一种电子边界装置、无人飞行系统及无人飞行器监控方法
【技术领域】
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[0001]本发明主要涉及无人飞行器领域，尤其涉及无人飞行器飞行区域的监控方面。
【背景技术】
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[0002]无人驾驶飞机，简称无人飞行器(UAV)，是一种处在迅速发展中的新概念飞行装备，其具有机动灵活、反应快速、无人飞行、操作要求低、起飞无需跑道或其它辅助设备等优点。无人飞行器通过搭载多类传感器，可以实现影像实时传输、高危地区探测功能等，且目前，无人飞行器的使用范围已扩宽至军事、科研、民用三大领域，并应用甚广。
[0003]然而，尽管现有无人飞行器可实现长时间、长距离的目标检测或者目标跟踪等操作，但是由于其飞行区域可能并没有进行详细的设定，从而致使该无人飞行器在飞行时可能会存在安全隐患。例如，当无人飞行器进入机场或民航线路时，可能会导致航空安全事故的发生；或当无人飞行器进入一些私人区域等非检测区域时，可能会引起该区域的人的反感或造成人身安全问题。为此，如何快速设定飞行区域、预先设定禁飞区域，并实时监控无人飞行器的飞行路线避免其进入禁飞区域是紧急需要处理的问题。
[0004]现有技术中，曾提出在地面控制系统中设置一监控单元，该监控单元中预先存储有飞行区域的边界值，并通过比较无人飞行器的位置与上述边界值之间的关系而判断上述无人飞行器是否超越上述飞行区域，若判断上述无人飞行器已超过上述飞行区域，则向所述无人飞行器输出相应的报警信号。但是，上述技术方案中，当无人飞行器距离地面控制系统较远时信号过于衰弱、或者当无人飞行器与地面控制系统之间的信号传输受到干扰时，容易出现上述无人飞行器定位信息无法及时传递至地面控制系统以致上述边界监控功能无法完成，则此时无人飞行器会超越预设的安全范围，而与地面控制系统之间失联。
【发明内容】
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[0005]本发明的目的在于提供一种可快速设定无人飞行器的飞行区域、并根据无人飞行器的具体飞行路线而放置、且在无人飞行器的输出信号衰弱时亦能实时监控无人飞行器的飞行路径是否超越预设区域的电子边界装置。
[0006]具体地，本发明主要提供以下技术方案:
[0007]—种电子边界装置，用于设定无人飞行器的飞行区域，其中，所述电子边界装置包括:
[0008]用于接收信息和反馈信息的通信单元；
[0009]用于定位所述电子边界装置自身位置的定位单元；
[0010]其中，所述电子边界装置独立于所述无人飞行器而设置，且所述无人飞行器的飞行区域基于所述电子边界装置的位置信息而确定。
[0011]进一步地，所述电子边界装置还包括供所述无人飞行器降落停靠的降落平台以及使其便于识别定位的识别信标。
[0012]本发明还提供一种电子边界系统，其中，所述电子边界系统包括至少一个前所述的电子边界装置、至少一个无人飞行器以及地面控制系统，其中，所述电子边界系统还包括:
[0013]接收所述电子边界装置的位置信息的控制单元，且所述控制单元基于所述电子边界装置的位置信息而确定所述无人飞行器的飞行区域；
[0014]与所述控制单元相连接的判断单元，且所述判断单元根据所述无人飞行器的位置与所述电子边界装置之间的距离判断所述无人飞行器是否位于所述飞行区域。
[0015]具体地，所述控制单元与所述判断单元设置在所述电子边界装置和/或所述无人飞行器和/或地面控制系统中。
[0016]进一步地，所述飞行区域根据与所述电子边界装置的不同距离而划分为飞行安全区域、预警区域以及限飞区域。
[0017]具体地，所述电子边界系统还包括一与所述判断单元相连接的报警单元，其在所述判断单元判断所述无人飞行器进入所述预警区域时输出报警信号，其中，所述报警单元设置在所述电子边界装置和/或所述无人飞行器和/或地面控制系统。
[0018]具体地，所述控制单元在所述判断单元判断所述无人飞行器进入所述限飞区域时控制所述无人飞行器降落或返航。
[0019]进一步地，所述电子边界系统还包括预先存储监控范围信息的存储单元以及对所述无人飞行器的身份信息进行验证并判断其是否属于所述监控范围信息的验证单元。
[0020]此外，本发明还提供一种无人飞行器监控方法，其中，所述飞行监控方法包括以下步骤:
[0021]A、在预定位置放置至少一个如前所述的电子边界装置；
[0022]B、基于所述电子边界装置的位置信息确定所述无人飞行器的飞行区域；
[0023]C、获取所述无人飞行器的位置信息；
[0024]D、根据所述无人飞行器的位置信息，确定所述无人飞行器与所述电子边界装
[0025]置之间的距离，并根据所述距离判断所述无人飞行器是否位于所述飞行区域。
[0026]进一步地，所述监控方法中，还包括如下至少一种步骤:
[0027]在执行步骤C之前，根据与所述电子边界装置之间的不同距离将所述飞行区域划分为飞行安全区域、预警区域和限飞区域的步骤；
[0028]在所述步骤D之后，当判断所述无人飞行器进入特定飞行区域时，输出报警信号的步骤；
[0029]在所述步骤D之后，当判断所述无人飞行器进入特定飞行区域时，控制所述无人飞行器降落或返航的步骤。
[0030]采用上述技术方案，可以快速设定无人飞行器的飞行边界，即使在无人飞行器与地面控制系统之间的信号传输存在异常时也可以实时监控无人飞行器的飞行路径，避免其超越飞行安全范围，并避免发生无人飞行器失联的情况。
【附图说明】
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[0031]图la为本发明实施例一电子边界系统的基本组成示意图；图lb为本实施例的电子边界装置的基本组成示意图；
[0032]图2为本发明实施例一一种飞行区域设定方式示意图；
[0033]图3为本发明实施例一另一种飞行区域设定方式示意图；
[0034]图4为本发明实施例一利用电子边界装置对无人飞行器进行飞行监控的流程图；
[0035]图5为本发明实施例二三个电子边界装置组合使用的示意图；
[0036]图6为本发明实施例二四个电子边界装置组合使用的示意图；
[0037]图7为本发明实施例三利用电子边界装置对无人飞行器进行飞行监控的流程图。
[0038]符号说明:10电子边界装置，101通信单元，102定位单元，103控制单元，104判断单元，20地面控制系统，30无人飞行器，X、Y飞行区域，X1、Y1飞行安全区域，X2、Y2预警区域，X3、Y3限飞区域。
【具体实施方式】
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[0039]本发明的主要技术方案是:通过在无人飞行器的飞行路径上放置一独立于无人飞行器与地面控制系统的电子边界装置，并且基于该电子边界装置的位置信息而确定无人飞行器的飞行区域，从而可利用上述电子边界装置对无人飞行器的飞行状况进行实时监控，避免其脱离飞行安全范