一种民用无人机飞行管理方法及平台与流程

本发明涉及无人机监管技术领域，具体涉及一种民用无人机飞行管理方法及平台。

背景技术：

21世纪初期，民用无人机逐渐走入普通人民群众的生活，从最初的遥控多旋翼飞行器的自稳算法到前几年的自主驾驶飞行面世，无人机的字面意义初见端倪。到2016年，深圳大疆创新所推出的一款小型化无人机mavic，将传统意义的无人机带入了人工智能的新纪元。当这样一款无人机推出到消费市场，无人机满天飞问题接踵而至。大疆公司将此类拥有视觉识别等人工智能的飞行器功能在其旗下多款飞行上面搭载。从低廉的价格来看，无人机消费市场异常火爆，而社会的压力便随之而来，相关职能部门发现由于消费级无人机价格低廉，技术突飞猛进，城市天空的压力突然猛增。是否要引入管理机制，怎么管理，用什么管理，成了执法部门很头疼的问题。因为按照这样的趋势发展下去，无论普通老百姓所关注的个人隐私问题，还是公共安全问题，以至于国家重要的地理信息安全，都存在着泄露的问题。

近年来，世界各地都有民用无人机带来的公共安全危害，比如发生在中国的杭州一个模型爱好者拿着一架无人机飞到民航降落的航线上拍摄民航客机降落，视频一经发出轰动了社会，谁知道还会有多少架这种无人机飞到机场上空，民航飞机的安全受到了威胁。

申请人对成都双流国际机场附近的黑飞即未经登记飞行的民用无人机进行了调查：

2017年4月14日，下午14时05分，成都双流国际机场西跑道北侧30公里区域净空保护区内，发现疑似无人驾驶航空器活动，导致3架航班绕行，地面航班等待5分钟。

2017年4月17日，下午14时13分，在成都双流国际机场西跑道北侧18公里区域(地处郫都区)，发现疑似无人驾驶航空器活动，导致多架域内航班空中等待，造成12架飞往成都的航班备降其他机场。

2017年4月18日18时26分以及18时38分，分别在成都双流国际机场西跑道北侧3.7公里区域(地处双流区)及同侧14.8公里区域(地处崇州市)，发现疑似无人驾驶航空器活动，导致22架飞往成都的航班备降其他机场，23架航班出港延误。

2017年4月21日，下午14点38分，3u8996次航班与3u8360次航班在双流机场20r跑道五边两侧23米时，机组人员发现一架绿色疑似无人驾驶航空器。这一事件直接导致了13个航班备降、1个航班返航。

同日下午15点40分，mu5407与3u8772次航班机组在距地面1100米处，发现一架红色和一架红白相间的疑似无人驾驶航空器。这两架航空器的飞行导致19个航班备降、2个航班返航。

同日下午17点06分，zh9772次航班在落地前，发现一架白色疑似无人驾驶航空器，且正好从飞机下方穿过。

这些事件只是众多事件中的一个缩影，无人机黑飞严重威胁着社会公共安全，人民群众的生命财产安全面临巨大挑战，因此亟待解决民用无人机的飞行管理问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种民用无人机飞行管理方法及平台，用以解决现阶段民用无人机黑飞严重威胁社会公共安全的问题，实现对民用无人机的有效监管。

为实现上述目的，本发明提供一种民用无人机飞行管理方法，具体地，该方法包括如下步骤：

步骤一：在地图上选取禁止飞行区域的边界特征点，通过边界特征点绘制民用无人机的禁止飞行区域，对禁止飞行区域的地理坐标进行存储；

步骤二：获取无人机飞行过程中的实时地理坐标位置，将无人机的实时地理坐标位置传输到后台服务器；

步骤三：根据无人机的实时地理坐标位置判断无人机是否在禁止飞行区域飞行，若某一无人机实时地理坐标在禁止飞行区域的地理坐标范围内，表明该无人机处于禁止飞行区域内，对该无人机的信息进行显示监管，若某一无人机实时地理坐标在禁止飞行区域的地理坐标范围外，表明该无人机处于禁止飞行区域外，过滤掉该无人机信息。

如上所述的一种民用无人机飞行管理方法，所述地图为以数字方式存储和查阅的电子地图。电子地图一般使用向量式图像储存，地图比例可放大、缩小或旋转而不影响显示效果，电子地图可以非常方便地对普通地图的内容进行任意形式的要素组合、拼接，形成新的地图，在本发明中，电子地图方便对无人机进行管理，目前市面上常见的电子地图有百度地图、高德地图等，在电子地图上通过js提供绘制多边形覆盖物的工具栏，用户使用绘制工具在地图上绘制区域，同时为其设定名称以及描述的相关信息。

如上所述的一种民用无人机飞行管理方法，所述禁止飞行区域是由边界特征点绘制的多边形区域，所述边界特征点是根据现实世界中不允许飞行的区域选取的点。禁止飞行区域的实质是由若干个点按照一定的顺序连接起来的多边形，只要将禁止飞行区域的每个点按照顺序记录下来，就可以很方便的将其持久化存入数据库。

如上所述的一种民用无人机飞行管理方法，实施所述管理方法之前，由监管部门监督用户或用户主动对无人机的相关信息在管理平台客户终端进行注册，将无人机的相关信息储存到后台服务器的数据库中。同时在数据库中，可以根据条件将指定的禁止飞行区域所代表的多边形的所有构成点取出来，然后根据这些点的顺序，将禁止飞行区域的多边形画出来数据模型以及存取明确之后，页面上只需要在用户新增完禁止飞行区域保存的时候通过ajax调用后台提供的保存禁止飞行区域的http的接口以将禁止飞行区域的信息存入数据库，从而完成由图形到数据的过程；在用户查询禁止飞行区域的时候，页面仍然通过ajax调用后台提供的查询禁止飞行区域的http的接口以将数据库信息查询出来然后解析数据，将这些数据绘制成图形，从而完成由数据到图形的过程。

如上所述的一种民用无人机飞行管理方法，所述步骤三中，对在禁止飞行区域飞行的无人机监管是指由监管部门根据用户信息联系无人机机主，对无人机机主进行警告、处罚，或者由监管部门采用无人机反制设备将在禁止飞行区域内的无人机击落。无人机飞行器的信号是飞行器所装载的盒子以固定频率(大约3秒钟)发送到后台服务的。后台服务需要向管理页面提供接口来获取这些最新的飞行器信息。页面通过ajax调用该http接口，将最新上报的一批飞行器的信息显示到页面，按照几何知识，根据某一飞行器盒子的坐标，判断是否在禁飞区域内飞行，如果不是，那么过滤掉该飞行器信息，最后将所有的驶入禁飞区域的飞行器显示在列表中，监管部门根据显示的用户信息联系机主进行警告、处罚，对于严重威胁公共安全,监管部门直接采用无人机反制设备将在禁止飞行区域内的无人机击落。

本发明还提供一种民用无人机飞行管理平台，采用如权利要求1至5任一项管理方法，所述管理平台包括管理服务器、单兵控制终端、地图模块、数据存储模块、飞行区域申报模块、申报审核模块、禁飞区域绘制模块、禁飞区擅闯提示模块；

所述管理服务器用于无人机飞行管理平台数据管理；

所述单兵控制终端用于通过无人机摄像头获取无人机拍摄的视频，并将视频通过单兵控制终端配备的通讯模块传输的管理服务器；

所述地图模块用于为无人机飞行管理平台提供地图信息服务；

所述数据存储模块用于对用户信息及管理信息进行存储；

所述飞行区域申报模块用于无人机机主通过智能终端进行飞行区域申报；

所述申报审核模块用于管理员对用户的飞行区域申报进行审核；

所述禁飞区域绘制模块用于监管部门进行禁飞区域绘制；

所述禁飞区擅闯提示模块用于向监管部门提示进入禁止飞行区域的无人机。

单兵控制终端会调用摄像头，将摄像头拍摄的视频，以直播的形式向管理服务器进行rtmp(实时消息传输)协议的推流,管理服务器在接受到了某一特定单兵控制终端的rtmp推流之后，会对应生成一个观看该视频直播的接口，管理平台通过该接口显示该单兵控制终端的直播。

单兵控制终端可以实现对无人机飞行器操控，可以对无人机飞行器视频输出做出推流的控制，将本次无人机飞行器推流的目标维护成管理服务器的接入接口，从而让无人机飞行器与单兵控制终端一样将视频以rtmp的形式推流到管理服务器中，与单兵控制终端的直播呈现类似，管理服务器在接受到了某一特定飞行器的rtmp推流之后，会对应生成一个观看该视频直播的接口，管理平台通过该接口显示该飞行器的直播。

用户在电子地图上绘制区域，在用户绘制完区域同时维护完区域信息的时候，飞行区域申报模块调用后台提供的保存用户申请区域的http接口将该次该用户申请的区域保存到数据库中以持久化。申报审核模块页面上通过ajax调用后台的查询所有任务的http接口，将所有的申请任务从数据库中查询出来显示在列表中。管理员在对每个申请的任务进行评估审核后或同意或拒绝，当审核提交之后，申报审核模块页面会通过ajax调用后台提供的审核申报任务的接口，将对应的任务的审核状态在数据库中对应修改成同意或者拒绝，从而影响到app端申请人的申请区域的状态，当管理员在对该次申请进行了同意或者拒绝的操作之后，该次申请的状态字段会进行对应的更新，智能终端通过调用后台的查询申请区域的http接口更新该次区域申请的结果。

如上所述的一种民用无人机飞行管理平台，进一步包括用户身份注册模块、用户身份查询模块、用户信息维护模块；所述用户身份注册模块用于无人机用户在无人机飞行管理平台进行用户资料注册，用户资料包括用户名、密码、联系方式、飞行器信息；所述用户身份查询模块用于监管部门对无人机用户信息进行查询；所述用户信息维护模块用于监管部门对无人机用户信息属性进行修改。

注册新用户时，用户需要将用户名、密码、联系方式、无人机资料等信息维护之后进行注册，此时用户身份注册模块会调用后台创建用户的http接口，由后台相对应的业务处理机制将用户的信息存入数据库以持久化。

用户身份查询模块通过ajax调用后台提供的查询所有用户的http接口，将所有用户的信息从数据库中读取出来并在列表中显示。

在对用户的信息进行属性修改时，用户信息维护模块通过ajax调用后台的修改用户的http接口，将该次修改在数据库中生效；在对用户信息进行删除的时候，用户信息维护模块通过ajax调用后台的删除用户的http接口，将该用户信息在数据库中删除。

如上所述的一种民用无人机飞行管理平台，所述无人机飞行管理平台管理的无人机上设有卫星定位模块、无线通讯模块，所述卫星定位模块用于无人机实时获取地理坐标信息；所述无线通讯模块用于无人机将地理坐标信息传输到飞行管理平台的管理服务器。无人机在飞行时，卫星定位模块可以取得其相关地理位置信息，然后通过一个gsm通讯模块将得到的地理位置信息发送到的管理端平台。

本发明方法具有如下优点：针对无人机的飞行原理、功能、所能获得的数据情况，结合gps工作原理，在管理平台上能够获得无人机飞行数据，并实时得到监控区域内无人机的飞行轨迹。通过机载卫星定位模块，将无人机经纬度、高度、速度和注册用户相关信息发送到后台数据库，在管理平台上能够实时显示，让管理者能够掌握飞行器的动态信息，在有相关无人机的数据需要查看的时候，可以从后台数据库随时调用无人机飞行器相关信息，生成类似轨迹图等数据分析图表，从而达到飞行问题的控管和追溯。本发明可以实现对无人机飞行的有效监管，解决现阶段民用无人机黑飞严重威胁社会公共安全的问题，保障人民群众的生命财产安全。

附图说明

图1民用无人机飞行管理方法流程图；

图2民用无人机飞行管理平台示意图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，一种民用无人机飞行管理方法，具体地，该方法包括如下步骤：

s1：在地图上选取禁止飞行区域的边界特征点，通过边界特征点绘制民用无人机的禁止飞行区域，对禁止飞行区域的地理坐标进行存储；

s2：获取无人机飞行过程中的实时地理坐标位置，将无人机的实时地理坐标位置传输到后台服务器；

s3：根据无人机的实时地理坐标位置判断无人机是否在禁止飞行区域飞行，若某一无人机实时地理坐标在禁止飞行区域的地理坐标范围内，表明该无人机处于禁止飞行区域内，对该无人机的信息进行显示监管，若某一无人机实时地理坐标在禁止飞行区域的地理坐标范围外，表明该无人机处于禁止飞行区域外，过滤掉该无人机信息。

民用无人机飞行管理方法的一个实施例中，地图为以数字方式存储和查阅的电子地图。电子地图一般使用向量式图像储存，地图比例可放大、缩小或旋转而不影响显示效果，电子地图可以非常方便地对普通地图的内容进行任意形式的要素组合、拼接，形成新的地图，在本发明中，电子地图方便对无人机进行管理，目前市面上常见的电子地图有百度地图、高德地图等，在电子地图上通过js提供绘制多边形覆盖物的工具栏，用户使用绘制工具在地图上绘制区域，同时为其设定名称以及描述的相关信息。

民用无人机飞行管理方法的一个实施例中，禁止飞行区域是由边界特征点绘制的多边形区域，边界特征点是根据现实世界中不允许飞行的区域选取的点。禁止飞行区域的实质是由若干个点按照一定的顺序连接起来的多边形，只要将禁止飞行区域的每个点按照顺序记录下来，就可以很方便的将其持久化存入数据库。

民用无人机飞行管理方法的一个实施例中，实施管理方法之前，由监管部门监督用户或用户主动对无人机的相关信息在管理平台客户终端进行注册，将无人机的相关信息储存到后台服务器的数据库中，后期可以在无人机出厂销售之前由监管部门进行强制性注册，同时可配合制定相关的法律法规，确保每个无人机都处在监管部门的监控下，保障人民生命财产安全。同时在数据库中，可以根据条件将指定的禁止飞行区域所代表的多边形的所有构成点取出来，然后根据这些点的顺序，将禁止飞行区域的多边形画出来数据模型以及存取明确之后，页面上只需要在用户新增完禁止飞行区域保存的时候通过ajax调用后台提供的保存禁止飞行区域的http的接口以将禁止飞行区域的信息存入数据库，从而完成由图形到数据的过程；在用户查询禁止飞行区域的时候，页面仍然通过ajax调用后台提供的查询禁止飞行区域的http的接口以将数据库信息查询出来然后解析数据，将这些数据绘制成图形，从而完成由数据到图形的过程。

民用无人机飞行管理方法的一个实施例中，s3中，对在禁止飞行区域飞行的无人机监管是指由监管部门根据用户信息联系无人机机主，对无人机机主进行警告、处罚，或者由监管部门采用无人机反制设备将在禁止飞行区域内的无人机击落。无人机飞行器的信号是飞行器所装载的盒子以固定频率(大约3秒钟)发送到后台服务的。后台服务需要向管理页面提供接口来获取这些最新的飞行器信息。页面通过ajax调用该http接口，将最新上报的一批飞行器的信息显示到页面，按照几何知识，根据某一飞行器盒子的坐标，判断是否在禁飞区域内飞行，如果不是，那么过滤掉该飞行器信息，最后将所有的驶入禁飞区域的飞行器显示在列表中，监管部门根据显示的用户信息联系机主进行警告、处罚，对于严重威胁公共安全,监管部门直接采用无人机反制设备将在禁止飞行区域内的无人机击落。

如图2所示，一种民用无人机飞行管理平台，管理平台包括管理服务器1、单兵控制终端2、地图模块3、数据存储模块4、飞行区域申报模块5、申报审核模块6、禁飞区域绘制模块7、禁飞区擅闯提示模块8；

管理服务器1用于无人机飞行管理平台数据管理；

单兵控制终端2用于通过无人机摄像头实现后台的视频直播；

地图模块3用于为无人机飞行管理平台提供地图信息服务；

数据存储模块4用于对用户信息及管理信息进行存储；

飞行区域申报模块5用于无人机机主通过智能终端进行飞行区域申报；

申报审核模块6用于管理员对用户的飞行区域申报进行审核；

禁飞区域绘制模块7用于监管部门进行禁飞区域绘制；

禁飞区擅闯提示模块8用于向监管部门提示进入禁止飞行区域的无人机。

单兵控制终端2会调用摄像头，将摄像头拍摄的视频，以直播的形式向管理服务器1进行rtmp(实时消息传输)协议的推流,管理服务器1在接受到了某一特定单兵控制终端2的rtmp推流之后，会对应生成一个观看该视频直播的接口，管理平台通过该接口显示该单兵控制终端2的直播。

单兵控制终端2可以实现对无人机飞行器操控，可以对无人机飞行器视频输出做出推流的控制，将本次无人机飞行器推流的目标维护成管理服务器1的接入接口，从而让无人机飞行器与单兵控制终端2一样将视频以rtmp的形式推流到管理服务器1中，与单兵控制终端2的直播呈现类似，管理服务器1在接受到了某一特定飞行器的rtmp推流之后，会对应生成一个观看该视频直播的接口，管理平台通过该接口显示该飞行器的直播。

用户在电子地图上绘制区域，在用户绘制完区域同时维护完区域信息的时候，飞行区域申报模块5调用后台提供的保存用户申请区域的http接口将该次该用户申请的区域保存到数据库中以持久化。申报审核模块6页面上通过ajax调用后台的查询所有任务的http接口，将所有的申请任务从数据库中查询出来显示在列表中。管理员在对每个申请的任务进行评估审核后或同意或拒绝，当审核提交之后，申报审核模块6页面会通过ajax调用后台提供的审核申报任务的接口，将对应的任务的审核状态在数据库中对应修改成同意或者拒绝，从而影响到app端申请人的申请区域的状态，当管理员在对该次申请进行了同意或者拒绝的操作之后，该次申请的状态字段会进行对应的更新，智能终端通过调用后台的查询申请区域的http接口更新该次区域申请的结果。

民用无人机飞行管理平台的一个实施例中，进一步包括用户身份注册模块9、用户身份查询模块10、用户信息维护模块11；用户身份注册模块9用于无人机用户在无人机飞行管理平台进行用户资料注册，用户资料包括用户名、密码、联系方式、飞行器信息；用户身份查询模块10用于监管部门对无人机用户信息进行查询；用户信息维护模块11用于监管部门对无人机用户信息属性进行修改。

注册新用户时，用户需要将用户名、密码、联系方式、无人机资料等信息维护之后进行注册，此时用户身份注册模块9会调用后台创建用户的http接口，由后台相对应的业务处理机制将用户的信息存入数据库以持久化。

用户身份查询模块10通过ajax调用后台提供的查询所有用户的http接口，将所有用户的信息从数据库中读取出来并在列表中显示。

在对用户的信息进行属性修改时，用户信息维护模块11通过ajax调用后台的修改用户的http接口，将该次修改在数据库中生效；在对用户信息进行删除的时候，用户信息维护模块11通过ajax调用后台的删除用户的http接口，将该用户信息在数据库中删除。

民用无人机飞行管理平台的一个实施例中，无人机飞行管理平台管理的无人机上设有卫星定位模块12、无线通讯模块13，卫星定位模块12用于无人机实时获取地理坐标信息；无线通讯模块13用于无人机将地理坐标信息传输到飞行管理平台的管理服务器1。无人机在飞行时，卫星定位模块12可以取得其相关地理位置信息，然后通过一个gsm通讯模块将得到的地理位置信息发送到的管理端平台。

以下结合实践情况，进一步阐明本发明的可行性：

2017年4月9日，武汉马拉松在风雨交加中开跑，我们所研发的无人机管理平台demo也上线试运行。整体运行与预先设计的初衷基本上一样，运行顺利并得到市公安局视频侦查支队相关领导认可。整个过程中，体现了我们平台的重要性。

2017年4月9日前，有关部门通知在当天早上7：30至7：45为禁飞时段，期间会开启gps干扰设备防止干扰马拉松比赛，干扰系统会在7：50完全关机。所以在这20分钟内，已经报备的将近30架无人机是不允许升空的，其中包括各大媒体、技术支持厂商和公安系统无人机。可是往往都会有一些小插曲来打乱安保工作，其中就有个别单位的无人机在禁飞时段内，没有通知管理单位擅自飞行抢镜头，造成摔机事故，险些伤人。事后不但没有意识到自己这种违规操作，还质问有关单位为何将自己的飞行器采用反制设备击落，弄得管理部门很是尴尬。

这个时候我们飞行管理平台便发挥作用了，立即调用管理服务器后台数据库，把当天早上违规飞行的无人机数据调用出来，生成飞行轨迹图，第一时间交到相关领导手里，及时化解了这次矛盾。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。