[发明专利]一种基于云的多无人机监控方法

说明书

本发明公开了一种基于云的多无人机监控方法，目的是提高多无人机监控的实时性。其特征在于构建由客户端层‑云服务层‑无人机层组成的无人机监控系统，客户端层向云服务层发送注册指令，从云服务层接收无人机监控数据；云服务层为无人机提供计算和存储能力，并为客户端层提供访问无人机的接口；无人机层包含N台无人机；云服务层根据注册指令进行无人机连接，构造无人机化身，进行无人机分组，云服务层和客户端层相互配合，通过收集无人机化身的属性值实现对多个无人机进行监控。采用本发明将计算存储任务卸载到云服务层，并对无人机的飞行状态数据进行监控，可以支撑无人机集群大规模数据监控场景，并保证多无人机监控的实时性。

技术领域

本发明涉及无人机的监控方法，具体涉及一种利用云平台作为后台支撑，通过客户端层-云服务层-无人机层三层架构，来实现的基于云的无人机监控方法。

背景技术

无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)即无人驾驶飞行器，早在90多年前就已问世，当时称为“遥控飞行器”，是利用无线电遥控设备或自动驾驶仪操控的不载人飞行器，是现代科技发展的产物，它的种类很多，主要包括固定翼、旋翼式、扑翼式三种基本类型。无人机系统的研究和开发涉及到飞行控制技术、通信电子、计算机、动力学等多种学科领域，技术上具有相当的前瞻性，在国民经济中发挥着重要作用。近几十年来，世界各国都在大力发展多用途的无人飞行器，无人机可装配制导系统、雷达系统、各种测量传感器、视频采集等多种机载设备，由于其灵活性、智能性和隐蔽性等特点，其用途非常广泛，主要用在环境监测、货物运送、森林防火、农业灌溉、参与种种救援行动等方面。因此无人机系统的快速发展在民用领域将具有广阔的应用前景，开展无人机相关系统的研究具有科学研究意义和工程实用推广价值。

无人机监控对无人机系统起着举足轻重的作用，是操作人员实时掌控无人机动态并做出指示的重要保障。无人机的监控，涉及到图像处理、无线传输以及远程监控等多项技术，通过各种技术的结合，无人机可以实现有效的监控。传统无人机监控即地面站，地面操作人员通过地面站操作程序以及无人机上面安装的程序控制改变无人机航向、位置等信息，实现飞行任务的规划，并进行其监控操作。实时掌握无人机包括航向角，三维速度，高度，空速，姿态角，经纬度，电池电压等状态信息，才能有效保证任务运行的进度，以及无人机的安全性和可执行性。

现有的无人机监控方案，主要针对单台无人机，并通过无线电进行连接，这样会产生以下几个问题：计算处理任务落在无人机机体上，处理能力较低，存储任务同样落在无人机机体上，存储能力有限，并且无线通信范围受到限制。

随着无人机数量的递增和城市中心无人机密度的增加，多无人机有效的监控变得越来越必要。随着应用的需求发展，复杂任务需要无人机集群进行协同，无人机的监控将面临规模化问题，而目前单无人机监控方法难以实现对无人机集群进行监控。

随着云计算的火热，人们的生产生活已经和云产品息息相关，云服务成为人们获取资源信息的重要途径。目前一些研究(如Sriti M F等人公布的Internet-of-Drones方法(A,Qureshi B,Sriti M F,et al.A service-oriented Cloud-based managementsystem for the Internet-of-Drones[C]//IEEE International Conference onAutonomous Robot Systems and Competitions.IEEE,2017:329-335.，即A,Qureshi B,Sriti M F等人在2017年IEEE自动机器人系统与竞赛国际会议的329-335页，基于云的面向服务的无人机互联网管理系统论文中公布的云无人机管理方法)将云计算和无人机监控进行整合，依托云平台的强大计算能力和存储能力，可以将无人机监控的计算、存储任务进行卸载，打破无人机本地资源的局限性，但是这些研究也同样只针对单台无人机进行监控，不能对多无人机同时进行监控，还没有公开技术方案涉及针对多无人机的监控，因为对多无人机进行监控必须解决海量数据实时性的数据要求，这是本领域尚未突破的技术难点。