本发明涉及无人机控制技术领域，特别涉及适应集群航点任务的无人机集群监控方法及系统。
背景技术
无人机集群由多台无人机组成，可用于执行编队运输、进行空中表演等任务。目前普遍采取的无人机监控方法是：无人机向监控系统反馈自身所在的位置，监控系统只是单方面的收集无人机反馈的位置信息，但无法判断无人机所在的位置是否是其应该所在的位置，并且监控系统只是针对单个无人机进行监控，但是当无人机以集群为单位执行任务时，监控系统无法得知出现故障的无人机属于哪个集群，或出现故障的无人机是否都属于同一集群，这使得监控系统无法针对无人机集群整体进行监控。
技术实现要素：
(一)发明目的
为了解决上述现有技术方案中的至少一种缺陷，以无人机集群为单位进行整体监控，本发明提供了以下技术方案。
(二)技术方案
作为本发明的第一方面，本发明提供了一种适应集群航点任务的无人机集群监控方法，所述无人机集群包括多台无人机；
所述无人机集群监控方法包括：
中控系统获取所述无人机集群内各无人机的子航点任务；
各无人机实时采集自身的综合状态信息，并将采集到的综合状态信息发送至所述中控系统；
所述中控系统根据接收到的无人机的综合状态信息判断各无人机是否发生异常；
所述中控系统获取无人机集群内的异常无人机的数量，并在无人机集群内的异常无人机数量多于设定个数时，判定该无人机集群异常，并向监控人员告警和/或根据预先设定的方案进行处理；其中，所述子航点任务为根据集群航点任务得到的针对单机无人机的任务。
作为上述技术方案的一种具体实施方式，所述子航点任务包括无人机的动作位置信息、动作时间信息和动作内容信息。
作为上述技术方案的一种具体实施方式，所述无人机采集的综合状态信息包括无人机自身的第一实际位置信息；所述中控系统根据接收到的无人机的综合状态信息判断各无人机是否发生异常包括：
中控系统根据所述各无人机的子航点任务得到各无人机的理论位置信息；
中控系统根据无人机集群内各无人机的理论位置信息和第一实际位置信息，实时计算各无人机的理论位置与第一实际位置的偏差量；
中控系统在无人机的偏差量在设定时间内持续超过设定距离时，判定该无人机发生异常。
作为上述技术方案的一种具体实施方式，所述无人机集群包括至少1台主控无人机，以及多台与所述主控无人机通信连接的从属无人机；
所述主控无人机采集的综合状态信息还包括：该主控无人机周围一定空间范围内的其他无人机的第二实际位置信息；
所述中控系统根据接收到的无人机的综合状态信息判断各无人机是否发生异常还包括：
中控系统将主控无人机获取的其他无人机的第二实际位置信息与对应的第一实际位置信息进行比对，得到比对结果；
中控系统根据所述比对结果判断所述一定空间范围内的其他无人机或该主控无人机是否发生异常；其中，所述一定空间范围内的其他无人机包括从属无人机。
作为上述技术方案的一种具体实施方式，所述主控无人机实时采集其周围一定空间范围内其他无人机的第二实际位置信息的方式为：所述主控无人机采集其周围一定空间范围内的其他无人机与该主控无人机之间的相对位置，根据采集到的所述一定范围内的其他无人机的相对位置以及自身的第一实际位置信息算出所述一定范围内的其他无人机的第二实际位置信息。
作为上述技术方案的一种具体实施方式，所述无人机采集的综合状态信息包括无人机在执行子航点任务过程中的任务执行数据；所述中控系统根据接收到的无人机的综合状态信息判断各无人机是否发生异常包括：
中控系统保存接收到的无人机的任务执行数据；
中控系统将任务执行数据与对应的子航点任务进行比对，得到比对结果；
中控系统在所述比对结果中包含不符合要求项时，判定该无人机发生异常；其中，所述任务执行数据包括以下信息中的一项或多项：动作位置信息、动作时间信息、动作内容信息。
作为上述技术方案的一种具体实施方式，所述无人机采集的综合状态信息包括无人机的飞行状态信息；所述中控系统根据接收到的无人机的综合状态信息判断各无人机是否发生异常包括：
中控系统根据无人机的飞行状态信息预测无人机的使用寿命和健康度，并根据预测得到的使用寿命和健康度制定该无人机的运维策略；
中控系统在无人机的使用寿命在设定时间内持续低于设定寿命值时，或无人机的健康度在设定时间内持续低于设定健康值时，判定该无人机异常；其中，
所述无人机的飞行状态信息包括以下信息中的一项或多项：剩余电量信息、飞行状态信息、故障信息、在线状态信息；所述无人机运维策略包括以下一项或多项：检修或更换无人机零部件、给无人机充电。
作为上述技术方案的一种具体实施方式，所述无人机集群中的各无人机均具有任务标识，所述监控方法还包括：所述中控系统实时获取各无人机的任务标识，并根据无人机的任务标识得到无人机的任务状态；
所述中控系统在无人机的任务状态为任务尚未执行状态或任务执行完毕状态时，结束对所述无人机集群中各无人机的监控；其中，所述任务状态包括以下其中一种：任务正在执行状态、任务尚未执行状态、任务执行完毕状态。
作为本发明的第二方面，本发明提供了一种适应集群航点任务的无人机集群监控系统，包括中控系统和无人机集群，所述无人机集群包括多台无人机；
所述无人机包括：综合信息采集模块，用于实时采集无人机自身的综合状态信息；以及信息发送模块，用于将采集到的综合状态信息发送至所述中控系统；
所述中控系统包括：航点任务获取模块，用于获取所述无人机集群内各无人机的子航点任务；信息接收模块，用于接收各无人机发来的综合状态信息；机体异常判断模块，用于根据各无人机的综合状态信息判断各无人机是否发生异常；集群异常判断模块，用于获取无人机集群内的异常无人机的数量，并在无人机集群内的异常无人机数量多于设定个数时，判定该无人机集群异常；以及告警模块，用于在无人机集群异常时，向监控人员告警和/或根据预先设定的方案进行处理；其中，所述子航点任务为根据集群航点任务得到的针对单机无人机的任务。
作为上述技术方案的一种具体实施方式，所述子航点任务包括无人机的动作位置信息、动作时间信息和动作内容信息。
作为上述技术方案的一种具体实施方式，所述综合信息采集模块包括：第一位置采集单元，用于采集无人机自身的第一实际位置信息，第一实际位置信息包含于所述综合状态信息内；
所述中控系统的机体异常判断模块包括：理论位置获取单元，用于根据所述各无人机的子航点任务得到各无人机的理论位置信息；偏差量计算单元，用于根据无人机集群内各无人机的理论位置信息和第一实际位置信息，实时计算各无人机的理论位置与第一实际位置的偏差量；以及第一异常判断单元，用于在无人机的偏差量在设定时间内持续超过设定距离时，判定该无人机发生异常。
作为上述技术方案的一种具体实施方式，所述无人机集群包括至少1台主控无人机，以及多台与所述主控无人机通信连接的从属无人机；
所述主控无人机的综合信息采集模块还包括：第二位置采集单元，用于采集该主控无人机周围一定空间范围内的其他无人机的第二实际位置信息，第二实际位置信息包含于主控无人机的综合状态信息内；
所述中控系统的机体异常判断模块还包括：信息比对单元，用于将主控无人机获取的其他无人机的第二实际位置信息与对应的第一实际位置信息进行比对，得到比对结果；所述第一异常判断单元还用于根据所述比对结果判断所述一定空间范围内的其他无人机或该主控无人机是否发生异常；其中，所述一定空间范围内的其他无人机包括从属无人机。
作为上述技术方案的一种具体实施方式，所述主控无人机的第二位置采集单元包括：相对位置采集子单元，用于采集该主控无人机周围一定空间范围内的其他无人机与该主控无人机之间的相对位置；以及第二位置采集子单元，用于根据采集到的所述一定范围内的其他无人机的相对位置以及自身的第一实际位置信息算出所述一定范围内的其他无人机的第二实际位置信息。
作为上述技术方案的一种具体实施方式，所述综合信息采集模块包括：任务数据采集单元，用于采集无人机自身的任务执行数据，任务执行数据包含于所述综合状态信息内；所述中控系统的机体异常判断模块包括：任务数据保存单元，用于保存接收到的无人机的任务执行数据；数据比对单元，用于将任务执行数据与对应的子航点任务进行比对，得到比对结果；以及第二异常判断单元，用于在所述比对结果中包含不符合要求项时，判定该无人机发生异常；其中，所述任务执行数据包括以下信息中的一项或多项：动作位置信息、动作时间信息、动作内容信息。
作为上述技术方案的一种具体实施方式，所述综合信息采集模块包括：状态信息采集单元，用于采集无人机自身的飞行状态信息，飞行状态信息包含于所述综合状态信息内；
所述中控系统的机体异常判断模块包括：健康度预测单元，用于根据无人机的飞行状态信息预测无人机的使用寿命和健康度；运维策略制定模块，用于针对该无人机制定无人机运维策略；以及第三异常判断单元，用于在无人机的使用寿命在设定时间内持续低于设定寿命值时，或无人机的健康度在设定时间内持续低于设定健康值时，判定该无人机异常；其中，所述无人机的飞行状态信息包括以下信息中的一项或多项：剩余电量信息、飞行状态信息、故障信息、在线状态信息；所述无人机运维策略包括以下一项或多项：检修或更换无人机零部件、给无人机充电。
作为上述技术方案的一种具体实施方式，所述无人机集群内的各无人机均具有任务标识；
所述无人机还包括：任务标识存储模块，用于存储无人机的任务标识；
所述中控系统还包括：任务状态获取模块，用于实时获取各无人机的任务标识，并根据无人机的任务标识得到无人机的任务状态；以及监控结束模块，用于在无人机的任务状态为任务尚未执行状态或任务执行完毕状态时，结束对所述无人机集群中各无人机的监控；其中，所述任务状态包括：任务正在执行状态、任务尚未执行状态、任务执行完毕状态。
(三)有益效果
1、通过该监控方法，实时获取并跟踪无人机集群在任务执行过程中的状态，及时发现无人机集群出现异常或发生安全事故，提高了任务执行的安全性和可靠性；
2、无人机实时记录任务执行数据，并实时将任务执行数据发送至中控系统，以使中控系统能更准确地掌握无人机动向，实时追踪无人机的任务执行状况，在无人机偏离航线或发生安全事故时尽快推断出事故原因，并能够在任务执行过程中对可能发生险情的无人机的状态进行更及时准确的判断；
3、根据无人机的健康度和使用寿命来制定无人机运维策略，并通过执行该运维策略使无人机能够在高健康度的状态下执行任务，降低了无人机集群的安全成本；
4、在无人机并未处于执行任务的状态时，中控系统结束对无人机的任务方面的监控以及位置方面的监控，减轻了中控系统的数据处理压力。
附图说明
以下参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释和说明本发明，而不能理解为对本发明的保护范围的限制。
图1是本发明提供的无人机集群监控方法的其中一种实施例的流程示意图；
图2是本发明提供的无人机集群监控方法的另一种实施例的流程示意图；
图3是本发明提供的无人机集群监控系统的其中一种实施例的结构框图；
图4是本发明提供的无人机集群监控方法的另一种实施例的结构框图。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
需要说明的是：所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下为本发明提供的适应集群航点任务的无人机集群监控方法的其中一种实施例，为第一实施例。通过该无人机集群监控方法，对无人机集群内的无人机进行监控，掌握集群内各无人机的任务执行状态，并通过各无人机的运行状态得到无人机集群的任务执行状态。其中，1个无人机集群包括多台无人机。每个无人机集群具有自己的集群标识，同一集群的无人机可以共同完成一个针对无人机集群的集群航点任务。图1为本实施例的流程示意图，如图1所示，该无人机集群监控方法包括如下步骤：
步骤100，中控系统获取无人机集群内各无人机的子航点任务。其中，子航点任务为根据集群航点任务得到的针对单机无人机的任务。在中控系统对无人机以集群为单位进行调度时，需要对无人机集群发出指令，以使集群内的各个无人机根据指令执行相应动作，达到控制无人机集群的目的，上述指令就是集群航点任务。集群航点任务可以是负责控制无人机集群的中控系统生成的，也可以是其他模块或设备生成后发送给中控系统的。中控系统的操作人员规划好无人机集群需要执行的任务后，以无人机集群能解析的方式生成集群航点任务。集群航点任务是针对无人机集群整体生成的，但无人机集群是以单体无人机为单位行动的一个群体，因此具体到每一台无人机需要执行的任务，就需要得到根据集群航点任务解析或拆分出来的各子航点任务，无人机通过执行子航点任务来达到任务目的，每台无人机同时执行自己的子航点任务，以实现无人机集群执行集群航点任务。
中控系统若想从任务执行开始到任务结束这段时间内对无人机集群进行监控，则首先需要获取到无人机集群内各无人机的子航点任务，并从子航点任务中解析出各无人机的理论位置信息。子航点任务可以是各无人机发送给中控系统的。作为上述技术方案的一种具体实施方式，子航点任务包括无人机的动作位置信息、动作时间信息和动作内容信息。
动作内容信息包含了无人机需要执行的任务动作或行为，例如无人机需要到达某具体位置。动作位置信息包含了无人机执行动作或行为的所在位置，需要说明的是，该所在位置是一个范围，而不是一个具体的坐标点。动作时间信息包含了无人机执行任务动作或行为的时间节点，例如无人机需要在某时刻做出某动作或到达某位置范围内。
步骤200，各无人机实时采集自身的综合状态信息，并将采集到的综合状态信息发送至中控系统。无人机从开始执行任务到任务执行完毕的过程中，会实时采集自身的综合状态信息，并实时发送给中控系统，以用于中控系统进行实时监控。
步骤300，中控系统根据接收到的无人机的综合状态信息判断各无人机是否发生异常。中控系统实时接收到无人机集群内各个无人机在各个时刻的综合状态信息后，根据综合状态信息对无人机进行监控，并实时判断是否有无人机发生异常或发生故障。
在对无人机集群进行监控时，无人机集群的实时位置是否正确是需要监控的一个重要方面，而要想监控无人机集群的实时位置，就需要得到集群中各无人机的实际位置，因此作为上述技术方案的一种具体实施方式，无人机采集的综合状态信息包括无人机自身的第一实际位置信息，并且步骤300中的中控系统根据接收到的无人机的综合状态信息判断各无人机是否发生异常包括如下步骤：
步骤311，中控系统根据各无人机的子航点任务得到各无人机的理论位置信息。理论位置信息包含了无人机在各个时刻的理论位置，在已知理论位置信息的情况下，无人机的大致行动轨迹就是已知的，因此，通过理论位置信息可以掌握无人机在正常执行任务时应有的行踪和巡航轨迹。
步骤312，中控系统根据无人机集群内各无人机的理论位置信息和第一实际位置信息，实时计算各无人机的理论位置与第一实际位置的偏差量。第一实际位置信息为无人机自身判断自身所处的位置，可以是二维坐标位置，也可以是三维坐标位置，第一实际位置信息包含了无人机反馈的自身在各个时刻的实际位置，各无人机将采集到的空间位置信息发送给中控系统，向中控系统随时汇报自己所在的具体位置。
由于理论位置信息包含了无人机在各个时刻的理论位置，第一实际位置信息包含了无人机反馈的自身在各个时刻的实际位置，因此中控系统可以根据理论位置信息和第一实际位置信息得到无人机在各个时刻的理论位置以及实际位置，并实时计算各无人机的理论位置与第一实际位置的偏差量，该偏差量是判断无人机在任务执行过程当中是否偏离航线或发生故障的依据之一，由于理论位置信息和第一实际位置信息是实时获取或采集的，因此得到的理论位置和也是实时的，因此得到的偏差量也是实时的。
步骤313，中控系统在无人机的偏差量在设定时间内持续超过设定距离时，判定该无人机发生异常。若某个无人机的偏差量在设定时间内持续超过设定距离，则说明该无人机偏离航线或发生故障，例如，在巡航过程中，设定距离为1米，设定个数为1个，设定时间为2秒，若某个无人机的偏差量多于1米并持续了超过2秒钟，则在无人机反馈的第一实际位置正确的情况下，说明无人机偏离了应有的航线，因此判定该无人机发生异常。需要说明的是，设定距离可以根据传感器的灵敏度等信息来设置，而设置设定时间是为了防止无人机在极短的一瞬间反馈一个错误位置信息，引起中控系统的误判断。
可以理解的是，判断无人机偏离航线的设定距离、设定个数以及设定时间都是根据具体任务性质、任务内容以及无人机类型等信息决定的，不同的子航点任务可能对应更长的设定时间、更多的设定个数以及更长的设定距离。
在对无人机集群进行监控时，无人机集群的任务执行状态是否正常是需要监控的另一个重要方面，而要想监控无人机集群的任务执行状态，就需要得到集群中各无人机的任务执行数据，因此作为上述技术方案的一种具体实施方式，无人机采集的综合状态信息包括无人机在执行子航点任务过程中的任务执行数据。作为上述技术方案的一种具体实施方式，各无人机将任务执行数据以报文的形式实时发送至中控系统，并且步骤300中的中控系统根据接收到的无人机的综合状态信息判断各无人机是否发生异常包括如下步骤：
步骤321，中控系统保存接收到的无人机的任务执行数据。其中，任务执行数据包括以下信息中的一项或多项：动作位置信息、动作时间信息、动作内容信息。自无人机开始执行子航点任务到子航点任务执行结束，各个无人机都会对自身在执行子航点任务过程中的任务执行数据进行实时地记录，记录的内容包括无人机的动作位置信息和动作时间信息，例如在t1时刻位于l1点位置发出红光，在t1+60s时刻位于l2点位置并发出鸣响。作为上述技术方案的一种具体实施方式，该任务执行数据还可以包括无人机的飞行目标与飞行状态，例如在t1+1s时刻向l2点位置方向以多少时速飞行，还可以更具体到记录无人机在各个时刻的剩余电量、飞行仰角、飞行速度、飞行加速度、当次己飞行距离等信息。
任务进行中或任务结束后可以通过查看任务执行数据来还原先前任务执行过程中的一些现场情况，任务执行数据记录得越详细，越能更真实的还原任务执行的现场情况，有助于在发生险情时或发生险情后确定无人机故障点。
步骤322，中控系统将任务执行数据与对应的子航点任务进行比对，得到比对结果。无人机的任务执行数据在正常情况下应该是与子航点任务相对应的，例如子航点任务指示无人机在t1时刻应当到达l1点位置并发出红光，则无人机记录的任务执行数据应当也是无人机在t1时刻应当到达l1点位置并发出红光。因此需要对任务执行数据和子航点任务进行比对，并在比对结果中表明无人机的动作位置信息是否相同，动作时间信息是否相同，动作内容信息是否相同。
步骤323，中控系统在比对结果中包含不符合要求项时，判定该无人机发生异常。中控系统实时检查比对结果，查看是否包含有不符合要求项，也就是查看是否包含不相同的项目。若无人机反馈的任务执行数据和子航点任务对应不上且偏差较大，则在任务执行数据真实有效的情况下，可以判定无人机未能正常执行子航点任务。例如，子航点任务指示无人机在t1时刻应当到达l1点位置并发出红光，但当前反馈的任务执行数据中表明，无人机在t1时刻在l1点位置并发出蓝光，或无人机在t1时刻还距离l1点位置10米，此时可以判定无人机由于出现故障或其他原因未能正常执行子航点任务。
无人机实时记录任务执行数据，并实时将任务执行数据发送至中控系统，以使中控系统能尽快掌握无人机动向，实时追踪无人机的任务执行状况，在无人机偏离航线或发生安全事故时尽快推断出事故原因，并能够在任务执行过程中对可能发生险情的无人机的状态进行更及时准确的判断。
在对无人机集群进行监控时，无人机集群的飞行状态是否正常是需要监控的还一个重要方面，而要想监控无人机集群的飞行状态，就需要得到集群中各无人机的飞行状态信息，因此作为上述技术方案的一种具体实施方式，无人机采集的综合状态信息包括无人机的飞行状态信息，并且步骤300中的中控系统根据接收到的无人机的综合状态信息判断各无人机是否发生异常包括如下步骤：
步骤331，中控系统根据无人机的飞行状态信息预测无人机的使用寿命和健康度，并根据预测得到的使用寿命和健康度制定该无人机的运维策略。其中，无人机的飞行状态信息包括以下信息中的一项或多项：剩余电量信息、飞行状态信息、故障信息、在线状态信息，无人机运维策略包括以下一项或多项：检修或更换无人机零部件、给无人机充电。
若想对无人机进行运行维护，就需要知道何时进行维护，而维护的时间点取决于无人机的当前状态，因此中控系统实时获取该无人机集群内各无人机的飞行状态信息，以用于判断无人机是否需要进行维护。无人机的飞行状态信息中，剩余电量信息代表了无人机当前的剩余巡航里程，巡航状态信息包括了飞行速度、飞行高度、迎角、侧滑角和轨迹俯仰角、旋转角等信息，故障信息则表明了无人机自检时发现的故障，是对需要维护的点的最直观体现，在线状态信息是指无人机处于在线状态时，无人机实时与中控系统通信连接并按时向中控系统发送需要发送的信息，而无人机处于离线状态时，无人机不与中控系统保持通信连接，并处于关机状态。作为上述技术方案的一种具体实施方式，无人机的飞行状态信息还可以包括无人机服役时长、总巡航里程等信息。
中控系统综合考虑上述飞行状态信息，并预测出无人机当前的使用寿命和健康度。
对无人机进行何种维护取决于无人机的健康度，健康度也称为健康状态，通过无人机的飞行状态信息来预测无人机的使用寿命和健康状态。具体的，例如，当无人机的剩余电量较低时，表明无人机的剩余巡航距离较短，存在无法完成任务的危险，因此会影响无人机的健康度和使用寿命。再例如，无人机的飞行状态能够在一定程度上反应无人机的性能及各项参数是否有变，当无人机的实际飞行速度远低于应当的理论飞行速度时，可能表示无人机的电机异常，中控系统会相应地降低预测的健康度和使用寿命。又例如，无人机的故障信息表明无人机的某一零部件工作不正常，中控系统会根据该零部件的重要性降低预测的健康度和使用寿命。
对无人机的运行维护包括对无人机进行充电，而通过无人机的剩余电量信息可以判断无人机是否需要充电。根据无人机的飞行状态也能够对无人机的运行维护进行一定修正，在无人机飞行状态异常时，需要修正对该无人机的运维策略，制定检修或更换该无人机的对应零部件的计划并执行。无人机的故障信息则是无人机自检出的机体故障信息，也是最直观的反应无人机需要进行运行维护的一个信号，根据无人机的故障信息制定检修或更换该无人机的对应零部件的计划并执行。
需要说明的是，无人机的健康状态是可以通过检修维护恢复满健康度的，无人机的使用寿命也是可以通过检修维护而延长的，因此健康状态和使用寿命指的是无人机保持当前状态不变的情况下的预期使用寿命和预期健康状态。
根据无人机的健康度和使用寿命来制定无人机运维策略，并通过执行该运维策略使无人机能够在高健康度的状态下执行任务，降低了无人机集群的安全成本。
步骤332，中控系统在无人机的使用寿命在设定时间内持续低于设定寿命值时，或无人机的健康度在设定时间内持续低于设定健康值时，判定该无人机异常。在预测出无人机的实际寿命值和实际健康度后，比较实际寿命值与无人机能够承受的设定寿命值，同时也比较实际健康度与无人机能够承受的设定健康值，若实际寿命值在设定时间内持续低于设定寿命值，或实际健康度在设定时间内持续低于设定健康值，则表明该无人机发生异常。设定时间可以是很短的时间，例如0.2秒钟，设置设定时间是为了防止无人机在极短的一瞬间反馈一个错误的寿命值或健康值，引起中控系统的误判断。
步骤400，中控系统获取无人机集群内的异常无人机的数量，并在无人机集群内的异常无人机数量多于设定个数时，判定该无人机集群异常，并向监控人员告警和/或根据预先设定的方案进行处理。在判定无人机集群内存在发生异常的无人机后，获取无人机集群内的异常无人机的数量，并判断异常无人机数量，在异常无人机的数量多于设定个数时，中控系统向监控人员告警，以使监控人员做出决策，或者中控系统直接根据预先设定的方案进行处理，也可以是在做出告警的同时根据预先设定的方案进行处理。
需要说明的是，设置设定个数的原因为：若集群执行的任务允许集群内出现1台异常无人机时，设定个数就为1，若不允许出现异常无人机时，设定个数就为0，这样可以根据情况改变允许出现的异常无人机数量的设定。
需要进一步说明的是，告警的方式可以是通过声光警报或改变颜色标识来引起监控人员的注意，也可以提前设定好无人机出现偏离航线的情况是的应对策略，例如无人机集群中的无人机全体紧急降落，或者发生异常的无人机紧急降落，集群内的其他无人机继续执行任务等，然后在情况发生时自动遵循该应对策略处理。
中控系统还可以实时对无人机的控制系统或通讯软件进行更新，控制系统的更新可以提高无人机的数据处理速度，通讯软件的更新可以无人机与中控系统的数据通信速率。
有利的是，通过该监控方法，实时获取并跟踪无人机集群在任务执行过程中的状态，及时发现无人机集群出现异常或发生安全事故，提高了任务执行的安全性和可靠性。
中控系统还可以对无人机集群的任务状态进行跟踪，对没有正在执行集群航点任务的无人机集群，停止对该集群的监控，以减小中控系统的数据处理压力，因此作为上述技术方案的一种具体实施方式，无人机集群中的各无人机均具有任务标识，任务标识用于表明无人机当前的任务状态，任务状态包括以下其中一种：任务正在执行状态、任务尚未执行状态、任务执行完毕状态，根据具体情况还可以包括其他任务状态，例如任务执行失败状态等。该监控方法还包括如下步骤：
步骤510，中控系统实时获取各无人机的任务标识，并根据无人机的任务标识得到无人机的任务状态。
步骤520，中控系统在无人机的任务状态为任务尚未执行状态或任务执行完毕状态时，结束对无人机集群中各无人机的监控。
中控系统根据无人机的任务标识得到无人机的任务状态，在无人机的任务状态为任务尚未执行状态或任务执行完毕状态时，说明无人机当前并未处于执行任务的状态，因此可以结束对无人机的任务方面的监控以及位置方面的监控，减轻了中控系统的数据处理压力。
作为上述技术方案的一种具体实施方式，在无人机处于离线状态时，中控系统控制无人机开机上线，以对无人机进行监控。其中，处于离线状态的无人机不执行任务并处于关机状态。
无人机根据运维策略正在检修或更换零部件时，或者正在充电时，无人机是处于离线关机状态的，但无人机会保留一个被远程唤醒开机的接口，例如保留一个耗电量极小的模块，该模块长期开启或在无人机处于离线状态时开启，当无人机检修完毕或充电完毕后，该模块就等待中控系统远程发送唤醒信号，并在收到唤醒信号后唤醒无人机，使无人机开机并处于在线状态，使中控系统可以远程调度该无人机。
以下为本发明提供的适应集群航点任务的无人机集群监控方法的另一种实施例，为第二实施例。通过无人机反馈自身的位置信息来可以判断无人机所在位置是否正确，而对无人机反馈的自身位置信息进行验证则可以增加监控的真实性和准确性。因此在无人机集群包括至少1台主控无人机，以及多台与所述主控无人机通信连接的从属无人机时，主控无人机和从属无人机都需要采集自身的综合状态信息，而主控无人机采集的综合状态信息还包括：该主控无人机周围一定空间范围内的其他无人机的第二实际位置信息。主控无人机与负责控制该无人机集群的中控系统始终保持通信连接，并负责与中控系统进行任务层面上的通信，同时，主控无人机还给从属无人机发出控制指令，主控无人机具备有更高计算性能和数据处理能力(例如配备了更高级的主控芯片)，因此，主控无人机可以被认为是无人机集群的大脑。本实施例中的其他步骤以及实施方式与第一实施例相同，在此不做赘述。图2为本实施例的流程示意图，如图2所示，在得到无人机的第一实际位置信息后，步骤300中的中控系统根据接收到的无人机的综合状态信息判断各无人机是否发生异常还包括如下步骤：
步骤341，中控系统将主控无人机获取的其他无人机的第二实际位置信息与对应的第一实际位置信息进行比对，得到比对结果。其中，上述一定空间范围内的其他无人机包括从属无人机。主控无人机作为无人机集群内具有集群控制权的一方，在中控系统对无人机集群进行监控时也会同时对各无人机的反馈结果起到复查作用，具体体现在：无人机集群在执行集群航点任务时，主控无人机会通过资深配备的定位设备，例如视觉定位组件，来对主控无人机周围一定空间范围内的其他无人机的位置进行检测和定位，以此得到上述一定空间范围内的其他无人机的实际位置信息，为区别于上述一定空间范围内的其他无人机采集的自身实际位置信息，将主控无人机采集的其他无人机的实际位置信息定义为第二实际位置信息。
对于无人机集群内的各个无人机来说，中控系统收到的关于无人机的实际位置信息有两种，一种是各个无人机采集的自身的第一实际位置信息，另一种主控无人机采集的其他无人机的第二实际位置信息，两种实际位置信息均为实时采集并传送的，中控系统通过将同一时刻的第一实际位置信息和第二实际位置信息进行比对，可以对无人机采集的该时刻自身的实际位置信息进行复查。
步骤342，中控系统根据比对结果判断上述一定空间范围内的其他无人机或该主控无人机是否发生异常。
若第一实际位置信息和第二实际位置信息相差较大，则说明无人机可能出现故障导致采集到的信息不准确，可以理解的是，也可能是主控无人机配备的定位设备出现故障，具体是主控无人机出现故障还是其他无人机出现故障需要根据综合情况进行判断，若某时刻所有无人机的第二实际位置信息都和第一位置信息不同，则可以判定是主控无人机发生故障，若只有1台无人机的第二实际位置信息都和第一位置信息不同，则可以判定是该无人机发生故障。
作为上述技术方案的一种具体实施方式，主控无人机实时采集其周围一定空间范围内其他无人机的第二实际位置信息的具体方式为：主控无人机采集其周围一定空间范围内的其他无人机与该主控无人机之间的相对位置，根据采集到的上述一定范围内的其他无人机的相对位置以及自身的第一实际位置信息算出上述一定范围内的其他无人机的第二实际位置信息。
在无人机集群执行集群航点任务时，主控无人机和从属无人机是同步执行各自的子航点任务的，主控无人机以合理的方式位于或分布于无人机集群内。在中控系统对无人机集群进行监控的同时，主控无人机也会采集其周围一定空间范围内的其他无人机与该主控无人机之间的相对位置，该相对位置就是各无人机相对于主控无人机自身之间的位置，例如从属无人机sa1位于坐标点(x1，y1，z1)，主控无人机da1位于坐标点(x2，y2，z2)，则从属无人机sa1与主控无人机da1之间的相对位置为(x2±x1，y2±y1，z2±z1)，其中的±符号根据两无人机的相对方向和各坐标轴的正方向之间的关系确定。因此，上述相对位置包含了距离和方向。
主控无人机得到了其他无人机相对于该主控无人机自身的距离和位置后，再与主控无人机自身的第一实际位置进行运算，就可以得到各个其他无人机的绝对位置，即各个其他无人机的第二实际位置信息。
以下为本发明提供的适应集群航点任务的无人机集群监控系统的其中一种实施例，为第三实施例。通过该无人机集群监控方法，对无人机集群内的无人机进行监控，掌握集群内各无人机的任务执行状态，并通过各无人机的运行状态得到无人机集群的任务执行状态。其中，1个无人机集群包括多台无人机。每个无人机集群具有自己的集群标识，同一集群的无人机可以共同完成一个针对无人机集群的集群航点任务。图3为本实施例的结构框图，如图3所示，该无人机集群监控系统包括中控系统和无人机集群，无人机集群包括多台无人机。
中控系统包括航点任务获取模块、信息接收模块、机体异常判断模块、集群异常判断模块和告警模块。
航点任务获取模块用于获取无人机集群内各无人机的子航点任务。其中，子航点任务为根据集群航点任务得到的针对单机无人机的任务。中控系统若想从任务执行开始到任务结束这段时间内对无人机集群进行监控，则首先需要获取到无人机集群内各无人机的子航点任务，并从子航点任务中解析出各无人机的理论位置信息。子航点任务可以是各无人机发送给中控系统的。作为上述技术方案的一种具体实施方式，子航点任务包括无人机的动作位置信息、动作时间信息和动作内容信息。动作内容信息包含了无人机需要执行的任务动作或行为，例如无人机需要到达某具体位置。动作位置信息包含了无人机执行动作或行为的所在位置，需要说明的是，该所在位置是一个范围，而不是一个具体的坐标点。动作时间信息包含了无人机执行任务动作或行为的时间节点，例如无人机需要在某时刻做出某动作或到达某位置范围内。
无人机包括综合信息采集模块和信息发送模块。综合信息采集模块用于在执行子航点任务实时采集无人机自身的综合状态信息。信息发送模块用于将采集到的综合状态信息发送至中控系统。无人机从开始执行任务到任务执行完毕的过程中，会实时采集自身的综合状态信息，并实时发送给中控系统，以用于中控系统进行实时监控。
中控系统的信息接收模块用于接收各无人机发来的综合状态信息。中控系统的机体异常判断模块用于根据各无人机的综合状态信息判断各执行子航点任务的无人机是否发生异常。
在对无人机集群进行监控时，无人机集群的实时位置是否正确是需要监控的一个重要方面，而要想监控无人机集群的实时位置，就需要得到集群中各无人机的实际位置，因此作为上述技术方案的一种具体实施方式，综合信息采集模块包括第一位置采集单元，第一位置采集单元用于采集的综合状态信息包括无人机自身的第一实际位置信息，第二实际位置信息包含于上述综合状态信息内。
中控系统的机体异常判断模块包括理论位置获取单元、偏差量计算单元和第一异常判断单元。理论位置获取单元用于根据所述各无人机的子航点任务得到各无人机的理论位置信息。理论位置信息包含了无人机在各个时刻的理论位置，在已知理论位置信息的情况下，无人机的大致行动轨迹就是已知的，因此，通过理论位置信息可以掌握无人机在正常执行任务时应有的行踪和巡航轨迹。
偏差量计算单元用于根据无人机集群内各无人机的理论位置信息和第一实际位置信息，实时计算各无人机的理论位置与第一实际位置的偏差量。第一实际位置信息为无人机自身判断自身所处的位置，可以是二维坐标位置，也可以是三维坐标位置，第一实际位置信息包含了无人机反馈的自身在各个时刻的实际位置，各无人机将采集到的空间位置信息发送给中控系统，向中控系统随时汇报自己所在的具体位置。
第一异常判断单元用于在无人机的偏差量在设定时间内持续超过设定距离时，判定该无人机发生异常。若某个无人机的偏差量在设定时间内持续超过设定距离，则说明该无人机偏离航线或发生故障，例如，在巡航过程中，设定距离为1米，设定个数为1个，设定时间为2秒，若某个无人机的偏差量多于1米并持续了超过2秒钟，则在无人机反馈的第一实际位置正确的情况下，说明无人机偏离了应有的航线，因此判定该无人机发生异常。
在对无人机集群进行监控时，无人机集群的任务执行状态是否正常是需要监控的另一个重要方面，而要想监控无人机集群的任务执行状态，就需要得到集群中各无人机的任务执行数据，因此作为上述技术方案的一种具体实施方式，综合信息采集模块包括任务数据采集单元，任务数据采集单元用于采集无人机自身的任务执行数据，任务执行数据包含于上述综合状态信息内。作为上述技术方案的一种具体实施方式，各无人机将任务执行数据以报文的形式实时发送至中控系统。
中控系统的机体异常判断模块包括任务数据保存单元、数据比对单元和第二异常判断单元。任务数据保存单元用于保存接收到的无人机的任务执行数据。其中，任务执行数据包括以下信息中的一项或多项：动作位置信息、动作时间信息、动作内容信息。自无人机开始执行子航点任务到子航点任务执行结束，各个无人机都会对自身在执行子航点任务过程中的任务执行数据进行实时地记录，记录的内容包括无人机的动作位置信息和动作时间信息。作为上述技术方案的一种具体实施方式，该任务执行数据还可以包括无人机的飞行目标与飞行状态，还可以更具体到记录无人机在各个时刻的剩余电量、飞行仰角、飞行速度、飞行加速度、当次已飞行距离等信息。
任务进行中或任务结束后可以通过查看任务执行数据来还原先前任务执行过程中的一些现场情况，任务执行数据记录得越详细，越能更真实的还原任务执行的现场情况，有助于在发生险情时或发生险情后确定无人机故障点。
数据比对单元用于将任务执行数据与对应的子航点任务进行比对，得到比对结果。无人机的任务执行数据在正常情况下应该是与子航点任务相对应的。
第二异常判断单元还用于在比对结果中包含不符合要求项时，判定该无人机发生异常。中控系统实时检查比对结果，查看是否包含有不符合要求项，也就是查看是否包含不相同的项目。若无人机反馈的任务执行数据和子航点任务对应不上且偏差较大，则在任务执行数据真实有效的情况下，可以判定无人机未能正常执行子航点任务。
无人机实时记录任务执行数据，并实时将任务执行数据发送至中控系统，以使中控系统能尽快掌握无人机动向，实时追踪无人机的任务执行状况，在无人机偏离航线或发生安全事故时尽快推断出事故原因，并能够在任务执行过程中对可能发生险情的无人机的状态进行更及时准确的判断。
在对无人机集群进行监控时，无人机集群的飞行状态是否正常是需要监控的还一个重要方面，而要想监控无人机集群的飞行状态，就需要得到集群中各无人机的飞行状态信息，因此作为上述技术方案的一种具体实施方式，综合信息采集模块包括状态信息采集单元，状态信息采集单元用于采集无人机自身的飞行状态信息，飞行状态信息包含于所述综合状态信息内。其中，无人机的飞行状态信息包括以下信息中的一项或多项：剩余电量信息、飞行状态信息、故障信息、在线状态信息。
中控系统的机体异常判断模块包括健康度预测单元、运维策略制定模块和第三异常判断单元。健康度预测单元用于根据无人机的飞行状态信息预测无人机的使用寿命和健康度。运维策略制定模块用于针对该无人机制定无人机运维策略。其中，无人机运维策略包括以下一项或多项：检修或更换无人机零部件、给无人机充电。
若想对无人机进行运行维护，就需要知道何时进行维护，而维护的时间点取决于无人机的当前状态，因此中控系统实时获取该无人机集群内各无人机的飞行状态信息，以用于判断无人机是否需要进行维护。对无人机进行何种维护取决于无人机的健康度，健康度也称为健康状态，通过无人机的飞行状态信息来预测无人机的使用寿命和健康状态。对无人机进行何种维护取决于无人机的健康度，健康度也称为健康状态，通过无人机的飞行状态信息来预测无人机的使用寿命和健康状态。根据无人机的健康度和使用寿命来制定无人机运维策略，并通过执行该运维策略使无人机能够在高健康度的状态下执行任务，降低了无人机集群的安全成本。
第三异常判断单元用于在无人机的使用寿命在设定时间内持续低于设定寿命值时，或无人机的健康度在设定时间内持续低于设定健康值时，判定该无人机异常。在预测出无人机的实际寿命值和实际健康度后，比较实际寿命值与无人机能够承受的设定寿命值，同时也比较实际健康度与无人机能够承受的设定健康值，若实际寿命值在设定时间内持续低于设定寿命值，或实际健康度在设定时间内持续低于设定健康值，则表明该无人机发生异常。设定时间可以是很短的时间，例如0.2秒钟，设置设定时间是为了防止无人机在极短的一瞬间反馈一个错误的寿命值或健康值，引起中控系统的误判断。
中控系统的集群异常判断模块用于获取无人机集群内的异常无人机的数量，并在无人机集群内的异常无人机数量多于设定个数时，判定该无人机集群异常。告警模块用于在无人机集群异常时，向监控人员告警和/或根据预先设定的方案进行处理。
需要说明的是，设置设定个数的原因为：若集群执行的任务允许集群内出现1台异常无人机时，设定个数就为1，若不允许出现异常无人机时，设定个数就为0，这样可以根据情况改变允许出现的异常无人机数量的设定。
有利的是，通过该监控系统，实时获取并跟踪无人机集群在任务执行过程中的状态，及时发现无人机集群出现异常或发生安全事故，提高了任务执行的安全性和可靠性。
中控系统还可以对无人机集群的任务状态进行跟踪，对没有正在执行集群航点任务的无人机集群，停止对该集群的监控，以减小中控系统的数据处理压力，因此作为上述技术方案的一种具体实施方式，无人机集群中的各无人机均具有任务标识，任务标识用于表明无人机当前的任务状态，任务状态包括以下其中一种：任务正在执行状态、任务尚未执行状态、任务执行完毕状态，根据具体情况还可以包括其他任务状态，例如任务执行失败状态等。
中控系统还包括任务状态获取模块和监控结束模块。无人机通过信息发送模块将任务标识实时发送至中控系统。中控系统通过信息接收模块接收无人机发来的任务标识。任务状态获取模块用于实时获取各无人机的任务标识，并根据无人机的任务标识得到无人机的任务状态。其中，任务状态包括：任务正在执行状态、任务尚未执行状态、任务执行完毕状态。监控结束模块用于在无人机的任务状态为任务尚未执行状态或任务执行完毕状态时，结束对无人机集群中各无人机的监控。
中控系统通过根据无人机的任务标识得到无人机的任务状态，在无人机的任务状态为任务尚未执行状态或任务执行完毕状态时，说明无人机当前并未处于执行任务的状态，因此可以通过监控结束模块结束对无人机的任务方面的监控以及位置方面的监控，减轻了中控系统的数据处理压力
作为上述技术方案的一种具体实施方式，无人机还包括启动模块。启动模块用于在接受到中控系统发来的唤醒信号时启动无人机开机并使无人机处于在线状态。中控系统还包括唤醒模块。唤醒模块用于在在无人机处于离线状态时向无人机发送唤醒信号，以使无人机开机启动并处于在线状态。其中，处于离线状态的无人机不执行任务并处于关机状态。
无人机根据运维策略正在检修或更换零部件时，或者正在充电时，无人机是处于离线关机状态的，但无人机会保留一个被远程唤醒开机的接口，例如保留一个耗电量极小的模块，该模块长期开启或在无人机处于离线状态时开启，当无人机检修完毕或充电完毕后，该模块就等待中控系统远程发送唤醒信号，并在收到唤醒信号后唤醒无人机，使无人机开机并处于在线状态，使中控系统可以远程调度该无人机。
以下为本发明提供的适应集群航点任务的无人机集群监控方法的另一种实施例，为第四实施例。通过无人机反馈自身的位置信息来可以判断无人机所在位置是否正确，而对无人机反馈的自身位置信息进行验证则可以增加监控的真实性和准确性。因此在无人机集群包括至少1台主控无人机，以及多台与所述主控无人机通信连接的从属无人机时，主控无人机和从属无人机都需要采集自身的综合状态信息，而主控无人机采集的综合状态信息还包括：该主控无人机周围一定空间范围内的其他无人机的第二实际位置信息。主控无人机与负责控制该无人机集群的中控系统始终保持通信连接，并负责与中控系统进行任务层面上的通信，同时，主控无人机还给从属无人机发出控制指令，主控无人机具备有更高计算性能和数据处理能力(例如配备了更高级的主控芯片)，因此，主控无人机可以被认为是无人机集群的大脑。本实施例中的其他模块以及实施方式与第三实施例相同，在此不做赘述。图4为本实施例的结构框图，如图4所示，主控无人机的综合信息采集模块还包括第二位置采集单元，第二位置采集单元用于采集该主控无人机周围一定空间范围内的其他无人机的第二实际位置信息，第二实际位置信息包含于所述综合状态信息内。其中，所述一定空间范围内的其他无人机包括从属无人机。
中控系统的机体异常判断模块还包括信息比对单元。信息比对单元用于将主控无人机获取的其他无人机的第二实际位置信息与对应的第一实际位置信息进行比对，得到比对结果。所述第一异常判断单元还用于根据所述比对结果判断所述一定空间范围内的其他无人机或该主控无人机是否发生异常。
主控无人机作为无人机集群内具有集群控制权的一方，在中控系统对无人机集群进行监控时也会同时对各无人机的反馈结果起到复查作用，具体体现在：无人机集群在执行集群航点任务时，主控无人机会通过资深配备的定位设备，例如视觉定位组件，来对主控无人机周围一定空间范围内的其他无人机的位置进行检测和定位，以此得到上述一定空间范围内的其他无人机的实际位置信息，为区别于上述一定空间范围内的其他无人机采集的自身实际位置信息，将主控无人机采集的其他无人机的实际位置信息定义为第二实际位置信息。
对于无人机集群内的各个无人机来说，中控系统收到的关于无人机的实际位置信息有两种，一种是各个无人机采集的自身的第一实际位置信息，另一种主控无人机采集的其他无人机的第二实际位置信息，两种实际位置信息均为实时采集并传送的，中控系统通过将同一时刻的第一实际位置信息和第二实际位置信息进行比对，可以对无人机采集的该时刻自身的实际位置信息进行复查。
若第一实际位置信息和第二实际位置信息相差较大，则说明无人机可能出现故障导致采集到的信息不准确，可以理解的是，也可能是主控无人机配备的定位设备出现故障，具体是主控无人机出现故障还是其他无人机出现故障需要根据综合情况进行判断，若某时刻所有无人机的第二实际位置信息都和第一位置信息不同，则可以判定是主控无人机发生故障，若只有1台无人机的第二实际位置信息都和第一位置信息不同，则可以判定是该无人机发生故障。
作为上述技术方案的一种具体实施方式，主控无人机的第二位置采集单元包括相对位置采集子单元和第二位置采集子单元。
相对位置采集子单元用于采集该主控无人机周围一定空间范围内的其他无人机与该主控无人机之间的相对位置。第二位置采集子单元用于根据采集到的所述一定范围内的其他无人机的相对位置以及自身的第一实际位置信息算出所述一定范围内的其他无人机的第二实际位置信息。主控无人机得到了其他无人机相对于该主控无人机自身的距离和位置后，再与主控无人机自身的第一实际位置进行运算，就可以得到各个其他无人机的绝对位置，即各个其他无人机的第二实际位置信息。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。