一种低空无人机自动航线与人工接管的控制权协调方法与流程

本发明涉及低空无人机运行控制与远程飞行管理，具体涉及一种面向低空无人机自动航线与人工接管切换的控制权协调方法、系统及存储介质。

背景技术：

1、随着低空无人机在城市巡检、水利巡查、道路交通、公共安全等场景中的应用，无人机飞行管理平台通常通过任务管理服务器生成飞行任务，并根据预设航线控制无人机自动完成起飞、巡航、悬停、拍摄、返航和降落。所述飞行管理平台通常包括无人机、无人机机巢、操作者终端、业务服务器、状态存储模块以及与无人机或者机巢通信的飞控接口。操作者终端用于显示无人机的位置、高度、速度、电量、飞行模式、航线执行状态和实时视频，业务服务器用于管理飞行任务、飞行记录、用户权限及控制指令。

2、无人机按照预设航线自动执行任务时，可能因临时障碍、异常气象、目标复核或者应急处置等情况，需要暂停自动航线并切换为远程人工控制。人工处置完成后，还需要退出人工控制模式，并根据任务状态恢复原自动航线或者控制无人机返航。因此，同一飞行过程中可能先后存在自动航线控制、人工直接控制和自动返航等不同控制状态。

3、现有技术通常分别设置自动航线接口、人工控制接口、返航接口和用户权限接口，各接口之间缺少针对同一目标无人机的统一控制权协调机制。例如，部分系统仅通过操作者终端的按钮状态限制人工控制操作，其他终端仍可能直接调用服务器接口向同一无人机发送人工控制指令；部分系统虽然在服务器中保存用户占用记录，但未将所述用户占用记录的建立与取消返航、进入人工直接控制模式等飞控动作进行顺序关联，可能出现服务器已经记录操作者取得控制权，而无人机仍处于自动航线或者自动返航状态的情况。

4、在人工控制结束后，若直接调用航线恢复接口而未先退出人工直接控制模式，可能导致航线恢复失败，或者使人工控制状态与自动航线状态同时存在；若返航指令与控制权释放分别处理，还可能出现无人机已经进入自动返航而服务器仍保留人工控制占用的情况。此外，当多个操作者访问同一无人机时，普通控制权请求直接覆盖当前持有人会造成控制权转移不可控，非当前持有人的人工指令也可能被错误转发。

5、现有技术还通常依赖操作者主动退出页面或者关闭浏览器时触发会话清理。当操作者终端发生网络中断、页面崩溃或者异常关闭时，服务器可能无法收到主动退出事件，导致失效的控制会话长期占用设备资源，影响其他操作者重新建立控制会话。

6、因此，如何在服务器侧将操作者资格、自动航线任务状态、实时飞行状态、返航状态、人工直接控制模式、设备级控制锁及终端会话状态进行联合判断，并按照确定的先后顺序完成控制权的取得、保持、转移、交还和异常会话回收，是现有低空无人机运行控制技术需要解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种面向低空无人机自动航线与人工接管切换的控制权协调方法、系统及存储介质，以解决现有技术中多操作者人工控制指令相互冲突、服务器控制权状态与无人机实际飞行模式不一致、人工控制结束后控制权残留以及异常终端会话不能及时回收的问题。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种面向低空无人机自动航线与人工接管切换的控制权协调方法，包括以下步骤：

4、步骤s1，接收请求用户针对目标低空无人机发送的飞行控制权获取请求，所述飞行控制权获取请求至少包括请求用户的用户标识和目标设备标识；

5、步骤s2，根据所述用户标识，对所述请求用户执行登录状态校验和无人机操控员资格校验；

6、步骤s3，资格校验通过后，根据所述目标设备标识读取与所述目标低空无人机关联的飞行记录、实时飞行状态、返航状态和飞行控制锁；

7、步骤s4，判断所述飞行控制锁是否存在；当所述飞行控制锁已由其他用户持有时，保持现有飞行控制锁不变，并向所述请求用户返回锁持有人信息；当所述飞行控制锁不存在时，进入控制状态协调步骤；

8、步骤s5，在所述控制状态协调步骤中，根据所述飞行记录和实时飞行状态判断是否允许人工接管；当允许接管时，执行后续步骤；当所述返航状态表示所述目标低空无人机正在返航时，先下发取消返航指令；当所述实时飞行状态表示所述目标低空无人机处于空中时，下发进入人工直接控制模式的指令；

9、步骤s6，在确认所述取消返航指令和所述进入人工直接控制模式的指令中的适用指令均已成功执行后，以所述目标设备标识为索引，通过原子操作建立飞行控制锁；当所述飞行控制锁不存在时，创建所述飞行控制锁，并将所述请求用户的用户标识写入所述飞行控制锁作为锁持有人用户标识；当所述飞行控制锁已存在时，拒绝创建并返回锁被占用信息；

10、步骤s7，接收针对所述目标低空无人机的人工飞行控制指令，在下发所述人工飞行控制指令前，根据所述目标设备标识查询飞行控制锁，并校验请求用户标识与所述锁持有人用户标识是否一致；二者一致时下发所述人工飞行控制指令，二者不一致或者飞行控制锁不存在时拒绝下发所述人工飞行控制指令；

11、步骤s8，接收针对暂停的自动航线任务的恢复请求；当飞行控制锁不存在时，下发恢复航线指令；当飞行控制锁存在时，校验发出所述恢复请求的用户是否为锁持有人，校验通过后退出人工直接控制模式、删除所述飞行控制锁并下发恢复航线指令；

12、步骤s9，接收针对所述目标低空无人机的返航请求；当飞行控制锁不存在时，下发返航指令；当飞行控制锁存在时，校验发出所述返航请求的用户是否为锁持有人，校验通过后下发返航指令、退出人工直接控制模式并删除所述飞行控制锁；

13、步骤s10，通过设备控制会话的活性检测机制维护所述设备控制会话的活性状态，所述活性检测机制包括终端心跳上报或网络连接状态监测；当根据所述活性状态判定所述设备控制会话失联时，删除与失联设备控制会话对应的会话占用；

14、步骤s11，当判定所述设备控制会话失联，且所述失联设备控制会话对应的用户标识为所述飞行控制锁的锁持有人用户标识时，先向所述目标低空无人机下发退出人工直接控制模式的指令，再删除所述飞行控制锁。

15、进一步地，所述飞行记录包括立即执行航线、定时航线、周期航线和常态航线中的至少一种。当所述飞行记录为常态航线且所述实时飞行状态表示目标低空无人机未处于在飞状态时，拒绝建立飞行控制锁。

16、进一步地，当飞行控制锁已经由其他用户持有时，请求用户能够发起协商接管申请；服务器将申请用户的用户标识、用户名称和申请时间写入接管申请记录，并通过实时通信通道通知现有锁持有人；在接收到现有锁持有人的同意信息后，将飞行控制锁的锁持有人更新为申请用户。

17、进一步地，具备强制接管权限的申请用户能够发起强制接管请求；服务器再次校验所述申请用户的无人机操控员资格和强制接管权限，校验通过后更新锁持有人并向原锁持有人发送控制权变更通知，校验不通过时保持原飞行控制锁不变。

18、进一步地，主动释放飞行控制锁时，服务器校验请求用户为锁持有人，并读取目标低空无人机的在飞标志和相对高度；当在飞标志为真或者相对高度大于预设离地阈值时，先退出人工直接控制模式，再删除飞行控制锁；当在飞标志为假且相对高度不大于所述预设离地阈值时，删除飞行控制锁。

19、进一步地，所述设备控制会话的心跳数据采用哈希结构存储，所述哈希结构以会话标识为键，以设备序列号为字段，以最后心跳时间为字段值；所述预设失联阈值大于设备控制会话的正常心跳发送周期。

20、本发明还提供一种面向低空无人机自动航线与人工接管切换的控制权协调系统，包括资格校验模块、状态读取模块、控制锁管理模块、模式协调模块、任务处理模块、指令校验模块、接管通知模块和心跳检测模块；各模块相互配合，以执行上述控制权协调方法。

21、本发明还提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现上述控制权协调方法。

22、本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述控制权协调方法。

23、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

24、（1）通过以目标设备标识为索引设置服务器侧飞行控制锁，并在每条人工飞行控制指令下发前校验锁持有人，使同一目标低空无人机在同一时刻仅接受一个合格操作者的人工控制指令，降低多终端并发控制造成的指令冲突。

25、（2）将飞行控制锁的建立与取消返航、进入人工直接控制模式按照先执行飞控动作、后写入控制锁的顺序进行关联，飞控动作失败时不继续写锁，使服务器记录的人工控制权具有明确的飞行状态前提。

26、（3）根据飞行控制锁是否存在分别处理航线恢复、返航和主动释放，并将退出人工直接控制模式与删除飞行控制锁进行顺序协调，减少自动航线、自动返航与人工直接控制状态并存以及控制权残留。

27、（4）在普通获取请求之外设置协商接管和经权限复核的强制接管分支，避免普通请求直接覆盖现有锁持有人，使控制权转移过程可校验、可通知。

28、（5）通过维护终端会话的最后心跳时间并清理超时会话占用，使网络中断、页面崩溃或者异常关闭的终端不再长期占用设备控制会话资源。