无人飞行器的调度装置及其调度方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于航空领域，特别是涉及一种无人飞行器的调度装置及其调度方法。
【背景技术】
[0002] 随着小微型无人飞行器，尤其是多旋翼式无人飞行器开始得到广泛应用，带来了 一个问题就是无人飞行器在空间范围内的活动，基本没有得到任何管理与控制。虽然有的 较大型无人飞行器生产商在其所生产的无人飞行器中内置了关于禁飞区域的相关数据和 管理程序，但是毕竟无人飞行器生产厂家繁多，并且还有大量发烧友能够自行采购原配件 组装高性能的无人飞行器，因此无人飞行器的空中飞行过程，仍然是不受控的。这种不受控 的空间飞行器数量的增长，将明显导致对空域安全的威胁，比如：在空间范围内活动物体的 相互撞击，再如：空中飞行的飞行器当遇到故障发生停车时，将从空中坠毁，对地面目标造 成潜在伤害威胁等。另外，随着飞行器性能的提升，小微型无人飞行器能够自由活动的空间 范围也越来越大，如果是在民用航空的相关区域活动，甚至可能直接威胁到民航飞机的空 中安全，严重时，对民航乘客的生命造成威胁。无人飞行器所涉及和影响到的空域飞行安全 问题开始凸显。由于飞行器在空中发生碰撞或者坠机所导致的危害和后果某种程度上更甚 于地面交通事故，因此对于飞行器的空中安全飞行成为一个很重要的话题。
[0003] 当前对于无人飞行器的空中飞行管理还比较孤立，没有从整体环境、系统的角度 来考虑问题。飞行调度主要来自于禁飞区域设定的思路，这种方式严格确立了飞行器的飞 行范围，但是管理方式不灵活，并且也难以整体把控所有飞行器的飞行情况，进行合理的空 域资源调配。
[0004] 专利文献CN104615143公开了一种无人机调度方法，其包括以下步骤：步骤A，无 人机将其本身的身份ID、当前IP及当前飞行状态数据发送至服务器；步骤B，服务器接收到 所述身份ID、当前IP及当前飞行状态数据之后，根据身份ID、当前IP及当前飞行状态数据 对相应的无人机的飞行状态进行实时监控，并根据预先设定的任务数据表生成执行任务指 令，根据所述身份ID将该执行任务指令发送至相应的无人机；该任务数据表为身份ID、航 点、航点类型及航点数据的关联关系；步骤C，无人机在接收到相应的执行任务指令之后， 根据该执行任务指令执行相应的任务。该专利根据无人机的身份ID进行监控及发送执行 任务指令，所以服务器能向指定的无人机发送执行任务指令，从而实现对无人机集群进行 调度控制。但该专利在多个飞行任务相冲突的情况下，无法对多个无人飞行器的飞行任务 进行合理调度，无法有效地对无人飞行器进行管理和提供高效、有序且安全的调度。
[0005] 专利文献CN104570872公开了一种无人飞行器远程监控与管制方法，其包括无人 飞行器，所述的无人飞行器包括无人飞行器本体与设置在无人飞行器上的自动驾驶仪，所 述的自动驾驶仪通过无线传输链路与遥控器连接；所述的遥控器用于控制无人飞行器，包 括遥控器本体和安装在遥控器本体上的无线传输模块，其每隔一段时间就会往将所接收到 的数据包向外界发送；所述的遥控器通过有线或无线方式和地面站连接，所述的地面站为 总操作站，主要由操作主机构成，无人飞行器只听从遥控器发出的指令；所述的无线传输 模块与航空管制部门和服务站通过无线传输的方式连接；当无人飞行器加电后，会进行加 电初始化，同时控制自动驾驶仪通过预先设置好的程序进行搜星定位，并将筛选的数据发 回给遥控器，遥控器会将这些信息和遥控器的加电初始化信息打包发回给航空管制部门的 接收器和服务站的接收器；当航空管制部门发现无人飞行器为非法起飞需要迫降时，航空 管制部门能发送控制指令到遥控器上，遥控器接收到航空管制部门的指令后锁定通过其他 途径进入遥控器的数据，使其不发生任何效用，此时遥控器只听从航空管制部门的指令，直 到航空管制部门发出结束控制指令为止；当无人飞行器操作者需要服务站远程协助时，首 先通知服务站，服务站接收到信息后发送控制指令到遥控器上，遥控器接收到指令后也会 锁定除航空管制部门外通过其他途径进入遥控器的数据，使其不发生任何效用，此时遥控 器只听从服务站的指令，直到服务站发出结束控制指令为止。该专利实现了航空管制部门 可以对飞行中的无人飞行器进行监控，确定无人飞行器的飞行地点、飞行高度及无人飞行 器本身是否存在安全隐患，判断是否安全飞行，如果有需要，可以对无人飞行器进行远程迫 降。但该专利结构复杂，需要人为控制且更新和升级缓慢且不方便，该专利无法在起飞前便 介入验证，航空安全性较低且在多个飞行任务相冲突的情况下，无法对多个无人飞行器的 飞行任务进行合理调度。
[0006] 因此，本领域急需一种能够在需要及时更新和升级飞行任务数据和管理策略而不 泄露如禁飞区域的敏感数据的情况下，对多个可能产生冲突的无人飞行器的飞行任务进行 高效、合理调度的无人飞行器的调度装置及其调度方法，且该装置和方法能够进行身份合 法性验证和按优先级处理冲突的飞行任务，以及实时监控无人飞行器的飞行任务的执行和 保障无人飞行器飞行任务的安全。
[0007] 在【背景技术】部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能 包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
【发明内容】
[0008] 本申请人注意到上述问题并提供了如下方案，通过由无线通信方式连接的无人飞 行器和调度装置，能够有效解决飞行任务调度问题，并且能够实时监控和调整所有飞行器 的飞行任务执行过程，在宏观层面解决空域资源运用问题。
[0009] 本发明的目的是通过以下技术方案予以实现。
[0010] 根据本发明的一方面，本发明公开的一种无人飞行器的调度装置，所述调度装置 包括存储单元、验证模块和调度模块。
[0011] 所述存储单元存储识别码数据和飞行任务数据；所述验证模块验证所述无人飞行 器发送的与所述无人飞行器唯一对应的识别码。
[0012] 当所述识别码验证通过时，所述调度模块接收所述无人飞行器发送的飞行任务， 当所述飞行任务与其他无人飞行器的飞行任务冲突且所述飞行任务的优先级低于或等于 所述其他无人飞行器的飞行任务时，所述调度模块调整所述飞行任务。
[0013] 优选地，在所述无人飞行器执行所述飞行任务期间，所述调度模块实时监控所述 无人飞行器的飞行数据。
[0014] 优选地，当所述飞行数据偏离所述飞行任务时，所述调度模块控制所述无人飞行 器的飞行。
[0015] 优选地，在所述无人飞行器上设有无线通信模块，其由选自具有不同优先级的无 线局域网模块、移动通信网络模块、平流层通信网络模块和卫星网络通信模块组成的组中 的一个或多个组成。
[0016] 优选地，当所述飞行任务与所述其他无人飞行器的飞行任务冲突且所述飞行任务 的优先级低于或等于所述其他无人飞行器的飞行任务时，所述调度模块对起飞时间进行排 序从而调整所述飞行任务的起飞时间。
[0017] 优选地，当所述飞行任务与所述其他无人飞行器的飞行任务冲突且所述飞行任务 的优先级等于所述其他无人飞行器的飞行任务时，所述调度模块根据接收所述飞行任务的 时间顺序调整所述飞行任务的起飞时间。
[0018] 优选地，所述无人飞行器在不同的方向上配置超声波探测传感器。
[0019] 根据本发明的另一方面，本发明公开的一种使用无人飞行器的调度装置的调度方 法，其包括以下步骤。
[0020] 第一步骤中，所述验证模块验证所述无人飞行器发送的与所述无人飞行器唯一对 应的识别码。
[0021] 第二步骤中，当所述识别码验证不通过时，所述调度装置向所述无人飞行器发出 禁止指令，当所述识别码验证通过时，所述调度模块接收所述无人飞行器发送的飞行任务。
[0022] 第三步骤中，当所述飞行任务与所述其他无人飞行器的飞行任务不冲突时或当所 述飞行任务与所述其他无人飞行器的飞行任务冲突且所述飞行任务的优先级高于所述其 他无人飞行器的飞行任务时，所述调度装置向所述无人飞行器发送通过指令，当所述飞行 任务的优先级低于或等于所述其他无人飞行器的飞行任务时，所述调度模块调整