基于无人机和无线远距离传输的安防监控方法与流程

本发明涉及高空安防监控的，特别涉及基于无人机和无线远距离传输的安防监控方法。

背景技术：

1、无人机具有体积小、飞行灵活和续航时间长的特点，已经被广泛应用到高空巡查中。为了保证无人机在巡查过程中采集到的数据能够及时地回传到地面终端，无人机的飞行距离不能过大，否则会超出地面终端的信号覆盖范围，导致无人机与地面终端失联，以及地面终端无法实时对无人机的飞行状态进行调整。现有技术通常是利用移动式地面终端与无人机形成活动式巡查系统，通过将移动式地面终端移动到地面区域的不同位置，从而扩大无人机的飞行巡查范围，但是上述方式需要工作人员实时调整移动式地面终端的位置，增大工作人员的工作量，同时也无法保证无人机始终在地面终端的信号覆盖范围内飞行，缩小无人机巡查监控的连续飞行监控范围，以及降低无人机进行飞行安防监控的自动化和可持续性。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的缺陷，本发明提供基于无人机和无线远距离传输的安防监控方法，其利用wifi无线传输终端构建wifi无线远距离传输网络，实现无人机与位于地面的监控管理终端之间的远距离信号传输，使得无人机在长程飞行过程中始终与监控管理终端保持实时通信；指示无人机在飞行过程中拍摄得到地面影像和上空影像，并根据无人机的实时飞行路程，及时将地面影像和上空影像通过wifi无线远距离传输网络发送至监控管理终端；分析地面影像和上空影像，得到地面区域的人或物的存在状态信息和上空区域的其他飞行物存在状态信息，以此判断地面区域和上空区域的实时状态，适应性进行安防监控通知消息的发送和无人机飞行状态的调整，从而增大无人机巡查监控的连续飞行监控范围和监控准确性。

2、本发明提供基于无人机和无线远距离传输的安防监控方法，其包括如下步骤：

3、步骤s1，将无人机与wifi无线传输终端进行匹配认证后，指示所述无人机按照预定路径在地面区域的上空进行飞行，以及控制所述无人机在飞行过程中对地面区域及其上空区域进行拍摄，得到相应的地面影像和上空影像；

4、步骤s2，获取无人机在飞行过程中的飞行位置和飞行路程长度，根据所述飞行位置对所述地面影像和所述上空影像进行标识；并根据所述飞行路程长度，将标识后的地面影像和上空影像通过所述wifi无线传输终端发送至监控管理终端；

5、步骤s3，通过所述监控管理终端对接收到的目标地面影像和上空影像分别进行分析处理，从所述地面影像中识别得到地面区域的人或物的存在状态信息，以及从所述上空影像中识别得到上空区域的其他飞行物存在状态信息；

6、步骤s4，根据所述人或物的存在状态信息，判断地面区域是否发生安全事故事件；根据所述其他飞行物存在状态信息，判断所述无人机是否存在飞行安全隐患；根据上述安全事故事件的判断结果，生成相应的安防监控通知消息；根据所述飞行安全隐患的判断结果，调整所述无人机的飞行状态。

7、进一步，在所述步骤s1中，将无人机与wifi无线传输终端进行匹配认证后，指示所述无人机按照预定路径在地面区域的上空进行飞行，以及控制所述无人机在飞行过程中对地面区域及其上空区域进行拍摄，得到相应的地面影像和上空影像具体包括：

8、将无人机的通信终端的通信网关地址与wifi无线传输终端进行认证后，构建所述通信终端与所述wifi无线传输终端之间的无线远距离传输通道；

9、利用所述监控管理终端通过所述无线远距离传输通道向所述无人机发送包含飞行路径信息的第一指令，指示所述无人机按照预定路径在地面区域的上空进行飞行；

10、利用所述监控管理终端通过所述无线远距离传输通道向所述无人机发送包含拍摄动作参数的第二指令，指示所述无人机的第一摄像头和第二摄像头在飞行过程中分别对地面区域及其上空区域进行拍摄，得到相应的地面影像和上空影像。

11、进一步，在所述步骤s1中，将无人机与wifi无线传输终端进行匹配认证后，所述无人机在通过所述wifi无线传输终端传输数据前均会在发送的数据上添加数据发送时间节点以及无人机的专属标志数据，在通过所述wifi无线传输终端将添加时间节点的数据传输至监控管理终端后，所述监控管理终端先会检测所述数据是否为无人机传输出的数据，若是，则根据所述数据上的时间节点计算出当前wifi无线传输的延时程度，并提取出所述无人机传输的原始数据，其过程为：

12、步骤s101，所述无人机在通过所述wifi无线传输终端传输数据前，利用下面公式(1)，在发送的数据上添加数据发送时间节点以及无人机的专属标志数据，

13、g16＝{{d16<<len[(t)16]+(t)16}<<8+len[(t)16]}<<8+m16    (1)

14、在上述公式(1)中，g16表示在发送的数据上添加数据发送时间节点以及无人机的专属标志数据后的16进制形式数据；d16表示无人机需要传输的原始数据的16进制形式；<<表示左移符号；t表示无人机发送所述数据的时刻，所述时刻的16进制形式的数据位数小于8位；()16表示将括号内的数值转换成16进制形式；len[]表示求取括号内的数据位数；m16表示所述无人机的自身标志数据的16进制形式，所述无人机的自身标志数据的数据位数为8位，并且其中前两位为数据帧头和后两位为数据帧尾中间4位为无人机的自身识别数据；

15、步骤s102，当所述监控管理终端在接收到数据后，利用下面公式(2)，检测所述数据是否为无人机传输出的数据，

16、

17、在上述公式(2)中，n(g16)表示接收到的数据g16是否为无人机传输出数据的判定值；a()表示按照无人机自身标志数据的形式提取出括号内数据的帧头；e()表示按照无人机自身标志数据的形式提取出括号内数据的帧尾；a16表示无人机的自身标志数据的预设标准数据帧头；e16表示无人机的自身标志数据的预设标准数据帧尾；∧表示逻辑关系且；∨表示逻辑关系或；<<表示左移符号；>>表示右移符号；

18、若n(g16)＝1，则表示接收到的数据g16是无人机传输出数据；

19、若n(g16)＝0，则表示接收到的数据g16不是无人机传输出数据；

20、步骤s103，当接收到的数据g16是无人机传输出数据，则利用下面公式(3)，根据数据上的时间节点计算出当前wifi无线传输的延时程度，并提取出所述无人机传输的原始数据，

21、

22、在上述公式(3)中，t表示当前wifi无线传输的延时时长；d16表示所述无人机传输的原始数据的16进制形式；tn表示当前时刻；g′16表示数据g16右移8位后的数据；l表示提取出的时间数据长度；

23、若所述当前wifi无线传输的延时时长大于或等于预设时长阈值，则控制无人机切换当前wifi无线传输终端。

24、进一步，在所述步骤s2中，获取无人机在飞行过程中的飞行位置和飞行路程长度，根据所述飞行位置对所述地面影像和所述上空影像进行标识具体包括：

25、将无人机内部的gps定位设备和高度定位设备与所述第一摄像头和所述第二摄像头设成具有相同的采样频率，使得每当所述第一摄像头和所述第二摄像头进行拍摄动作时，所述gps定位设备和所述高度定位设备同步采集无人机的经纬度信息和飞行高度信息；

26、对所述地面影像和所述上空影像添加所述经纬度信息和所述飞行高度信息，从而对所述地面影像和所述上空影像进行标识；

27、指示无人机内部的飞行里程检测设备采集无人机在飞行过程中的飞行路程长度。

28、进一步，在所述步骤s2中，根据所述飞行路程长度，将标识后的地面影像和上空影像通过所述wifi无线传输终端发送至监控管理终端具体包括：

29、根据所述飞行路程长度，指示无人机每当完成预定路程长度值的飞行时，将当前飞行预定路程长度值对应的飞行过程中得到的标识后的地面影像和上空影像打包形成影像数据包；再通过所述无线远距离传输通道将所述影像数据包发送至监控管理终端。

30、进一步，在所述步骤s3中，通过所述监控管理终端对接收到的目标地面影像分别进行分析处理，从所述地面影像中识别得到地面区域的人或物的存在状态信息具体包括：

31、通过所述监控管理终端从接收到的影像数据包中提取得到对应的地面影像，并对提取得到的地面影像进行人员和物体的轮廓识别处理，得到地面区域存在的人员和物体各自的影像轮廓信息；

32、根据所述人员和所述物体的影像轮廓信息，确定地区区域存在的人员动作信息，人员分布密度信息，人员与物体之间的相对距离信息。

33、进一步，在所述步骤s3中，通过所述监控管理终端对接收到的上空影像分别进行分析处理，从所述上空影像中识别得到上空区域的其他飞行物存在状态信息具体包括：

34、通过所述监控管理终端从接收到的影像数据包中提取得到对应的上空影像，并对提取得到的上空影像的飞行物景深信息；

35、根据所述飞行物景深信息，确定上空区域存在的其他飞行物与所述无人机之间的相对位置信息。

36、进一步，在所述步骤s4中，根据所述人或物的存在状态信息，判断地面区域是否发生安全事故事件；根据所述其他飞行物存在状态信息，判断所述无人机是否存在飞行安全隐患具体包括：

37、根据所述人员动作信息，确定地面区域的人员是否做出违规动作行为；

38、根据所述人员分布密度信息，确定地面区域是否存在人员过度聚集的情况；

39、根据所述人员与物体之间的相对距离信息，确定地面区域的人员与物体是否发生接触性碰撞；

40、若地面区域的人员做出违规动作行为，或地面区域存在人员过度聚集的情况，或地面区域的人员与物体发生接触性碰撞，则判断地面区域发生安全事故事件；否则，判断地面区域未发生安全事故事件；

41、根据所述上空区域存在的其他飞行物与所述无人机之间的相对位置信息，确定上空区域存在的其他飞行物与所述无人机之间的直线距离；

42、若所述直线距离小于或等于预设距离阈值，则判断所述无人机存在飞行安全隐患；否则，判断所述无人机不存在飞行安全隐患。

43、进一步，在所述步骤s4中，根据上述安全事故事件的判断结果，生成相应的安防监控通知消息；根据所述飞行安全隐患的判断结果，调整所述无人机的飞行状态具体包括：

44、当判断发生安全事故事件，则将对应的地面影像所标识的经纬度信息打包形成安防监控通知消息后，将所述安防监控通知消息发送到目标终端；

45、当判断存在飞行安全隐患，则从所述上空区域存在的其他飞行物与所述无人机之间的相对位置信息中提取得到所述无人机的飞行方向与上空区域存在的其他飞行物的飞行方向之间的飞行方向偏差角度；根据所述飞行方向偏差角度，通过所述无线远距离传输通道向所述无人机发送飞行状态调整指令；其中，所述飞行状态调整指令用于调整所述无人机的飞行方向、飞行高度和飞行速度中的至少一者。

46、相比于现有技术，该基于无人机和无线远距离传输的安防监控方法利用wifi无线传输终端构建wifi无线远距离传输网络，实现无人机与位于地面的监控管理终端之间的远距离信号传输，使得无人机在长程飞行过程中始终与监控管理终端保持实时通信；指示无人机在飞行过程中拍摄得到地面影像和上空影像，并根据无人机的实时飞行路程，及时将地面影像和上空影像通过wifi无线远距离传输网络发送至监控管理终端；分析地面影像和上空影像，得到地面区域的人或物的存在状态信息和上空区域的其他飞行物存在状态信息，以此判断地面区域和上空区域的实时状态，适应性进行安防监控通知消息的发送和无人机飞行状态的调整，从而增大无人机巡查监控的连续飞行监控范围和监控准确性。

47、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

48、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。