一种基于可变立体电子围栏的空域安全管理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于可变立体电子围栏的空域安全管理系统，包括围栏采集模块、存储模块、空间计算模块、审核模块、围栏配置管理模块和展现模块；所述围栏采集模块能用来获得可变立体电子围栏数据；所述存储模块用于存储数据，并为其他模块提供数据存取服务；所述空间计算模块基于系统中已采集的可变立体电子围栏的数据，进行空间计算；所述审核模块能由人工审核结果决定围栏数据的有效性；所述围栏配置管理模块能当所述可变立体电子围栏被审核通过后，可对其进行管控策略配置、生效配置和安全点配置；所述展现模块为系统提供交互界面；本发明专利技术既能保障空域内的禁飞空域安全性以及空域使用的合理性，又能保障开放空域内无人飞行器的管理有效性。飞行器的管理有效性。飞行器的管理有效性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于可变立体电子围栏的空域安全管理系统


[0001]本专利技术属于空域管理相关
，具体涉及一种既能保障空域内的禁飞空域安全性以及空域使用的合理性，又能保障开放空域内无人飞行器的管理有效性的基于可变立体电子围栏的空域安全管理系统。

技术介绍

[0002]随着无人飞行器的普及，越来越多的人使用无人飞行器；根据无人飞行器的功能，可以分娱乐型无人飞行器，功能型无人飞行器；娱乐型无人飞行器如用无人飞行器拍景色；功能型无人飞行器，如用来喷洒药水杀虫的农用无人飞行器、协助指挥交通用的无人飞行器；警用无人飞行器等等；这些无人飞行器在使用过程中会遇到一个问题，哪些空域是安全可以进入的，哪些空域又是不可以进入的，目前大部分无人飞行器都是采用人工判断操作的方式或设置固定的路线控制无人飞行器执行；也就是说，无人飞行器只能在已知安全空域里飞行，无人飞行器无法对空域是否安全可以进入进行判断；当遇到障碍物时，无法进行自行躲避；当遇到对面来的无人飞行器时也无法自行躲避；因而迫切需要让无人飞行器能自行判断某一空域是否安全，如果该空域是安全的，无人飞行器进入，否则就不进入。
[0003]为了让无人飞行器能自行判断某一空域是否安全，这就必须对空域进行划分，规定什么空域是禁飞空域，什么空域是开放空域。
[0004]随着国家对于低空开放的逐步深化推进，发展低空经济已成为构建国家新发展格局的重要抓手；发展低空经济，安全是底线；在我国低空经济发展转型跨越的关键时期，缺乏在充分保障空防安全的基础上保证飞行安全及公共安全的有关合理规划和高效监管的技术手段。
[0005]为此，我们研发了一种既能保障空域内的禁飞空域安全性以及空域使用的合理性，又能保障开放空域内无人飞行器的管理有效性的基于可变立体电子围栏的空域安全管理系统。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种既能保障空域内的禁飞空域安全性以及空域使用的合理性，又能保障开放空域内无人飞行器的管理有效性的基于可变立体电子围栏的空域安全管理系统。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于可变立体电子围栏的空域安全管理系统，包括围栏采集模块、存储模块、空间计算模块、审核模块、围栏配置管理模块和展现模块；其中，所述围栏采集模块能基于系统被授权空域管理高度通过采用基于导航卫星或扫描仪等手段的固定地面设备或机动地面设备或无人飞行器进行测绘得到带高度的经纬度坐标数据，构成可变立体电子围栏；其中，所述存储模块用于存储系统数据与可变立体电子围栏的数据以及可变立体
电子围栏的相关配置数据，并为其他模块提供数据存取服务；其中，所述空间计算模块基于系统中已采集的可变立体电子围栏的数据，利用3D计算手段进行空间计算；其中，所述审核模块能对下级系统所提交的可变立体电子围栏的数据以及本级采集的可变立体电子围栏的数据，基于经过空间计算后的结果进一步人工审核，最终由人工审核结果决定围栏数据的有效性；其中，所述围栏配置管理模块能当所述可变立体电子围栏被审核通过后，可对其进行管控策略配置、生效配置和安全点配置；所述管控策略配置能当无人飞行器侵入围栏时，对无人飞行器进行备降操作；当无人飞行器侵入围栏时，对无人飞行器进行管控操作；所述生效配置能为所述可变立体电子围栏配置生效时间段和失效时间段；所述安全点配置能为所述可变立体电子围栏的测绘采集无人飞行器备降或管控时的安全点，安全点的定义为周边无导航卫星信号遮挡、无其他强信号干扰、满足无人飞行器起降条件的空旷位置；其中，所述展现模块为系统提供交互界面，包含了基于3D地图的禁飞空域展现以及开放空域展现、基于2D地图的禁飞空域展现以及开放空域展现、可变立体电子围栏审核页面。
[0008]优选的，所述的基于可变立体电子围栏的空域安全管理系统，还包含开放接口模块；所述开放接模块通过基于https协议的restful风格接口，为其他系统提供开放接口，用于获取可变立体电子围栏的数据以及可变立体电子围栏的配置相关数据。
[0009]优选的，所述可变立体电子围栏的数据提交方式为网络传输或USB传输，两种传输方式提交的数据都为GeoJson格式数据，在标准格式坐标数据二维数组中增加了一位经纬度坐标高度值。
[0010]优选的，所述存储模块采用mongodb非关系型数据库。
[0011]优选的，所述空间计算分为禁飞区、警示区、专用开放空域的计算；所述禁飞区与警示区的计算为：a）基于系统内已采集的可变立体电子围栏的数据，构建虚拟3D立体图形；对可变立体电子围栏进行去重计算，去重因子为上限高度、下限高度，以及平面最大覆盖范围；即：当有新可变立体电子围栏的数据输入时，根据新可变立体电子围栏的上限高度与下限高度以及围栏周界范围与数据库内已有的可变立体电子围栏的数据进行匹配，匹配方式为根据新增的可变立体电子围栏的周界四周顶点，构成的四边形两倍面积范围内，与已存在的围栏数据进行匹配；当新可变立体电子围栏的高度范围与已存在围栏的高度范围数据重合率大于30%，即认定新可变立体电子围栏与已存围栏出现高度范围重复；基于新可变立体电子围栏、已存在围栏的经纬度的最大最小值构建四边形并进行平面面积计算，当面积重合率大于30%，即认定新可变立体电子围栏与已存围栏存在覆盖范围重复；b）根据a）计算步骤得到与新可变立体电子围栏存在重合的已存围栏数据，进一步全量计算，即：根据新可变立体电子围栏与已存围栏的全量数据进行构建3D立体图形，并计
算各自体积，当体积重合率大于20%时，即认定为重合，此时新可变立体电子围栏的数据状态为无效数据，需对其进行调整修改或重新采集至重合率小于20%；所述全量数据为围栏的所有坐标点经纬度、高度数据；专用开放空域的计算为：基于系统内已采集的可变立体电子围栏的数据进行计算，对测绘所得专用开放空域的带高度的经纬度坐标数据进行逐一计算，计算坐标是否在禁飞区可变立体电子围栏、缓冲区可变立体电子围栏的范围内，并对其进行标注。
[0012]优选的，在应对下级提交的可变立体电子围栏的数据审核时，若无法确定可变立体电子围栏的数据的有效性时，可再提交至上级系统再次审核；因此可变立体电子围栏的数据的审核除了本级数据的审核还可对下级提交的数据进行审核，以及逐级向上提交审核。
[0013]优选的，所述基于可变立体电子围栏的空域安全管理系统的应用过程如下：1）、由围栏采集模块中的采集设备采集所述可变立体电子围栏的坐标数据后通过网络或USB的方式向围栏采集模块提交GeoJson格式数据；2）、所述围栏采集模块收到数据后按照GeoJson格式对所提交数据进行校验，校验数据的完整性以及格式是否正确；3）、校验通过后提交至空间计算模块进行空间计算是否满足部署要求；对围栏所在的空域空间基于该围栏数据进行计算，该围栏的部署是否与其他已部署围栏存在重复；4）、根据计算结果提交至审核模块之后由人工进行审核；5)、审核通过后将可变立体电子围栏的数据存储至数据库，此时可变立体电子围栏的数据有效但不具备发布条件；6)、通过围栏配置管理模块由人工对可变立体电子围栏的参数进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于可变立体电子围栏的空域安全管理系统，其特征在于：包括围栏采集模块、存储模块、空间计算模块、审核模块、围栏配置管理模块和展现模块；其中，所述围栏采集模块能基于系统被授权空域管理高度通过采用基于导航卫星或扫描仪等手段的固定地面设备或机动地面设备或无人飞行器进行测绘得到带高度的经纬度坐标数据，构成可变立体电子围栏；其中，所述存储模块用于存储系统数据与可变立体电子围栏的数据以及可变立体电子围栏的相关配置数据，并为其他模块提供数据存取服务；其中，所述空间计算模块基于系统中已采集的可变立体电子围栏的数据，利用3D计算手段进行空间计算；其中，所述审核模块能对下级系统所提交的可变立体电子围栏的数据以及本级采集的可变立体电子围栏的数据，基于经过空间计算后的结果进一步人工审核，最终由人工审核结果决定围栏数据的有效性；其中，所述围栏配置管理模块能当所述可变立体电子围栏被审核通过后，可对其进行管控策略配置、生效配置和安全点配置；所述管控策略配置能当无人飞行器侵入围栏时，对无人飞行器进行备降操作；当无人飞行器侵入围栏时，对无人飞行器进行管控操作；所述生效配置能为所述可变立体电子围栏配置生效时间段和失效时间段；所述安全点配置能为所述可变立体电子围栏的测绘采集无人飞行器备降或管控时的安全点，安全点的定义为周边无导航卫星信号遮挡、无其他强信号干扰、满足无人飞行器起降条件的空旷位置；其中，所述展现模块为系统提供交互界面，包含了基于3D地图的禁飞空域展现以及开放空域展现、基于2D地图的禁飞空域展现以及开放空域展现、可变立体电子围栏审核页面。2.根据权利要求1所述的基于可变立体电子围栏的空域安全管理系统，其特征在于：还包含开放接口模块；所述开放接模块通过基于https协议的restful风格接口，为其他系统提供开放接口，用于获取可变立体电子围栏的数据以及可变立体电子围栏的配置相关数据。3.根据权利要求1所述的基于可变立体电子围栏的空域安全管理系统，其特征在于：所述可变立体电子围栏的数据提交方式为网络传输或USB传输，两种传输方式提交的数据都为GeoJson格式数据，在标准格式坐标数据二维数组中增加了一位经纬度坐标高度值。4.根据权利要求1所述的基于可变立体电子围栏的空域安全管理系统，其特征在于：所述存储模块采用mongodb非关系型数据库。5.根据权利要求1所述的基于可变立体电子围栏的空域安全管理系统，其特征在于：所述空间计算分为禁飞区、警示区、专用开放空域的计算；所述禁飞区与警示区的计算为：a）基于系统内已采集的可变立体电子围栏的数据，构建虚拟3D立体图形；对可变立体电子围栏进行去重计算，去重因子为上限高度、下限高度，以及平面最大覆盖范围；即：当有新可变立体电子围栏的数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：王峰，蒋钰，
申请(专利权)人：北斗时空信息科技扬州有限公司，
类型：发明
国别省市：