一种基于解析飞行日志文件的无人机飞行轨迹重构方法技术

本发明专利技术公开了一种基于解析飞行日志文件的无人机飞行轨迹重构方法，方法如下：选择一款无人机，数据提取，用户通过telnet、ftp及mini‑USB接口三种任一方式访问无人机中存储的数据；.pud文件记录飞行轨迹；.pud文件记录飞行数据，每个.pud文件分为头部元信息区和飞行数据区；在读取存储的.pud文件后，依照JSON格式解析头部元信息区域，提取details_headers字段信息；识别上述字段中描述的飞行数据存储模板；再根据识别到的模板解析飞行数据区，提取轨迹点。本发明专利技术的优点是：针对目前无人机“黑飞事件”频发，但对其进行调查取证较为困难这一问题，提出基于解析飞行日志文件的无人机飞行轨迹重构方法。

【技术实现步骤摘要】
一种基于解析飞行日志文件的无人机飞行轨迹重构方法
本专利技术涉及一种无人机领域，具体为一种基于解析飞行日志文件的无人机飞行轨迹重构方法。
技术介绍
无人机(Umannedaerialvehicles，UAV)即空中机器人，能够替代人类完成空中作业，可通过与成像设备等部件相结合扩展应用场景。近年来，无人机被广泛用于航拍、农林、安防、电力等领域。随着技术成熟、零配件成本降低，以多旋翼无人机为主的小型民用无人机市场成为热点。全球移动互联网第三方数据挖掘和分析机构iiMediaResearch于2016年9月8日发布《2016年中国无人机行业研究报告》称2015年我国民用消费级无人机市场规模约为8亿元，预计2016年达到32亿元，2019年中国消费级无人机市场规模或将超过240亿元，未来市场容量十分可观。随着民用无人机市场的扩张，窥探他人隐私、间谍、侵入国家要害部门、危害航空安全等恶意使用无人机的行为也进一步扩大。与蓬勃发展的无人机市场相比，国内外无人机相关的立法尚不完善，监管措施滞后。以我国为例，目前航空领域唯一的法律是1995年颁布的《中华人民共和国民用航空法》，2009年中国民用航空局颁布行政法规《民用无人机空中交通管理办法》，2013年又相继颁布了《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》与《通用航空飞行任务审批与管理规定》，2016年颁布《轻小型无人机运行试行规定》等部门规章。当前我国涉及无人机的相关法律法规存在的问题集中体现为：缺乏高位阶立法、缺乏可操作性、管理规定碎片化、管理主体不明确等。由于民用无人机发展历程较短，世界各国目前都处于起步阶段，缺乏成功经验借鉴，因此无人机的执法与取证存在一定困难。目前利用无人机进行犯罪的事件频发，不仅仅是白宫，在英国议会大厦及白金汉宫附近也发现被遗弃的无人机，媒体还报道称犯罪分子驾驶无人机向贝德福德监狱内运输毒品和刀具等违禁物品。无人机这一新技术带来的威胁还没有被充分认识，随着无人机技术的成熟和无人机功能的增强，其用途将会扩展到令人不可思议的地步。因此，定位无人机曾经飞行过的地点并重构它的飞行轨迹对无人机取证调查非常关键。Graeme对无人机取证分析进行了初步探索，认为目前无人机取证技术主要面临获取数据、重构飞行轨迹、分析无人机拍摄的媒体信息(照片或视频等)以及确定无人机的拥有者等四个方面的挑战。Graeme在文献中指出，可以通过telnet或ftp连接的方式访问ParrotBebop无人机上的数据，但他没有对无人机的飞行轨迹进行重构。Grest建议通过立法强制在每个无人机飞行器上安装GPS追踪器以便定位它们的位置，但他的建议很难被全球范围内采用，目前重构无人机飞行轨迹仍然需要通过分析不同型号的无人机存储的飞行数据来实现。根据著名数据统计门户网站Statista的报告，大疆、Parrot和3DROBOTICS是目前全球最大的三家无人机制造商。然而，大疆无人机的系统具有封闭性，用户只能通过USB接口访问其拍摄的多媒体信息，无法查看机身存储的飞行轨迹数据。大疆手机端控制软件DJIGo记录了飞行器的飞行数据，但从手机APP中获取数据属于手机取证的范畴，不在本专利技术讨论的范围内。此外，当非法航拍被发现时，犯罪嫌疑人往往会选择仅把无人机遗弃在现场而不是将无人机连同控制它的手机一起丢弃。因此，考虑无人机系统的开放特性及品牌受欢迎程度等原因，我们选择ParrotMiniDrones无人机作为飞行轨迹重构实验的对象。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于解析飞行日志文件的无人机飞行轨迹重构方法，通过提取无人机中存储的飞行日志文件，分析该日志文件的存储结构，解析并提取其中的地理位置信息，重构飞行轨迹。我们将重构出的飞行轨迹存储为KML格式的文件加载到谷歌地图中，把提取到的轨迹点映射为地理坐标，以期向调查人员提供更直观的展示结果。本专利技术采用的技术方案如下：一种基于解析飞行日志文件的无人机飞行轨迹重构方法，其特征在于方法步骤如下：(1)选择一款选择ParrotMiniDrones无人机，用户通过在手机、平板电脑或其相关设备中安装ParrotFreeFlightAPP控制其飞行；(2)数据提取，用户通过telnet、ftp及mini-USB接口三种方式访问无人机中存储的数据；选取其中mini-USB连接线把MiniDrones连接到电脑，读取到一个名为Airborne_Cargo的目录，该目录下包含三个子目录academy、media和thumb，media目录下保存的是用户使用无人机拍摄的多媒体文件，thumb目录下保存的是media中多媒体文件的缩略图；academy目录下保存了一些.pud文件，这些.pud文件的格式是Parrot公司定义的，ParrotMiniDrones飞行时都会创建一个对应的.pud文件，这些文件记录了无人机的飞行轨迹数据；(3)ParrotMiniDrones通过.pud文件记录飞行轨迹，这些.pud文件的文件名包含了某次飞行开始的日期和时间信息；具体为：使用hexedit查看.pud文件的内容，文件头部包含一串json格式的元信息，记录了无人机飞行时间、无人机序列号、无人机控制器型号及控制软件，元信息中最重要的一个字段是details_headers，它描述了除元信息以外的无人机飞行数据在.pud文件中的组织方式；按照details_headers提供的数据存储模板解析.pud文件的数据，提取无人机所处的经度、纬度以及高度信息，重构它的飞行轨迹；(4)轨迹重构；ParrotMiniDrones使用.pud文件记录飞行数据，每个.pud文件分为头部元信息区和飞行数据区；头部元信息区记录了包含details_headers字段在内的一些属性；飞行数据区包含了多次采样得到的轨迹数据，它们按照details_headers描述的格式存储；为了更直观地显示轨迹点，把.pud文件中存储的轨迹信息转换为能被地图软件识别的格式；提取到的轨迹数据被转储为KML格式的文件；(5)在读取ParrotMiniDrones存储的.pud文件后，先依照JSON格式解析头部元信息区域，提取飞行时间、无人机序列号、控制无人机飞行的设备及details_headers字段信息；然后，识别details_headers字段中描述的飞行数据存储模板；最后，再根据识别到的模板解析飞行数据区，提取轨迹点；(6)提取到的飞行轨迹存储为KML格式加载到谷歌地图中进行展示。本专利技术所述的谷歌地图或是用任何能识别KML文件的地图软件也可。本专利技术的设计原理为：首先介绍无人机数据提取及分析领域的相关工作，接着阐述重构无人机飞行轨迹的方法，最后将该方法应用于ParrotMiniDrones无人机中存储的飞行数据，重构飞行轨迹，展示实验结果并得出结论。本专利技术的优点是：针对目前无人机“黑飞事件”频发，但对其进行调查取证较为困难这一问题，提出基于解析飞行日志文件的无人机飞行轨迹重构方法。该方法从无人机中提取飞行日志文件，根据该文件的头部元信息提取到飞行时间、控制无人机的设备、无人机序列号等；再通过分析头部元信息相关字段描述的飞行数据存储模板，解析飞行数据区的内容。最后，把提取到的轨迹点转化为KML格式，加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于解析飞行日志文件的无人机飞行轨迹重构方法，其特征在于方法步骤如下：(1)选择一款选择Parrot MiniDrones无人机，用户通过在手机、平板电脑或其相关设备中安装Parrot FreeFlight APP控制其飞行；(2)数据提取，用户通过telnet、ftp及mini‑USB接口三种方式访问无人机中存储的数据；选取其中mini‑USB连接线把MiniDrones连接到电脑，读取到一个名为Airborne_Cargo的目录，该目录下包含三个子目录academy、media和thumb，media目录下保存的是用户使用无人机拍摄的多媒体文件，thumb目录下保存的是media中多媒体文件的缩略图；academy目录下保存了一些.pud文件，这些.pud文件的格式是Parrot公司定义的，Parrot MiniDrones飞行时都会创建一个对应的.pud文件，这些文件记录了无人机的飞行轨迹数据；(3)Parrot MiniDrones通过.pud文件记录飞行轨迹，这些.pud文件的文件名包含了某次飞行开始的日期和时间信息；具体为：使用hexedit查看.pud文件的内容，文件头部包含一串json格式的元信息，记录了无人机飞行时间、无人机序列号、无人机控制器型号及控制软件，元信息中最重要的一个字段是details_headers，它描述了除元信息以外的无人机飞行数据在.pud文件中的组织方式；按照details_headers提供的数据存储模板解析.pud文件的数据，提取无人机所处的经度、纬度以及高度信息，重构它的飞行轨迹；(4)轨迹重构；Parrot MiniDrones使用.pud文件记录飞行数据，每个.pud文件分为头部元信息区和飞行数据区；头部元信息区记录了包含details_headers字段在内的一些属性；飞行数据区包含了多次采样得到的轨迹数据，它们按照details_headers描述的格式存储；为了更直观地显示轨迹点，把.pud文件中存储的轨迹信息转换为能被地图软件识别的格式；提取到的轨迹数据被转储为KML格式的文件；(5)在读取Parrot MiniDrones存储的.pud文件后，先依照JSON格式解析头部元信息区域，提取飞行时间、无人机序列号、控制无人机飞行的设备及details_headers字段信息；然后，识别details_headers字段中描述的飞行数据存储模板；最后，再根据识别到的模板解析飞行数据区，提取轨迹点；(6)提取到的飞行轨迹存储为KML格式加载到谷歌地图中进行展示。...

【技术特征摘要】
1.一种基于解析飞行日志文件的无人机飞行轨迹重构方法，其特征在于方法步骤如下：(1)选择一款选择ParrotMiniDrones无人机，用户通过在手机、平板电脑或其相关设备中安装ParrotFreeFlightAPP控制其飞行；(2)数据提取，用户通过telnet、ftp及mini-USB接口三种方式访问无人机中存储的数据；选取其中mini-USB连接线把MiniDrones连接到电脑，读取到一个名为Airborne_Cargo的目录，该目录下包含三个子目录academy、media和thumb，media目录下保存的是用户使用无人机拍摄的多媒体文件，thumb目录下保存的是media中多媒体文件的缩略图；academy目录下保存了一些.pud文件，这些.pud文件的格式是Parrot公司定义的，ParrotMiniDrones飞行时都会创建一个对应的.pud文件，这些文件记录了无人机的飞行轨迹数据；(3)ParrotMiniDrones通过.pud文件记录飞行轨迹，这些.pud文件的文件名包含了某次飞行开始的日期和时间信息；具体为：使用hexedit查看.pud文件的内容，文件头部包含一串json格式的元信息，记录了无人机飞行时间、无人机序列号、无人机控...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨雪，陶永红，郑潇楠，
申请(专利权)人：浙江警察学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33