无人机天空树及天空森林

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，特别公开一种无人机天空树及天空 森林。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线 电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。无人机+行业 应用，是无人机真正的刚需。目前无人机在航拍、农业植保、测绘等 领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途。

随着无人机应用的拓展和深入，无人机本身的技术得到迅猛的发 展。但是，与无人机配套的后勤保障系统的研究则相对较少。

专利CN103176475A公开了一种简易操作的无人机地面站，包括 无线传输模块和计算机控制平台，操控员通过计算机控制平台，无线 传输模块发出响应指令信号控制无人机；无人机通过无线传输模块实 时将状态信息传计算机控制平台，计算机控制平台实时显示无人机飞 行状态参数以及其在导航图的位置状态。其通过简易键盘控件控制和 直接参数控制两种控制方式，实现了无人机的简易操作，简化了操控 无人机的难度。

专利CN105068545A公开了一种盐碱地改良用无人机智能承载 平台，包括平台，所述平台安装在楼体内部地面，并可以垂直于楼体 水平方向伸缩，所述平台包括无人机驶入端和无人机驶出端，所述无 人机驶出端设有向下凹陷的沉槽，所述沉槽内设有弹性板，所述弹性 板远离无人机驶出端的一侧固定连接在平台上，所述弹性板靠近无人 机驶出端的一侧底部设有升降杆。该承载平台用于可进行航拍检测的 无人机，航拍过程中能够将数据实时传输到数据终端，并利用雷达和 天线进行无人机的导航。

上述专利技术更多关注无人机人手操控、无人机起飞降落单个技 术点的改进，没有在整体上关注无人机的起飞降落、通讯指挥、补给 续航、飞行监控等综合后勤保障。

专利CN104494503A公开了一种无人机综合方舱系统，包括卡 车、分段式方舱、无人直升机、地面指挥测控站、自动发射回收与升 降控制系统、维护保障系统及电源系统；所述地面指挥测控站位于分 段式方舱前部，用于对无人直升机进行飞行控制及任务部署；所述自 动发射回收与升降控制系统为无人直升机的投放平台；所述维护保障 系统包括自动混合加油系统、储运锁紧系统，用于无人机的装备更换 以及修理维护以及固定方舱内的无人直升机。

专利CN105035340A公开了一种基于无人机的多功能飞行平台， 其包括用于调度和指挥无人机飞行的无人机调度指挥系统、用于监控 无人机的飞行情况的无人机应用监控系统、用于与无人机无线通讯配 合的通讯及通讯中继系统以及用于为无人机补给动力源的动力源保 持系统。其将无人机动力保持、通讯中继、遥控指挥、飞行监控、设 备存储、维修、保养、起飞、降落等功能集于一可移动的平台上，为 无人机提供了有效的监控及后勤保障，延长了无人机的使用时间，提 高了无人机的使用效率。

上述专利技术在整体关注无人机的调度指挥、应用监控、通讯中 继、续航补给等方面的后勤保障，但仍是以通常使用的汽车作为基础 平台进行改装后应用，与车辆集成一体后支持无人机的相关应用。其 针对的仍是某些特定的无人机，其多功能飞行平台仍是无人机的附属 配套产品，不能广泛匹配其他同类型的无人机，没能将多功能飞行平 台变成为大众所用的公共财产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无人机天空树，其布设于城市、边疆 等地理区域，可以为该区域内的某一应用领域的无人机提供集调度指 挥、应用监控、通讯中继、续航补给为一体的后勤保障。

本发明的又一目的在于提供一种无人机天空森林，其布设于城 市、边疆等地理区域，使其成为该地区的公共财产，可以为该区域内 的所有无人机提供后勤保障，并进行有序飞行管制。

本发明提供一种无人机天空树，包括

树干，从底部延伸至高空，树干内部呈中空结构；

飞行平台，设于树干顶端，用于无人机的起飞和降落；

升降梯，设置于树干内，用于在底部和飞行平台之间升降无人机；

停机房，用于停放无人机，以及

指挥中心，采用无线电通讯管制无人机的飞行。

较佳的，所述无人机天空树还包括补给站，用于给无人机充电或 补给燃料，以提高无人机的续航时间。

较佳的，指挥中心采用2G、3G、4G移动通讯，GPS通讯或者 特定频道无线电通讯。

较佳的，无人机天空树整体呈塔型，停机房设于树干上，形成多 层树枝结构。

树干和树枝形成的塔型天空树本身是一个大型的无线电天线，可 作为无人机的通讯中继系统，为无人机的通讯提供了便利。另外，停 机房可以同时停放或储存多架无人机。

较佳的，所述无人机天空树整体呈柱型，停机房设于树干旁边。

较佳的，无人机天空树的底部设于地面上或固定于建筑物上，从 而便于天空树的安装，可以依据城市区域中的无人机数量的多寡、天 空树通讯能力的强弱布局无人机天空树。

较佳的，无人机天空树的底部设于车辆或者船舶上，从而形成可 移动的车载无人机天空树、船载无人机天空树。

为便于无人机天空树放置于车辆、船舶内，所述树干为可伸缩的 多层管状结构，可缩小、伸长树干的长度以改变无人机天空树的体积。

当一个地区的天空树数量较多的时候，我们称这个群集现象为天 空森林。天空森林中包含了许多不同种类的无人机天空树，还需要管 制不同型式的无人机在任何时间于低空域中飞翔及降落。

为了解决无人机的管理问题，使之有秩序的运行，本发明提供一 种无人机天空森林，包括

设置于一个地理区域内的多棵上述的无人机天空树；以及

管制中心，用于登记和管制所在地理区域内的全部无人机天空树 及无人机飞行航路和时间表。

较佳的，管制中心设有公共无线电频道，用于不同无人机在飞行 航路接近时的识别和沟通；管制中心还设立航路优先权，当分属不同 地理区域无人机天空树的无人机互相接近时，优先权较高者前进，优 先权低者悬停等待。

较佳的，管制中心采用无线电频道分层管制，即：管制中心的管 制信号传输给各无人机天空树，每棵无人机天空树发出管制信号给其 隶属的无人机。

较佳的，各无人机设有颜色区隔及文字编号，分属不同地区的无 人机天空树的无人机着不同颜色以区别功能及用途，涂不同文字编号 以区别各无人机。

本发明的有益效果有：

1、天空树作为无人机的航程及通讯的延伸以及动力的补给，以 达成全天候的使用，成为一种公共财产，为该区域内的某一应用领域 的无人机提供集调度指挥、应用监控、通讯中继、续航补给为一体的 后勤保障。

2、天空森林包含许多不同种类的天空树及不同型式的无人机， 解决了在任何时间于低空域中飞翔及降落的无人机有序运行的管理 问题。

下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1为实施例1无人机天空树的结构示意图。

图2为实施例1无人机天空树的航行路线示意图。

图3为实施例2无人机天空树的结构示意图。

图4为实施例2无人机天空树的航行路线示意图。

图5为实施例3无人机天空树的结构示意图。

图6为实施例3无人机天空树的航行路线示意图。

图7为实施例4无人机天空树的结构示意图。

图8为实施例4无人机天空树的航行路线示意图。

图9为实施例5深圳地区天空森林早上8:00的状况示意图。

图10为实施例5深圳地区天空森林下午14:00的状况示意图。

图11为实施例5深圳地区天空森林傍晚18:00的状况示意图。

图中，1-天空树，2-管制中心，3-通讯基站，4-特定频道天线， 11-树干，12-飞行平台，13-升降梯，14-停机房，15-指挥中心，16- 补给站。

具体实施方式

以下实施例为本发明优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与 本实施例相同或近似的，均在本发明保护范围之内。

通过下面给出的本发明具体实施例可以进一步清楚地了解本发 明，但它们不是对本发明的限定。具体实施例中没有详细叙述的部分 是采用现有技术、公知技术手段和行业标准获得的。

实施例1轻型货运无人机天空树

请结合参看附图1和2，在深圳市南山区某科技大楼顶楼上设立 一塔型天空树1，整体呈塔型，包括

树干11，高3米，从楼顶延伸至高空，树干11内部呈中空结构；

飞行平台12，设于树干11顶端，用于无人机的起飞和降落，可 以装置一架无人机；

升降梯13，设置于树干11内，用于在底部和飞行平台12之间 升降无人机，可以随时将任一架无人机移动到飞行平台；

停机房14，设于树干11上，形成多层树枝结构，可以停放数架 无人机；

指挥中心15，作为无线电中继站，采用无线电通讯调度派遣管 制无人机的飞行；以及

补给站16，用于给无人机充电或补给燃料，以提高无人机的续 航时间。

该天空树作为快递货运之用，搜集南山区轻型、急迫性高的货物， 直接飞往宝安区，每小时排班出发，航程约在20公里之内，飞行时 间在30分钟之内。

该天空树可以采用以下列方法通讯来控制轻型货运无人机路线 飞行：

1、带设移动电话号码时，飞行途中利用沿途的移动电话通讯基 站3以2G/3G/4G方法通讯，信号不易被干扰。可以参考专利 CN102637023A公开的基于3G、GPRS手机通讯的远程无人机集群控 制方法。在都市中，此类移动手机通讯方法为主要通信方法。

2、带设有GPS时，依地图上的两个经纬度的坐标点来做飞行。 可以参考专利CN102637023A公开的基于3G、GPRS手机通讯的远 程无人机集群控制方法，专利CN103532613A公开的基于北斗通讯的 无人机远程任务上传系统及方法。

3、还可以依据特定频道，例如2.4G/频道之1，两个点交汇范围 内飞行。

树干和树枝形成的塔型天空树本身是一个大型的无线电天线，可 作为无人机的通讯中继系统，为无人机的通讯提供了便利。另外，停 机房可以同时停放或储存多架无人机。

实施例2国境安全无人机天空树

请结合参看附图3和4，在云南与缅甸国境边界设立一柱型天空 树1，整体呈柱型，包括

树干11，高5米，从地面延伸至高空，树干11内部呈中空结构；

飞行平台12，设于树干11顶端，用于无人机的起飞和降落，可 以装置一架无人机；

升降梯13，设置于树干11内，用于在底部和飞行平台之间升降 无人机，可以随时将任一架无人机移动到飞行平台；

停机房14，用于停放数架无人机；

指挥中心15，作为无线电中继站，采用无线电通讯调度派遣管 制无人机的飞行；以及

补给站16，用于给无人机充电或补给燃料，以提高无人机的续 航时间。

该天空树作为国境安全侦查之用，每小时排班出发，航程约在 20公里之内，飞行时间在30分钟之内，携带高解析拍照录像，以防 止非法入境及走私。

该天空树可以采用以下列方法通讯来控制轻型货运无人机路线 飞行：

1、带设有GPS时，依地图上的两个经纬度的坐标点来做飞行。 可以参考专利CN102637023A公开的基于3G、GPRS手机通讯的远 程无人机集群控制方法，专利CN103532613A公开的基于北斗通讯的 无人机远程任务上传系统及方法。

2、还可以依据长波长之特定频道，两个点交汇范围内飞行，例 如450MHz/频道，因为此频道可以传输长距离依据特定频道。

3、带设移动电话号码时，飞行途中利用沿途的移动电话通讯基 站3以2G/3G/4G方法通讯，信号不易被干扰。因国境边界偏远，移 动通讯基站少，此为次要的通讯方法。

实施例3公权力无人机天空树

请结合参看附图5和6，在北京首都中心地区设立一塔型天空树 1，整体呈塔型，包括

树干11，高5米，从地面延伸至高空，树干11内部呈中空结构；

飞行平台12，设于树干11顶端，用于无人机的起飞和降落，可 以装置一架无人机；

升降梯13，设置于树干11内，用于在底部和飞行平台之间升降 无人机，可以随时将任一架无人机移动到飞行平台；

停机房14，用于停放数架无人机；

指挥中心15，作为无线电中继站，采用无线电通讯调度派遣管 制无人机的飞行；

补给站16，用于给无人机充电或补给燃料，以提高无人机的续 航时间；以及

特定频道天线4，设置于飞行平台12上，用于接收和反馈特定 频道的无线电信号。

该公权力天空树之作用为派遣超大无线电功率之无人机，压制及 错乱其它非法的无人机遥控系统，防止其进入首都中心进行非法侦 察。

该公权力天空树依据特定频道通讯来控制无人机路线飞行：例如 某特许频道，防止一切任何的干扰。

实施例4船载无人机天空树

请结合参看附图7和8，在广东省海疆南海地区设立船载柱型天 空树，航行到定点之后依据侦查要求升降高度搭建船载无人机天空树 1，整体呈柱型，包括

树干11，高5米，从船舶延伸至高空，树干内部呈中空结构；

飞行平台12，设于树干11顶端，用于无人机的起飞和降落，可 以装置一架无人机；

升降梯13，设置于树干11内，用于在底部和飞行平台之间升降 无人机，可以随时将任一架无人机移动到飞行平台；

停机房14，用于停放数架无人机；

指挥中心15，作为无线电中继站，采用无线电通讯调度派遣管 制无人机的飞行；以及

补给站16，用于给无人机充电或补给燃料，以提高无人机的续 航时间。

其中，树干11为可伸缩的多层管状结构，可缩小、伸长树干12 的长度以改变无人机天空树的体积，从而便于无人机天空树放置于车 辆、船舶内。

该天空树作为远距离低空海疆侦察及海洋科学研究之用。无人机 携带高解析拍照、录像。

该天空树依据特定频道通讯来控制无人机路线飞行：例如某特许 频道，防止一切任何的干扰。

实施例5深圳地区无人机天空森林

在2025年，深圳地区已经设立了150棵天空树1并形成一个天 空森林，这个天空森林由一个管制中心2来管理五个种类的天空树。 这五个种类的天空树分别是：1、轻型货运，2、安全监控，3、救灾， 4、新闻，5、公权力，并漆以不同的颜色：1、绿色，2、白色，3、 黄色，4、蓝色，5红色；同时深圳地区的无人飞机都是以SH作为编 号的前缀。

2025年3月10日早上8:00深圳天空上开始忙碌，请结合参看附 图9，绿色的无人机从南山区、福田区及龙华新区开始飞向宝安区进 行货物运送，同时蓝色的无人机也开始飞翔在高速公陆的上空察看及 报导着路况。

下午14:00，深圳福田区某民宅发生火灾，请结合参看附图10， 南山区及福田区的黄色救灾无人机开始出勤到现场勘察，蓝色的无人 机也开始飞到福田区做新闻报导。

傍晚18:00的深圳地区天空森林状况，请结合参看附图11，宝安 区的绿色无人机开始返回南山区、福田区及龙华新区快递货物，天空 森林的管制中心派遣出出公权力无人机做例行飞行，深圳市各区的白 色监控无人机也开始巡航各区的保安状况。

为了解决深圳地区无人机的管理问题，使之有秩序的运行，深圳 地区无人机天空森林的管制中心设有公共无线电频道，用于不同无人 机在飞行航路接近时的识别和沟通；管制中心还设立航路优先权，当 分属不同地理区域无人机天空树的无人机互相接近时，优先权较高者 前进，优先权低者悬停等待。

管制中心还可以采用无线电频道分层管制，即：管制中心的管制 信号传输给各无人机天空树，每棵无人机天空树发出管制信号给其隶 属的无人机。

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限 定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化， 仍属本发明所涵盖的范围。