无人机安全控制系统及安全控制方法与流程

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及无人机安全控制系统及安全控制方法。

背景技术

随着无人机行业的迅速发展，越来越多的无人机被应用到农业、林业、电力、测绘、遥测等行业，现有的无人机都是由无人机飞手或者操作人员通过地面站控制无人机执行飞行任务。但一般情况下，无人机的所有者并不是无人机飞手或者操作人员，以植保无人机为例，企业主自己名下的若干架植保无人机在植保作业时，一般都是由飞手或者农场工作人员通过地面站控制无人机执行植保作业的；由于地面站拥有无人机的全部控制权限，当自己名下的植保无人机由于飞手或农场工作人员的操作不当存在安全隐患或存在违规飞行时，企业主无法对其不当操作进行中断，由此造成的飞行事故不但会对企业主造成较大损失，有些也会危害到群众的安全。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提出一种无人机安全控制系统及安全控制方法，旨在实现无人机所有者可以对自己名下的所有或部分无人机实现安全管控，减少无人机作业事故的发生，降低无人机作业时存在的安全隐患。

为实现上述目的，本发明提供一种无人机安全控制系统，包括依次通信连接的安全管理模块、云服务器、地面控制终端及至少一个无人机本体，所述无人机本体设有飞控组件，所述飞控组件包括航线控制模块；

所述云服务器，用于基于预设条件，接收所述安全管理模块发送的安全控制指令并将所述安全控制指令发送至所述地面控制终端；

所述地面控制终端，用于将接收到的所述安全控制指令发送至与所述安全控制指令对应的航线控制模块；

所述飞控组件，用于根据所述航线控制模块接收到的所述安全控制指令，控制所述无人机本体响应所述安全控制指令。

可选地，所述地面控制终端预置有航线信息，所述航线控制模块包括获取单元；

所述获取单元，用于接收所述地面控制终端发送的所述航线信息，以使所述飞控组件根据所述获取单元接收到的所述航线信息控制所述无人机本体的飞行状态。

可选地，所述地面控制终端包括检测单元，所述检测单元用于周期性检测所述云服务器、所述航线控制模块是否均与所述地面控制终端保持通信连接。

可选地，所述地面控制终端还用于接收所述航线控制模块发送的对应于所述安全控制指令的响应指令，并将所述响应指令发送至所述云服务器；

所述云服务器还用于将接收到的所述响应指令发送至所述安全管理模块。

可选地，所述地面控制终端还用于接收所述航线控制模块周期性发送的所述无人机本体的飞行状态数据，并将所述飞行状态数据发送至所述云服务器；

所述云服务器还用于将接收到的所述飞行状态数据发送至所述安全管理模块。

本发明还提供一种使用如上所述系统的无人机安全控制方法，所述方法包括如下步骤：

基于预设条件，所述云服务器接收所述安全管理模块发送的安全控制指令并将所述安全控制指令发送至所述地面控制终端；

所述地面控制终端发送所述安全控制指令至与所述安全控制指令对应的航线控制模块；

所述飞控组件根据所述航线控制模块接收到的所述安全控制指令，控制所述无人机本体响应所述安全控制指令。

可选地，所述地面控制终端预置有航线信息，所述基于预设条件，所述云服务器接收所述安全管理模块发送的安全控制指令并将所述安全控制指令发送至所述地面控制终端的步骤之前还包括：

所述地面控制终端发送预置的航线信息至所述航线控制模块；

所述飞控组件根据所述航线控制模块接收到的所述航线信息，控制所述无人机本体的飞行状态。

可选地，所述飞控组件根据所述航线控制模块接收到的所述航线信息，控制所述无人机本体的飞行状态的步骤之后还包括：

所述地面控制终端周期性检测所述云服务器、所述航线控制模块是否均与所述地面控制终端保持通信连接；

若所述云服务器、所述航线控制模块均与所述地面控制终端保持通信连接，则进入步骤：基于预设条件，所述云服务器接收所述安全管理模块发送的安全控制指令并将所述安全控制指令发送至所述地面控制终端。

可选地，所述飞控组件根据所述航线控制模块接收到的所述安全控制指令，控制所述无人机本体响应所述安全控制指令的步骤之后还包括：

所述地面控制终端接收所述航线控制模块发送的对应于所述安全控制指令的响应指令，并将所述响应指令发送至所述云服务器；

所述云服务器将接收到的所述响应指令发送至所述安全管理模块。

可选地，所述基于预设条件，所述云服务器接收所述安全管理模块发送的安全控制指令并将所述安全控制指令发送至所述地面控制终端的步骤之前还包括：

所述地面控制终端接收所述航线控制模块周期性发送的所述无人机本体的飞行状态数据，并将所述飞行状态数据发送至所述云服务器；

所述云服务器将接收到的所述飞行状态数据发送至所述安全管理模块。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明无人机安全控制系统包括依次通信连接的安全管理模块、云服务器、地面控制终端及至少一个无人机本体，所述无人机本体设有飞控组件，所述飞控组件包括航线控制模块，当无人机所有者或安全管理人员发现无人机存在危险动作或存在违规飞行时，即可通过安全管理模块发送安全控制指令到云服务器，云服务器将所述安全控制指令发送至地面控制终端，地面控制终端接收到所述安全控制指令后将所述安全控制指令发送到指令对应的无人机，具体是发送给无人机飞控中的航线控制模块，当飞控检测到航线控制模块接收到所述安全控制指令后，则控制无人机本体响应所述安全控制指令，由此，实现无人机所有者可以对自己名下的无人机实现安全管控，减少无人机作业事故的发生，降低无人机作业时存在的安全隐患。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明无人机安全控制系统一优选实施例结构示意图；

图2为本发明无人机安全控制方法第一实施例的流程示意图；

图3为本发明无人机安全控制方法第二实施例的流程示意图；

图4为本发明无人机安全控制方法第三实施例的流程示意图。

图标：10、安全管理模块；20、云服务器；30、地面控制终端；40、无人机本体；41、飞控组件；411、航线控制模块。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、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清楚、完整地描述，显然，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“平行”、“垂直”等并不表示要求部件绝对平行或垂直，而是可以稍微倾斜。如“平行”仅仅是指其方向相对“垂直”而言更加平行，并不是表示该结构一定要完全平行，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提出一种无人机安全控制系统。

参照图1，图1为本发明提出的无人机安全控制系统一优选实施例结构示意图。

本发明提出的无人机安全控制系统，包括依次通信连接的安全管理模块10、云服务器20、地面控制终端30及至少一个无人机本体40，所述无人机本体40设有飞控组件41，所述飞控组件41包括航线控制模块411；

所述云服务器20，用于基于预设条件，接收所述安全管理模块10发送的安全控制指令并将所述安全控制指令发送至所述地面控制终端30；

所述地面控制终端30，用于将接收到的所述安全控制指令发送至与所述安全控制指令对应的航线控制模块411；

所述飞控组件41，用于根据所述航线控制模块411接收到的所述安全控制指令，控制所述无人机本体40响应所述安全控制指令。

现有技术中，无人机都是由无人机飞手或者操作人员通过地面站控制无人机执行飞行任务，但一般情况下，无人机的所有者并不是无人机飞手或者操作人员，以植保无人机为例，企业主自己名下的若干架植保无人机在植保作业时，一般都是由飞手或者农场工作人员通过地面站控制无人机执行植保作业的；由于地面站拥有无人机的全部控制权限，当自己名下的植保无人机由于飞手或农场工作人员的操作不当存在安全隐患或存在违规飞行时，企业主无法对其不当操作进行中断，由此造成的飞行事故不但会对企业主造成较大损失，有些也会危害到群众的安全。

在本实施例中，无人机安全控制系统包括依次通信连接的安全管理模块10、云服务器20、地面控制终端30及至少一个无人机本体40，所述无人机本体40设有飞控组件41，所述飞控组件41包括航线控制模块411；具体地，安全管理模块10可以是安装在手机、平板等移动终端上的管理应用或者是安装在电脑端的管理软件，本实施例不做具体限制，用户可以根据实际需求，通过安全管理模块10向云服务器20发送需要管控的指令；地面控制终端30可以是地面站或安装于地面某一终端的控制应用，本实施例不做具体限制；接入本实施例无人机安全控制系统的无人机可以是当前所有者名下的全部无人机或部分无人机，具体可根据所有者的安全控制需求设置，接入本实施例无人机安全控制系统的每架无人机本体40均设有飞控组件41，飞控组件41包括航线控制模块411，航线控制模块411可以和地面控制终端30之间交互信息。

所述云服务器20，用于基于预设条件，接收所述安全管理模块10发送的安全控制指令并将所述安全控制指令发送至所述地面控制终端30；作为一种实施方式，本实施例中，当无人机所有者或安全管理人员发现无人机存在危险动作或存在违规飞行时，即可通过安全管理模块10对上述存在问题的无人机发送安全控制指令，具体地，无人机所有者或安全管理人员通过安全管理模块10发送安全控制指令到云服务器20，云服务器20将接收到的安全控制指令发送至所述地面控制终端30，安全控制指令可以是控制对应的无人机返航、悬停、就地降落等指令。

所述地面控制终端30，用于将接收到的所述安全控制指令发送至与所述安全控制指令对应的航线控制模块411；具体地，地面控制终端30在接收到云服务器20发送的安全控制指令后，判断所述安全控制指令具体是针对哪架无人机的，并将所述安全控制指令发送到安全控制指令对应无人机飞控组件41的航线控制模块411中。

所述飞控组件41，用于根据所述航线控制模块411接收到的所述安全控制指令，控制所述无人机本体40响应所述安全控制指令；本实施例中，航线控制模块411在未接到安全管理模块10发出的安全控制指令时，飞控组件41根据航线控制模块411接收到的由地面控制终端30发出的控制指令来控制无人机本体40的飞行状态，而当航线控制模块411接到安全管理模块10发出的安全控制指令时，飞控组件41即控制无人机本体40响应安全控制指令，安全管理模块10对无人机的控制权限优先于地面控制终端30对无人机的控制权限，由此，无人机所有者可以自行或委托安全管理人员通过安全管理模块10对自己名下的所有或者部分无人机进行安全控制，较大程度避免了无人机的飞行事故，解决了目前无人机存在的黑飞、私飞的安全问题，维护了群众的生产和生活安全。

优选地，所述地面控制终端30预置有航线信息，所述航线控制模块411包括获取单元；

所述获取单元，用于接收所述地面控制终端30发送的所述航线信息，以使所述飞控组件41根据所述获取单元接收到的所述航线信息控制所述无人机本体40的飞行状态。

地面控制终端30为一种控制无人机完成起飞、作业、降落等一系列规范的装置或应用，本实施例地面控制终端30可以向云服务器20交互由与航线控制模块411交互得到的无人机的高度、无人机当前的经纬度、无人机电量、无人机速度、喷洒信息、喷洒面积等信息，地面控制终端30及无人机本体40启动后，地面控制终端30根据实际的作业需求预置有航线信息，地面控制终端30将对应的航线信息发送至对应无人机本体40的航线控制模块411，当飞控检测到其对应的航线控制模块411接收到航线信息后即控制无人机本体40按照航线信息飞行，即在未接收到安全管理模块10发出的安全控制指令前，飞控按照地面控制终端30的飞行指令作业。所述飞行指令也可以是手动控制指令。

优选地，所述地面控制终端30包括检测单元，所述检测单元用于周期性检测所述云服务器20、所述航线控制模块411是否均与所述地面控制终端30保持通信连接。

作为一种优选实施方式，本实施例地面控制终端30周期性发送检测信息,至云服务器20和航线控制模块411，当地面控制终端30分别发送的检测信息都能收到来自云服务器20与航线控制模块411的回复时，则判断云服务器20、航线控制模块411均与地面控制终端30保持通信连接，若云服务器20或航线控制模块411未回复次数大于预设的标准时，例如五次，则判定地面控制终端30与云服务器20或航线控制模块411通信中断。

基于航线控制模块411与地面控制终端30保持通信连接、云服务器20与地面控制终端30保持通信连接的前提下，若云服务器20与地面控制终端30交互的信息为常规信息，即不包含安全控制指令，地面控制终端30会发送状态数据(一个字节状态包)给无人机航线控制模块411，无人机基于当前地面控制终端30的控制飞行；当无人机遇到紧急情况，无人机所有者或者安全人员，可以在安全管理模块10发送远程安全控制指令到云服务器20，云服务器20与地面控制终端30的正常交互信息会改变，地面控制终端30发送给航线控制模块411的状态数据也会随之改变，航线控制模块411接收到地面控制终端30发送的来自安全管理模块10的安全控制指令后，基于安全控制指令，飞控控制无人机本体40返航、悬停、就地降落等。

优选地，所述地面控制终端30还用于接收所述航线控制模块411发送的对应于所述安全控制指令的响应指令，并将所述响应指令发送至所述云服务器20；

所述云服务器20还用于将接收到的所述响应指令发送至所述安全管理模块10。

航线控制模块411接收到地面控制终端30发送的来自安全管理模块10的安全控制指令后，飞控组件41控制无人机本体40响应所述安全控制指令，并回传响应指令至安全管理模块10，安全管理模块10端的用户在收到响应指令后，即可获知此次安全控制成功。

优选地，所述地面控制终端30还用于接收所述航线控制模块411周期性发送的所述无人机本体40的飞行状态数据，并将所述飞行状态数据发送至所述云服务器20；

所述云服务器20还用于将接收到的所述飞行状态数据发送至所述安全管理模块10。

安全管理模块10实时显示当前接入本实施例无人机安全控制系统的所有无人机本体40的飞行状态，即可实时掌握无人机的飞行状态并判断紧急情况，基于判断出的紧急情况，安全管理模块10端发送安全控制指令至云服务器20。

本发明无人机安全控制系统包括依次通信连接的安全管理模块10、云服务器20、地面控制终端30及至少一个无人机本体40，所述无人机本体40设有飞控组件41，所述飞控组件41包括航线控制模块411，当无人机所有者或安全管理人员发现无人机存在危险动作或存在违规飞行时，即可通过安全管理模块10发送安全控制指令到云服务器20，云服务器20将所述安全控制指令发送至地面控制终端30，地面控制终端30接收到所述安全控制指令后将所述安全控制指令发送到指令对应的无人机，具体是发送给无人机飞控中的航线控制模块411，当飞控检测到航线控制模块411接收到所述安全控制指令后，则控制无人机本体40响应所述安全控制指令，由此，实现无人机所有者可以对自己名下的所有无人机实现安全管控，减少无人机作业事故的发生，降低无人机作业时存在的安全隐患。

本发明还提出一种无人机安全控制方法，该方法利用上述实施例中的系统，由于采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

参见图2，图2为本发明提出的无人机安全控制方法第一实施例的流程示意图。

具体地，该无人机安全控制方法包括如下步骤：

步骤s100，基于预设条件，所述云服务器接收所述安全管理模块发送的安全控制指令并将所述安全控制指令发送至所述地面控制终端；

当接入上述实施例中的系统的无人机的所有者或安全管理人员发现当前系统中任何无人机存在危险动作或存在违规飞行时，通过安全管理模块发送安全控制指令到云服务器，云服务器将所述安全控制指令发送至地面控制终端。

步骤s200，所述地面控制终端发送所述安全控制指令至与所述安全控制指令对应的航线控制模块；

地面控制终端接收到所述安全控制指令后将所述安全控制指令发送到指令对应的无人机，具体是发送给无人机飞控中的航线控制模块。

步骤s300，所述飞控组件根据所述航线控制模块接收到的所述安全控制指令，控制所述无人机本体响应所述安全控制指令。

当飞控组件检测到航线控制模块接收到所述安全控制指令后，则控制无人机本体响应所述安全控制指令，由此，实现无人机所有者可以对自己名下的所有无人机实现安全管控，减少无人机作业事故的发生，降低无人机作业时存在的安全隐患。

该无人机安全控制方法中的详细方案参见上述实施例的描述，在此不再一一赘述。

参见图3，图3为本发明提出的无人机安全控制方法第二实施例的流程示意图，基于上述图2所示的实施例，进一步地，所述地面控制终端预置有航线信息，步骤s100，基于预设条件，所述云服务器接收所述安全管理模块发送的安全控制指令并将所述安全控制指令发送至所述地面控制终端的步骤之前还包括：

步骤s101，所述地面控制终端发送预置的航线信息至所述航线控制模块；

步骤s102，所述飞控组件根据所述航线控制模块接收到的所述航线信息，控制所述无人机本体的飞行状态。

地面控制终端及无人机本体启动后，地面控制终端根据实际的作业需求预置有航线信息，地面控制终端将对应的航线信息发送至对应无人机本体的航线控制模块，当飞控检测到其对应的航线控制模块接收到航线信息后即控制无人机本体按照航线信息飞行，即在未接收到安全管理模块发出的安全控制指令前，飞控按照地面控制终端的飞行指令作业。所述飞行指令也可以是手动控制指令。

进一步地，步骤s102，所述飞控组件根据所述航线控制模块接收到的所述航线信息，控制所述无人机本体的飞行状态的步骤之后还包括：

步骤s103，所述地面控制终端周期性检测所述云服务器、所述航线控制模块是否均与所述地面控制终端保持通信连接；

若所述云服务器、所述航线控制模块均与所述地面控制终端保持通信连接，则进入步骤：步骤s100，基于预设条件，所述云服务器接收所述安全管理模块发送的安全控制指令并将所述安全控制指令发送至所述地面控制终端。

地面控制终端周期性发送检测信息,至云服务器和航线控制模块，当地面控制终端分别发送的检测信息都能收到来自云服务器与航线控制模块的回复时，则判断云服务器、航线控制模块均与地面控制终端保持通信连接，若云服务器或航线控制模块未回复次数大于预设的标准时，例如五次，则判定地面控制终端与云服务器或航线控制模块通信中断。

本实施例基于航线控制模块与地面控制终端保持通信连接、云服务器与地面控制终端保持通信连接的前提下，若云服务器与地面控制终端交互的信息为常规信息，即不包含安全控制指令，地面控制终端会发送正常状态数据给无人机航线控制模块，无人机基于当前地面控制终端的控制飞行；当无人机遇到紧急情况，无人机所有者或者安全人员通过在安全管理模块发送远程安全控制指令，航线控制模块接收到地面控制终端发送的来自安全管理模块的安全控制指令后，基于安全控制指令，飞控控制无人机本体返航、悬停、就地降落等，实现无人机所有者可以对自己名下的所有无人机实现安全管控，减少无人机作业事故的发生，降低无人机作业时存在的安全隐患。

参见图4，图4为本发明提出的无人机安全控制方法第三实施例的流程示意图，基于上述图3所示的实施例，进一步地，步骤s300，所述飞控组件根据所述航线控制模块接收到的所述安全控制指令，控制所述无人机本体响应所述安全控制指令的步骤之后还包括：

s301，所述地面控制终端接收所述航线控制模块发送的对应于所述安全控制指令的响应指令，并将所述响应指令发送至所述云服务器；

s302，所述云服务器将接收到的所述响应指令发送至所述安全管理模块。

航线控制模块接收到地面控制终端发送的来自安全管理模块的安全控制指令后，飞控组件控制无人机本体响应所述安全控制指令，并回传响应指令至安全管理模块，安全管理模块端的用户在收到响应指令后，即可获知此次安全控制成功。

在其它实施例中，步骤s100，所述基于预设条件，所述云服务器接收所述安全管理模块发送的安全控制指令并将所述安全控制指令发送至所述地面控制终端的步骤之前还包括：

所述地面控制终端接收所述航线控制模块周期性发送的所述无人机本体的飞行状态数据，并将所述飞行状态数据发送至所述云服务器；

所述云服务器将接收到的所述飞行状态数据发送至所述安全管理模块。

安全管理模块实时显示当前接入本实施例无人机安全控制系统的所有无人机本体的飞行状态，即可实时掌握无人机的飞行状态并判断紧急情况，基于判断出的紧急情况，安全管理模块端发送安全控制指令至云服务器。

本发明无人机安全控制方法当无人机所有者或安全管理人员发现无人机存在危险动作或存在违规飞行时，即可通过安全管理模块发送安全控制指令到云服务器，云服务器将所述安全控制指令发送至地面控制终端，地面控制终端接收到所述安全控制指令后将所述安全控制指令发送到指令对应的无人机，具体是发送给无人机飞控中的航线控制模块，当飞控检测到航线控制模块接收到所述安全控制指令后，则控制无人机本体响应所述安全控制指令，由此，实现无人机所有者可以对自己名下的所有无人机实现安全管控，减少无人机作业事故的发生，降低无人机作业时存在的安全隐患。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。