方法、無人飛行器及遙控器，所述控制系統(tǒng)包括飛行器主體和遙控器，所述飛行器主體上設有驗證碼創(chuàng)建單元、驗證碼顯示單元以及驗證碼校驗單元，所述遙控器包括驗證碼輸入單元，其中：所述驗證碼創(chuàng)建單元，用于以預定的時間間隔生成不同的驗證碼；所述驗證碼顯示單元，用于顯示創(chuàng)建的驗證碼；所述驗證碼輸入單元，用于輸入驗證碼；所述驗證碼校驗單元，用于在來自遙控器的驗證碼與當前顯示的驗證碼一致時使飛行器主體繼續(xù)執(zhí)行當前動作。本發(fā)明通過在飛行器主體變換顯示驗證碼，并在該驗證碼與來自遙控器的驗證碼一致時方可使飛行器主體繼續(xù)飛行，從而避免飛行器主體脫離操控人員視線，保證飛行安全。
【專利說明】
無人飛行器安全控制系統(tǒng)、方法、無人飛行器及遙控器
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及無人飛行器領域，更具體地說，涉及一種無人飛行器安全控制系統(tǒng)、方法、無人飛行器及遙控器。
【背景技術】
[0002]無人飛行器簡稱“無人機”，是利用無線電遙控設備和自卑的程序控制裝置操縱的不載人飛機。從技術角度定義可以分為:無人直升機、無人固定翼機、無人多旋翼飛行器、無人飛艇、無人傘翼機等。
[0003]目前，無人飛行器廣泛應用于民用、商用及軍事領域，在民用領域，越來越多的極限運動愛好者使用無人機進行攝錄，在商用領域，除搭載攝像設備對各項體育賽事進行跟蹤航拍以外，并已進入物流行業(yè)，可以將貨物送往人力配送較難、較慢的偏遠地區(qū)，因此，無人飛行器有著廣泛的應用范圍及廣闊的市場前景。隨著無人飛行器的廣泛應用，對無人飛行器的安全和管控提出較高的要求。相應地，為了避免事故，較高級的無人飛行器配備了避讓感知能力，操作員也經過培訓和考核。
[0004]但是對于大部分的小微型無人飛行器，由于重量和成本的原因，往往不配備避讓感知功能，操控人員也經常是業(yè)余愛好者，未經過系統(tǒng)的培訓。這些小微型無人飛行器在人口密集區(qū)對其他無人飛行器，生命和財產存在嚴重的安全隱患。
[0005]為保證安全，各國紛紛出臺管理規(guī)定，比如該類小微型無人飛行器只能在一定的高度下飛行(中國限制120米，美國限制122米)，且不能在特定的區(qū)域飛行，無人飛行器與操控人員的距離不能超過規(guī)定的范圍等。此外，中國、美國等國家均規(guī)定該類的無人飛行器必須在操控人員的視線范圍內。
[0006]對于飛行區(qū)域、高度和操控范圍可以通過GPS鎖定等方法來實現。而對于無人飛行器必須在操控人員視線范圍內飛行的限制，目前尚無較好客觀評估方法，特別是由于天氣、霧霾、障礙物(比如樹枝)等原因，有時即使無人機離操作者直線距離很近，操控人員卻看不見無人飛行器，因此對它的狀態(tài)不了解，極易造成事故。
【發(fā)明內容】
[0007]本發(fā)明要解決的技術問題在于，針對上述無人飛行器很難確認是否在操控人員視線內飛行的問題，提供一種無人飛行器安全控制系統(tǒng)、方法、無人飛行器及遙控器。
[0008]本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案是，提供一種無人飛行器安全控制系統(tǒng)，包括飛行器主體和遙控器，所述飛行器主體上設有驗證碼創(chuàng)建單元、驗證碼顯示單元以及驗證碼校驗單元，所述遙控器包括驗證碼輸入單元，其中:所述驗證碼創(chuàng)建單元，用于以預定的時間間隔生成不同的驗證碼;所述驗證碼顯示單元，用于顯示驗證碼創(chuàng)建單元創(chuàng)建的驗證碼;所述驗證碼輸入單元，用于輸入驗證碼，輸入的驗證碼通過遙控器發(fā)送到飛行器主體;所述驗證碼校驗單元，用于在來自遙控器的驗證碼與驗證碼顯示單元當前顯示的驗證碼一致時使飛行器主體繼續(xù)執(zhí)行當前動作。
[0009]在本發(fā)明所述的無人飛行器安全控制系統(tǒng)中，所述驗證碼輸入單元包括攝像頭和圖像識別子單元，所述圖像識別子單元用于識別攝像頭拍攝的飛行器主體上的驗證碼顯示單元顯示的驗證碼，并將識別的驗證碼作為輸入的驗證碼;或者，所述驗證碼輸入單元通過輸入按鈕或觸摸式圖形用戶界面實現驗證碼輸入。
[0010]在本發(fā)明所述的無人飛行器安全控制系統(tǒng)中，所述飛行器主體和遙控器分別包括相同的驗證碼庫，且該驗證碼庫包括多個驗證碼;所述驗證碼創(chuàng)建單元通過從驗證碼庫隨機選擇驗證碼實現驗證碼創(chuàng)建;所述驗證碼包括數字、字母、圖案、燈光閃爍時長和/或顏色組合。
[0011]在本發(fā)明所述的無人飛行器安全控制系統(tǒng)中，所述飛行器主體還包括返航控制單元，用于在驗證碼校驗單元未接收到來自遙控器的驗證碼或接收的驗證碼與驗證碼顯示單元當前顯示的驗證碼不一致時，使飛行器主體返回遙控器所在位置。
[0012]本發(fā)明還提供一種無人飛行器安全控制方法，包括以下步驟:
[0013](a)飛行器主體以預定的時間間隔生成不同的驗證碼，并通過顯示裝置顯示所述驗證碼；
[0014](b)遙控器將輸入的驗證碼發(fā)送到飛行器主體；
[0015](C)飛行器主體在來自遙控器的驗證碼與飛行器主體當前顯示的驗證碼一致時繼續(xù)執(zhí)行當前動作。
[0016]在本發(fā)明所述的無人飛行器安全控制方法中，所述步驟(b)包括:
[0017](bl)遙控器通過攝像頭拍攝飛行器主體的圖像；
[0018](b2)遙控器識別攝像頭拍攝的圖像中的驗證碼，并將識別的驗證碼作為輸入的驗證碼發(fā)送到飛行器主體；
[0019]或者，所述步驟(b)包括:遙控器接收按鈕或觸摸式圖形用戶界面輸入的驗證碼。
[0020]在本發(fā)明所述的無人飛行器安全控制方法中，所述飛行器主體和遙控器分別包括相同的驗證碼庫，且該驗證碼庫包括多個驗證碼;所述步驟(a)通過從驗證碼庫隨機選擇驗證碼實現驗證碼生成;所述驗證碼包括數字、字母、圖案、燈光閃爍時長和/或顏色組合。
[0021]在本發(fā)明所述的無人飛行器安全控制方法中，所述步驟(b)之后包括:飛行器主體在未接收到來自遙控器的驗證碼或接收的驗證碼與當前顯示的驗證碼不一致時，返回遙控器所在位置。
[0022]本發(fā)明還提供一種無人飛行器，包括驗證碼創(chuàng)建單元、驗證碼顯示單元以及驗證碼校驗單元，其中:所述驗證碼創(chuàng)建單元，用于以預定的時間間隔生成不同的驗證碼;所述驗證碼顯示單元，用于顯示驗證碼創(chuàng)建單元創(chuàng)建的驗證碼;所述驗證碼校驗單元，用于在來自遙控器的驗證碼與驗證碼顯示單元當前顯示的驗證碼一致時使無人飛行器繼續(xù)執(zhí)行當前動作。
[0023]本發(fā)明還提供一種遙控器，包括驗證碼輸入單元，其中:所述驗證碼輸入單元，用于輸入驗證碼，輸入的驗證碼通過遙控器發(fā)送到飛行器主體，且所述飛行器主體在來自遙控器的驗證碼與該飛行器主體當前顯示的驗證碼一致時使繼續(xù)執(zhí)行當前動作。
[0024]本發(fā)明的無人飛行器安全控制系統(tǒng)、方法、無人飛行器及遙控器，通過在飛行器主體變換顯示驗證碼，并在該驗證碼與來自遙控器的驗證碼一致時方可使飛行器主體繼續(xù)飛行，從而避免飛行器主體脫離操控人員視線，保證飛行安全。
【附圖說明】
[0025]圖1是無人飛行器的示意圖。
[0026]圖2是本發(fā)明無人飛行器安全控制系統(tǒng)實施例的示意圖。
[0027]圖3是本發(fā)明無人飛行器安全控制方法實施例的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0028]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0029]如圖1、2所示，是本發(fā)明無人飛行器安全控制系統(tǒng)實施例的示意圖。本實施例中的無人飛行器安全控制系統(tǒng)包括飛行器主體10和遙控器20，遙控器20以無線方式(例如藍牙、W1-F1、無線電波等)與飛行器主體10進行信息傳送，例如控制指令、狀態(tài)反饋等。
[0030]上述飛行器主體10優(yōu)先選用多旋翼無人飛行器(或稱多旋翼飛行器)，例如四旋翼、六旋翼及旋翼數量大于六的無人飛行器。飛行器主體10的機身可由碳纖維材料制成，在滿足較高使用強度和剛度的前提下，可大幅減輕機身的重量，從而降低飛行器主體10的動力需求以及提高飛行器主體10的機動性。當然，飛行器主體10的機身也可由塑料或者其他任意材料制成。多個槳臂(也可稱為懸臂、旋翼臂、機翼、支撐桿等)對稱分布在飛行器主體10的機身上，每一槳臂遠離機身的一端設有槳葉組件(即旋翼組件)，且該槳葉組件包括安裝在槳臂上的電機和連接在電機的輸出軸(即旋翼軸)上的槳葉，每一片槳葉的旋轉軸線均位于同一圓柱面上。遙控器20可結合現有的無人飛行器遙控裝置，也可采用諸如智能手機、平板電腦等，或者現有遙控器與智能手機、平板電腦的組合。
[0031]本實施例中的飛行器主體10上設有驗證碼創(chuàng)建單元11、驗證碼顯示單元12以及驗證碼校驗單元13，相應地，遙控器20包括驗證碼輸入單元21 ο上述驗證碼創(chuàng)建單元11和驗證碼校驗單元13可由結合運行于飛行器主體10的主控芯片的軟件實現，驗證碼顯示單元12則可由裝設到飛行器主體10的底部的LED、0LED燈組或微型的矩陣、顯示屏等構成;驗證碼輸入單元21可由遙控器20上的按鍵、觸摸式圖形用戶界面或攝像頭等構成。
[0032]驗證碼創(chuàng)建單元11用于以預定的時間間隔(該預定時間間隔可根據飛行器主體10的飛行速度、與遙控器20之間的距離等調整，例如飛行速度較快時時間間隔較短，飛行速度較慢時時間間隔較長;與遙控器20之間的距離較大時，該時間間隔較短，與遙控器20之間的距離較小時，該時間間隔較長)生成不同的驗證碼。在具體實現時，驗證碼創(chuàng)建單元11生成的驗證碼可由系統(tǒng)自帶，也可以由操控人員自己定義。例如操控人員可以預選一定數目的驗證碼存儲到飛行器主體10，作為該次飛行所用的驗證碼庫(一般每次飛行可以選取2-16個驗證碼，優(yōu)選4-6個，該驗證碼庫同步存儲到遙控器20)。特定時刻生成的驗證碼從該次飛行所選的驗證碼庫中隨機選取。操控人員或遙控器可以在視線范圍內識別這些驗證碼，并輸入到遙控器20傳輸到飛行器主體10。
[0033]特別地，上述驗證碼可以采用多種不同形式，具體可以為數字、字母、圖案、燈光閃爍時長和/或顏色組合(包括多個同時顯示的顏色、或不同顏色的顯示順序等)。
[0034]驗證碼顯示單元12用于顯示驗證碼創(chuàng)建單元創(chuàng)建的驗證碼。驗證碼顯示單元12可以為LED、OLED燈組或微型的矩陣、顯示屏等，且該驗證碼顯示單元12安裝在飛行器主體10的底部或側面，從而便于地面操控人員觀察到。
[0035]驗證碼輸入單元21用于輸入驗證碼，該輸入的驗證碼通過遙控器20發(fā)送到飛行器主體10(可借助于遙控器20與飛行器主體10之間的無線通信方式)。上述驗證碼輸入單元21也可通過輸入按鈕或觸摸式圖形用戶界面實現驗證碼輸入。不同的驗證碼可作為選項顯示于遙控器20的圖形用戶界面，從而操控人員只需根據觀察到的飛行器主體10上的驗證碼點選相應選項即可完成驗證碼輸入操作。并且，操控人員可以將各個驗證碼與遙控器20上的各個按鍵一一對應，從而飛行器主體10隨機顯示驗證碼后，操控人員目測識別并通過在遙控器20上的對應按鍵快速輸入該驗證碼。不同的按鍵也可以用不同的形式比如編號等方式，方便操控人員操作。例如飛行器主體10的驗證碼顯示單元12顯示的驗證碼為藍綠燈交替快速閃爍時，可以按遙控器20上預先編制的與藍綠燈交替快速閃爍對應的按鍵。
[0036]此外，驗證碼輸入單元21具體可包括攝像頭和圖像識別子單元，其中圖像識別子單元用于識別攝像頭拍攝的飛行器主體10上的驗證碼顯示單元12顯示的驗證碼(靜態(tài)圖片或動態(tài)視頻)，并將識別的驗證碼作為輸入的驗證碼。上述攝像頭和圖像識別子單元的識別精度可調整到和人眼的識別精度類似，從而代替人眼識別。通過該方式，無需操控人員手動輸入，即可實現驗證碼輸入，使得操控人員無需改變操作習慣即可實現安全的無人飛行器操控。
[0037]驗證碼校驗單元13用于在來自遙控器20的驗證碼與驗證碼顯示單元12當前顯示的驗證碼一致時使飛行器主體1繼續(xù)執(zhí)行當前動作。該驗證碼校驗單元13確認接收的驗證碼錯誤，或在規(guī)定的時間內沒有從遙控器20得到反饋的驗證碼，則可通過驗證碼顯示單元12中斷當前正在顯示的驗證碼，并以短暫的顯示一個特定的信號或者操控人員自定義的信號，比如閃爍紅光，提醒操控人員輸入準確的驗證碼，隨后驗證碼顯示單元12會繼續(xù)顯示驗證碼。
[0038]上述的無人飛行器安全控制系統(tǒng)中的飛行器主體10還可包括返航控制單元，用于在驗證碼校驗單元13未接收到來自遙控器的驗證碼或接收的驗證碼與驗證碼顯示單元當前顯示的驗證碼不一致時，使飛行器主體10采取相應的安全措施，例如降落或返回遙控器所在位置，直到從遙控器20接收到正確的驗證碼。
[0039]上述無人飛行器安全控制系統(tǒng)通過在飛行器主體變換顯示驗證碼，并在該驗證碼與來自遙控器的驗證碼一致時方可使飛行器主體繼續(xù)飛行，從而避免飛行器主體脫離操控人員視線，保證飛行安全。
[0040]在使用上述無人飛行器安全控制系統(tǒng)時，在飛行器主體10飛行開始前，操控人員先在通過按鍵或利用藍牙、W1-F1、無線電波等從智能手機、遙控器等控制設備輸入和選定本次所用的驗證碼庫(該驗證碼庫存儲在飛行器主體10)。運行驗證碼庫后，飛行器主體10的驗證碼創(chuàng)建單元11隨機從驗證碼庫選取驗證碼，并產生對應的信號由驗證碼顯示單元12顯示。在視距內并且在飛行條件允許的情況下，操控人員能夠識別驗證碼顯示單元12顯示的這些信號，并通過遙控器20輸入對應的驗證碼，反饋到飛行器主體10。位于飛行器主體10的驗證碼校驗單元13確認該驗證碼與驗證碼顯示單元12當前顯示的驗證碼是否一致。如果一致，則飛行器主體10繼續(xù)飛行一段時間，該時間可以根據飛行器主體10的速度，以及距離加以調整。如果驗證碼不正確，飛行器主體10可以繼續(xù)顯示該驗證碼對應信號，或顯示提醒輸入的信號后，繼續(xù)顯示驗證碼信號。提醒信號可以根據提醒次數或距離本次提醒已經經過的時間而不同。繼續(xù)顯示的驗證碼可以使用原來的，也可以重新選取，以防原來的驗證碼在該條件下的不易識別。
[0041 ] 上述飛行器主體10和遙控器20可以選配驗證碼同步功能，該功能把正在運行的驗證碼同步到遙控器20的對應按鍵或觸摸式圖形用戶界面上的對應圖標上，使得其中的一個按鍵或圖標310顯示的信號與飛行器主體10上的信號類似或對應。從而操控人員可以直接按該鍵或圖標進行確認。
[0042]遙控器20還可以配有驗證碼提醒單元，用于顯示輸入驗證碼的提醒信號，該提醒信號也可以在與遙控器20連接的智能手機、平板電腦等設備上顯示，且該信號和飛行器主體10上的提醒信號類似。
[0043]如圖3所示，本發(fā)明還提供一種無人飛行器安全控制方法，該方法包括以下步驟:
[0044]步驟S31:飛行器主體以預定的時間間隔生成不同的驗證碼，并通過顯示裝置顯示驗證碼。
[0045]特別地，飛行器主體和遙控器可分別包括相同的驗證碼庫，且該驗證碼庫包括多個驗證碼;該步驟中通過從驗證碼庫隨機選擇驗證碼實現驗證碼生成;驗證碼具體可包括數字、字母、圖案、燈光閃爍時長和/或顏色組合。
[0046]步驟S32:遙控器將輸入的驗證碼發(fā)送到飛行器主體。
[0047]該步驟可借助攝像頭實現驗證碼自動輸入，例如首先遙控器通過攝像頭拍攝飛行器主體的圖像;然后遙控器識別攝像頭拍攝的圖像中的驗證碼，并將識別的驗證碼作為輸入的驗證碼發(fā)送到飛行器主體。當然，該步驟也可通過遙控器接收按鈕或觸摸式圖形用戶界面實現驗證碼輸入。
[0048]步驟S33:飛行器主體在來自遙控器的驗證碼與飛行器主體當前顯示的驗證碼一致時繼續(xù)執(zhí)行當前動作。
[0049]在上述步驟S32之后還可包括:飛行器主體在未接收到來自遙控器的驗證碼或接收的驗證碼與當前顯示的驗證碼不一致時，返回遙控器所在位置。
[0050]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種無人飛行器安全控制系統(tǒng)，包括飛行器主體和遙控器，其特征在于:所述飛行器主體上設有驗證碼創(chuàng)建單元、驗證碼顯示單元以及驗證碼校驗單元，所述遙控器包括驗證碼輸入單元，其中:所述驗證碼創(chuàng)建單元，用于以預定的時間間隔生成不同的驗證碼;所述驗證碼顯示單元，用于顯示驗證碼創(chuàng)建單元創(chuàng)建的驗證碼;所述驗證碼輸入單元，用于輸入驗證碼，輸入的驗證碼通過遙控器發(fā)送到飛行器主體;所述驗證碼校驗單元，用于在來自遙控器的驗證碼與驗證碼顯示單元當前顯示的驗證碼一致時使飛行器主體繼續(xù)執(zhí)行當前動作。2.根據權利要求1所述的無人飛行器安全控制系統(tǒng)，其特征在于:所述驗證碼輸入單元包括攝像頭和圖像識別子單元，所述圖像識別子單元用于識別攝像頭拍攝的飛行器主體上的驗證碼顯示單元顯示的驗證碼，并將識別的驗證碼作為輸入的驗證碼；或者所述驗證碼輸入單元通過輸入按鈕或觸摸式圖形用戶界面實現驗證碼輸入。3.根據權利要求1或2所述的無人飛行器安全控制系統(tǒng)，其特征在于:所述飛行器主體和遙控器分別包括相同的驗證碼庫，且該驗證碼庫包括多個驗證碼;所述驗證碼創(chuàng)建單元通過從驗證碼庫隨機選擇驗證碼實現驗證碼創(chuàng)建;所述驗證碼包括數字、字母、圖案、燈光閃爍時長和/或顏色組合。4.根據權利要求1或2所述的無人飛行器安全控制系統(tǒng)，其特征在于:所述飛行器主體還包括返航控制單元，用于在驗證碼校驗單元未接收到來自遙控器的驗證碼或接收的驗證碼與驗證碼顯示單元當前顯示的驗證碼不一致時，使飛行器主體返回遙控器所在位置。5.一種無人飛行器安全控制方法，其特征在于:包括以下步驟: (a)飛行器主體以預定的時間間隔生成不同的驗證碼，并通過顯示裝置顯示所述驗證碼； (b)遙控器將輸入的驗證碼發(fā)送到飛行器主體； (c)飛行器主體在來自遙控器的驗證碼與飛行器主體當前顯示的驗證碼一致時繼續(xù)執(zhí)行當前動作。6.根據權利要求5所述的無人飛行器安全控制方法，其特征在于:所述步驟(b)包括: (bl)遙控器通過攝像頭拍攝飛行器主體的圖像； (b2)遙控器識別攝像頭拍攝的圖像中的驗證碼，并將識別的驗證碼作為輸入的驗證碼發(fā)送到飛行器主體； 或者，所述步驟(b)包括:遙控器接收按鈕或觸摸式圖形用戶界面輸入的驗證碼。7.根據權利要求5或6所述的無人飛行器安全控制方法，其特征在于:所述飛行器主體和遙控器分別包括相同的驗證碼庫，且該驗證碼庫包括多個驗證碼;所述步驟(a)通過從驗證碼庫隨機選擇驗證碼實現驗證碼生成;所述驗證碼包括數字、字母、圖案、燈光閃爍時長和/或顏色組合。8.根據權利要求5或6所述的無人飛行器安全控制方法，其特征在于:所述步驟(b)之后包括:飛行器主體在未接收到來自遙控器的驗證碼或接收的驗證碼與當前顯示的驗證碼不一致時，返回遙控器所在位置。9.一種無人飛行器，其特征在于:包括驗證碼創(chuàng)建單元、驗證碼顯示單元以及驗證碼校驗單元，其中:所述驗證碼創(chuàng)建單元，用于以預定的時間間隔生成不同的驗證碼;所述驗證碼顯示單元，用于顯示驗證碼創(chuàng)建單元創(chuàng)建的驗證碼;所述驗證碼校驗單元，用于在來自遙控器的驗證碼與驗證碼顯示單元當前顯示的驗證碼一致時使無人飛行器繼續(xù)執(zhí)行當前動作。10.一種遙控器，其特征在于，包括驗證碼輸入單元，其中:所述驗證碼輸入單元，用于輸入驗證碼，輸入的驗證碼通過遙控器發(fā)送到飛行器主體，且所述飛行器主體在來自遙控器的驗證碼與該飛行器主體當前顯示的驗證碼一致時使繼續(xù)執(zhí)行當前動作。
【文檔編號】G08C17/02GK105913634SQ201610243238
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月18日
【發(fā)明人】王竹林
【申請人】王竹林