具有气象预警功能的无人机管控系统和管控方法技术方案

本发明专利技术公开了一种具有气象预警功能的无人机管控系统和管控方法。本发明专利技术包含服务器、执行任务的无人机以及航路上的多个气象数据监测仪。本发明专利技术的系统将多个气象数据监测仪部署在无人机航路的适宜位置，以监测部署点的风速、风向和降雨强度的数据，并将这些数据持续发送给服务器，服务器根据这些数据判断各航路的气象参数是否适合无人机飞行，并据此调整执行任务的无人机的航线。本发明专利技术的系统能够即时监测航路的气象变化并根据气象情况及时管控无人机的飞行路线。

【技术实现步骤摘要】
具有气象预警功能的无人机管控系统和管控方法
本专利技术涉及具有气象预警功能的无人机管控系统和管控方法，更具体而言，本专利技术涉及无人机气象保障领域。本专利技术利用服务器为无人机规划飞行路径，实时监控航路气象情况，并根据航路的气象情况为无人机安排安全且节约电力的飞行路径，从而在保障飞行安全的同时节能高效地完成运输任务。
技术介绍
目前已经有将无人机用于商业物流领域的应用，在快递、外卖送餐领域，都有利用无人机送货的事例报道。申请号为201620058684.5的中国专利公开了一种无人机飞行管制系统，以导航信标协助无人机精确定位，实现高密度高频率无人机飞行编队。随着无人机技术的进一步发展，商用无人机根据规划好的航路较为密集地执行航行任务是未来无人机应用领域可以预期的前景。而目前的无人机起飞重量较轻、抗风雨能力较为脆弱。在城市环境下，自然风受高低不同的建筑物影响，将产生复杂的气流变化效应，对于小型飞行器而言，突然的下沉气流和上升气流的变化，可能造成飞行器失去稳定。携带一定载荷飞行的无人机，在城市航路飞行时，容易受到复杂气流和降雨的影响而危害飞行安全。传统的气象雷达，无法做到小型化和低成本以适应无人机气象保障领域。而用于气象服务的毫米波雷达或激光雷达，面对复杂的城市背景杂波，都难以保证探测效果。无人机航路上的风力和风向，以及降雨强度，是影响无人机安全飞行的主要气象因素。基于此，迫切需要一种可靠的具有气象预警功能的无人机管控系统，以方便有效且低成本的风速仪和雨强仪部署在无人机的航路沿途，以实现对航路气象数据的实时监测，根据各段航路不同的气象条件为无人机调整优化飞行路线，在保障飞行安全的同时节能高效地完成运输任务。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述的技术问题，提供一种具有气象预警功能的无人机管控系统。本专利技术具体采用如下的技术方案:具有气象预警功能的无人机管控系统，其中，所述的系统包含:执行任务的无人机，可在预先设定的航路上飞行，并将包含当前位置信息的飞行信息发送到服务器；多个气象数据监测仪,设在预先设定的航路上，以监测气象数据监测仪当前位置的气象数据；以及服务器，与所述的无人机和多个气象数据监测仪通信，并实时接收所述气象数据监测仪传送的气象信息，以基于所述无人机当前的位置信息和所述的气象信息判断所述无人机是否适合继续执行预定航路的飞行计划，并根据判断结果向所述的无人机发出继续飞行或者改道或者终止飞行的命令。根据本专利技术的具有气象预警功能的无人机管控系统，所述的气象数据监测仪包含定位单元，在发送气象数据时能够一并将其部署地点的位置信息发送到所述的服务器。根据本专利技术的具有气象预警功能的无人机管控系统，所述的无人机带有机载定位单元，以实时监测所述的无人机当前的位置信息，并发送到所述的服务器。在本专利技术的一个具体的实施例中，所述的服务器能够根据航路网络，为无人机选择规划优选的航路，以使无人机根据机载定位单元确定自身位置并按照航路飞行；无人机在飞行时，将自身的位置和速度、高度等飞行信息实时发回给服务器，便于服务器监控其运行。根据本专利技术的具有气象预警功能的无人机管控系统，所述的气象数据监测仪包括风速仪，以监测水平方向和/或垂直方向的风力和风向数据和气流数据。根据本专利技术的具有气象预警功能的无人机管控系统，所述的服务器内预先设定航线上的无人机的能承受的风力阈值，其中所述的服务器将接收到的所述风速仪传送的风力信息与所述的阈值进行比较，并根据比较结果向所述的无人机发出命令。在本专利技术的一个更优的实施例中，本专利技术的风速仪可以探测水平方向的风力、风向，进一步，还能探测垂直方向的风力和风向数据，例如可以探测下沉气流和上升气流的数据。在本专利技术的一个较优的实施例中，本专利技术的多个风速仪部署在航路上容易受气流影响的敏感位置，并实时将所在位置的风力参数发回给服务器。服务器从各风速仪发来的数据，得知当前所有航路上气象敏感位置的风力信息。进一步，服务器根据获得的风力信息，判断每架无人机当前飞行的位置和路线的风力是否接近其预先存储的抗风阈值，当判断为某一无人机所在位置或将要前往的位置的风力超过其抗风阈值时，服务器将择优向该无人机发出改道、返航或紧急降落的指令。在本专利技术的一个更优的实施例中，考虑到风切变和猛烈的下沉气流，对于体型较小的无人机有很大的影响，当本专利技术的部署位置相邻的两个风速仪同时探测到下沉气流，而服务器根据收到的无人机发回的信息得知，在所述的同时探测到下沉气流的相邻风速仪间存在飞行的无人机时，服务器将向该无人机发出紧急爬升高度的指令，以避免该航路区间可能的下沉气流造成无人机坠落。在本实施例的另一个方面，本专利技术的部署位置相邻的两个风速仪同时探测到强侧风，而服务器根据收到的无人机发回的信息得知，在所述的同时探测到强侧风的相邻风速仪间存在飞行的无人机时，在此情况下服务器将向该无人机发出修正航向的指令，使其远离周围的建筑物，以避免强侧风影响导致碰撞建筑物。根据本专利技术的具有气象预警功能的无人机管控系统，所述的气象数据监测仪包括雨强仪，以监测降雨强度的大小，并将所述的结果发送至所述的服务器。根据本专利技术的具有气象预警功能的无人机管控系统，所述的服务器内预先设定航线上的无人机的能承受的降雨强度的阈值，其中所述的服务器将接收到的所述雨强仪传送的降雨强度信息与所述的阈值进行比较，并根据比较结果向所述的无人机发出命令。根据本专利技术的具有气象预警功能的无人机管控系统，所述的改道的方式包括所述的服务器根据航路网络为无人机选择并规划优选的航路，以使无人机根据其机载定位单元确定自身位置并按照优选航路飞行。根据本专利技术的具有气象预警功能的无人机管控系统，所述执行任务的无人机将当前飞行状态下的自身的剩余电量信息发送到服务器，其中所述的服务器存储有各级风速条件和不同载荷下，所述的系统管控下的各型号无人机在当前的气象数据下飞行时的耗电情况，并根据无人机的剩余电量规划无人机的最佳航程。本专利技术还包括具有气象预警功能的无人机管控系统的管控方法，其包括以下的步骤：将多个气象数据监测仪设置于无人机航路的适宜位置上；将所述气象数据监测仪监测到的数据持续发送给服务器；所述服务器根据这些数据判断各条航路的气象参数是否适合无人机飞行；以及所述服务器根据S3步骤的判断结果，向所述的无人机发出继续飞行或者改道或者终止飞行的命令。进一步，在本专利技术的管控方法的另一个实施例中，所述的服务器根据各航路的气象数据和剩余电量，为无人机选择规划较为节约电力的航路。在本专利技术的无人机管控系统的一个更优的实施例中，本系统的服务器还存储有各级风速条件和不同载荷下，本系统管控的各型号无人机在该情况下顺风、逆风或以不同角度受风飞行时的耗电情况。进一步，本系统的服务器能够根据各航路的风力情况，为无人机选择规划较为节约电能的航路。这一规划方法的步骤为：S1、风速仪将所在点的风力数据实时发送给服务器；S2、服务器将各风速仪所在航路的风力数据进行汇总，并分析各无人机当前飞行路线的方向，以及在该飞行方向上的风力数据；S3、进一步，当服务器在判断某一特定无人机处于逆风飞行时，服务器为其检索是否存在其他逆风情况较缓的航路，并分析该航路的距离将要消耗的电能是否少于当前逆风航路；S4、如S3步骤判断为是，服务器将发出新的路线指令给该无人机，使其按照更为节本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有气象预警功能的无人机管控系统，其特征在于，所述的系统包含:执行任务的无人机，在预先设定的航路上飞行，并将包含当前位置信息的飞行信息发送到服务器；多个气象数据监测仪,设在预先设定的航路上，以监测所述气象数据监测仪当前位置的气象数据；以及服务器，与所述的无人机和多个气象数据监测仪通信，并实时接收所述气象数据监测仪传送的气象信息，以基于所述无人机当前的位置信息和所述的气象信息判断所述无人机是否适合继续执行预定航路，并根据判断结果向所述的无人机发出继续飞行或者改道或者终止飞行的命令。

【技术特征摘要】
1.具有气象预警功能的无人机管控系统，其特征在于，所述的系统包含:执行任务的无人机，在预先设定的航路上飞行，并将包含当前位置信息的飞行信息发送到服务器；多个气象数据监测仪,设在预先设定的航路上，以监测所述气象数据监测仪当前位置的气象数据；以及服务器，与所述的无人机和多个气象数据监测仪通信，并实时接收所述气象数据监测仪传送的气象信息，以基于所述无人机当前的位置信息和所述的气象信息判断所述无人机是否适合继续执行预定航路，并根据判断结果向所述的无人机发出继续飞行或者改道或者终止飞行的命令。2.根据权利要求1所述的具有气象预警功能的无人机管控系统，其特征在于，所述的气象数据监测仪包含定位单元，在发送气象数据时能够一并将其部署地点的位置信息发送到所述的服务器。3.根据权利要求1所述的具有气象预警功能的无人机管控系统，其特征在于，所述的无人机带有机载定位单元，以实时监测所述的无人机当前的位置信息，并发送到所述的服务器。4.根据权利要求1所述的具有气象预警功能的无人机管控系统，其特征在于，所述的气象数据监测仪包括风速仪，以监测水平方向和（或）垂直方向的风力和风向数据。5.根据权利要求4所述的具有气象预警功能的无人机管控系统，其特征在于，所述的服务器内预先设定航线上的无人机的能承受的风力阈值，其中所述的服务器将接收到的所述风速仪传送的风力信息与所述的阈值进行比较，并根据比较结果向所述的无人机发出命令。6.根据权利要求1所述的具有气象...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕雪松，
申请(专利权)人：毕雪松，
类型：发明
国别省市：广东,44