用于保障无人机采集数据真实性的系统的制作方法

1.本技术属于无人机技术领域，具体涉及一种用于保障无人机采集数据真实性的系统。


背景技术：

2.随着无人机技术的不断发展和进步，利用无人机进行相关数据采集(也称之为无人机采集技术)在很多领域得到了广泛应用，例如农业领域、测绘领域、环保领域、消防领域、航拍领域等。
3.而随着各种传感器技术和数据处理技术的不断发展，无人机采集技术也不断地推陈出新，为各个领域的应用提供更加丰富和多样的数据采集服务，涌现出了很多无人机采集技术创新，有基于gps技术的定点拍摄、基于高清相机的视觉采集、基于多光谱传感器的光学采集、基于激光雷达的测绘采集、基于红外传感器的热成像采集等。
4.但现有目前的无人机采集技术也存在着一些缺点，例如存在：
5.1)数据篡改风险：由于无人机采集的数据在传输过程中容易被黑客攻击和篡改，因此可能存在数据被篡改的风险，导致采集到的数据不真实或者失去价值。
6.2)数据质量问题：无人机采集的数据可能受到天气、环境、传感器精度等多种因素的影响，因此数据质量可能会存在差异，现有技术中仅对目标采集数据进行存储，导致采集的数据不准确或者不完整。
7.3)数据管理问题：无人机采集的数据量庞大，管理和存储也是一个需要考虑的重要问题。如果没有有效的数据管理和存储策略，就会影响数据的使用和分析效率。
8.4)依赖于无人机系统：一些无人机采集技术实现中，采集数据是保存在无人机本地的，显然采集的数据依赖于无人机系统本身的稳定性和可靠性。如果无人机系统出现故障或者无法正常运行，就会影响数据的采集和应用效果。
9.上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。


技术实现要素：

10.为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本技术提供一种用于保障无人机采集数据真实性的系统，针对现有无人机采集实现中存在的数据真实性问题，来有效降低采集数据被篡改的风险。
11.为实现以上目的，本技术采用如下技术方案：
12.本技术提供一种用于保障无人机采集数据真实性的系统，该系统包括第一区块链节点，以及设置在无人机上的采集设备；
13.其中，所述采集设备，用于在无人机进行采集数据时，将采集到的原始数据进行预设处理，并将处理后的第一数据实时发送至所述第一区块链节点；
14.所述第一区块链节点，用于接收所述第一数据，并将所述第一数据进行上链存储。
15.可选地，所述原始数据包括业务场景图像数据，以及与所述业务场景图像数据相对应的业务场景环境数据；
16.还包括验证节点和第二区块链节点；
17.所述验证节点，用于对存储在所述第一区块链节点中的数据进行验证处理，并将验证通过的第二数据传输至所述第二区块链节点；
18.所述第二区块链节点，用于接受所述第二数据，并对所述第二数据进行上链存储。
19.可选地，所述预设处理包括，
20.对所述原始数据进行加密处理，以及对加密处理后的数据所进行的区块链数据转换处理。
21.可选地，所述区块链数据转换处理基于预先设计的智能合约进行；
22.所述智能合约中的数据类型为业务场景图像数据及业务场景环境数据组成的结构体。
23.可选地，所述加密处理采用非对称加密处理方式。
24.可选地，所述预设处理还包括对转换处理后的区块链数据块所进行的压缩处理。
25.可选地，所述验证处理的过程包括：
26.基于预设规则，根据业务场景环境数据对相应的业务场景图像数据进行真实性和完整性验证。
27.可选地，所述业务场景环境数据包含有：进行数据采集的无人机标识信息、数据采集时的无人机及机载设备的工作状态信息、数据采集时的无人机空间位置信息、数据采集时的时间信息、数据采集的业务场景信息、以及进行数据采集的无人机的操控人员的标识信息；
28.所述预设规则包括：
29.无人机设备编号、型号、外观是否与无人机自拍图像一致，每一项一致为符合一项验证条件；
30.无人机记录的因何事项拍摄与其他系统中同一时间点记录一致，因何事项拍摄记录一致为符合一项验证条件；
31.操控人员是否与其他系统中同一时间点一致，操控人员记录一致为符合一项验证条件；
32.拍摄时间点无人机的经纬度是否在正常工作区域内，在工作区域内为符合一项验证条件；
33.拍摄时间点无人机高度是否在最大飞行高度和最低飞行高度之间，在飞行高度区间内为符合一项验证条件；
34.同一时间其他后台业务系统中无人机经纬度、高度、速度、电量以及无人机相机的朝向、拍摄角度、焦距、光圈、对焦点、电池电量是否和当前数据中数据一致，每一项数据记录一致为一项符合验证条件；
35.基于拍摄时间前后各个图像之间的无人机速度与地点距离变化、以及相邻拍摄时间点之间的无人机速度与地点距离变化进行相互验证，无人机距离变化除以时间差等于当时速度为一项符合验证条件；
36.拍摄时间前后各个图像之间的电池电量变化、以及拍摄时间点之间的电池电量变
化进行相互验证，电池电量按时间减少为符合一项验证条件；
37.拍摄时间前后各个图像之间中的参照物是否一致，一致为符合一项验证条件。
38.本技术采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：
39.本技术中用于保障无人机采集数据真实性的系统，包括第一区块链节点，以及设置在无人机上的采集设备；采集设备用于在无人机进行采集数据时，将采集到的原始数据进行预设处理，并将处理后的第一数据实时发送至第一区块链节点；第一区块链节点用于接收第一数据，并将第一数据进行上链存储。本技术的技术方案，通过具体的系统配置，将无人机采集的数据实时进行区块链上链存储，减少中间环节，结合区块链技术的不可篡改特性，来有效降低无人机采集数据被篡改的风险。
40.本发明的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。
附图说明
41.附图用来提供对本技术的技术方案或现有技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分。其中，表达本技术实施例的附图与本技术的实施例一起用于解释本技术的技术方案，但并不构成对本技术技术方案的限制。
42.图1为本技术一个实施例提供的用于保障无人机采集数据真实性的系统的系统构成示意图；
43.图2为本技术一个实施例提供的用于保障无人机采集数据真实性的系统的工作过程的说明示意图。
具体实施方式
44.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本技术所保护的范围。
45.如背景技术中所述，目前的无人机采集技术存在着一些缺点，例如存在：
46.1)数据篡改风险：由于无人机采集的数据在传输过程中容易被黑客攻击和篡改，因此可能存在数据被篡改的风险，导致采集到的数据不真实或者失去价值。
47.2)数据质量问题：无人机采集的数据可能受到天气、环境、传感器精度等多种因素的影响，因此数据质量可能会存在差异，现有技术中仅对目标采集数据进行存储，导致采集的数据不准确或者不完整。
48.3)数据管理问题：无人机采集的数据量庞大，管理和存储也是一个需要考虑的重要问题。如果没有有效的数据管理和存储策略，就会影响数据的使用和分析效率。
49.4)依赖于无人机系统：一些无人机采集技术实现中，采集数据是保存在无人机本地的，显然采集的数据依赖于无人机系统本身的稳定性和可靠性。如果无人机系统出现故障或者无法正常运行，就会影响数据的采集和应用效果。
50.针对于此，本技术提供一种用于保障无人机采集数据真实性的系统，来有效降低
采集数据被篡改的风险。
51.图1所示，在为本技术一个实施例提供的用于保障无人机采集数据真实性的系统的系统构成示意图；该实施例中，用于保障无人机采集数据真实性的系统，包括：
52.第一区块链节点100，以及设置在无人机上的采集设备200；
53.其中，采集设备200，用于在无人机进行采集数据时，将采集到的原始数据进行预设处理，并将处理后的第一数据实时发送至第一区块链节点100；
54.第一区块链节点100，用于接收第一数据，并将第一数据进行上链存储。
55.本领域技术人员容易理解的是，区块链上链存储具有不可篡改的特性，基于区块链技术的该特性，在无人机采集实现上进行具体应用，可降低数据被篡改的风险；且在具体的系统配置中，是在无人机端的采集设备就对原始数据进行处理，并直接实时传输到第一区块链节点进行上链存储，相比现有技术，减少了中间环节，进一步有效降低了数据被篡改的风险。
56.为便于理解本技术的技术方案，下面以另一实施例对本技术的技术方案进行介绍说明。
57.如图1所示，该实施例中，用于保障无人机采集数据真实性的系统，包括：
58.第一区块链节点100，以及设置在无人机上的采集设备200；
59.其中，采集设备200，用于在无人机进行采集数据时，将采集到的原始数据进行预设处理，并将处理后的第一数据实时发送至第一区块链节点100；
60.该实施例中，原始数据包括业务场景图像数据，以及与业务场景图像数据相对应的业务场景环境数据，举例而言，采集设备配置有用于采集括业务场景图像数据的摄像装置，以及用于采集或获取业务场景环境数据的其他辅助传感器装置或程序指令；
61.具体的，业务场景环境数据包含有：进行数据采集的无人机标识信息、数据采集时的无人机及机载设备的工作状态信息(如基于程序指令获取)、数据采集时的无人机空间位置信息(如基于定位传感器获取)、数据采集时的时间信息(如基于授时程序指令获取)、数据采集的业务场景信息(如基于程序指令及气压计、温度计等传感器获取)、以及进行数据采集的无人机的操控人员的标识信息(如基于程序指令获取)。
62.该实施例中，为了进一步保证数据的不被篡改，将采集到的原始数据进行预设处理过程中，预设处理包括，
63.对原始数据进行加密处理，以及对加密处理后的数据所进行的区块链数据转换处理。
64.举例而言，这里的加密处理可采用非对称加密处理方式，采用非对称加密算法可确保其在数据传输和存储的过程中不被非法获取或篡改，保证数据的机密性和完整性，其加密过程可用如下表达式(1)表示：
65.加密数据＝encrypt(原始数据,公钥)(1)
66.具体的，上述预处理过程中，区块链数据转换处理基于预先设计的智能合约进行；
67.智能合约中的数据类型为业务场景图像数据及业务场景环境数据组成的结构体，举例而言，区块链数据块(数据类型为该结构体类型)中业务场景图像数据为一幅图片数据，则该数据块中还对应有该图片所对应的业务场景环境数据。
68.进而显然，该实施例中，经过采集设备200上述预设处理后，得到是具有具体单位
结构的区块链形式的数据块数据，而考虑数据压缩后的再进行数据传输，数据传输量会减少，可以有效提升数据传输速率；
69.因此，作为一种具体的实施方式，预设处理还包括对转换处理后的区块链数据块所进行的压缩处理，进而对压缩处理后的数据进行实时传输，这里采用的数据传输技术可灵活选用，如采用4g、5g通信传输技术等，实际的数据传输速率可概括为以下表达式(2)：
70.压缩后的数据传输速率＝s/t(2)
71.表达式(2)中，s表示原始数据加密及压缩后的大小，t表示压缩后的数据的传输时间。
72.如图1所示，该实施例中，第一区块链节点100，用于接收第一数据，并将第一数据进行上链存储；
73.进一步，为保证数据的真实性和完整性，提高采集数据的可用性，如图1所示，该实施例中，系统还包括，
74.验证节点300和第二区块链节点400；
75.验证节点300，用于对存储在第一区块链节点100中的数据进行验证处理，并将验证通过的第二数据传输至第二区块链节点400；
76.第二区块链节点400，用于接受第二数据，并对第二数据进行上链存储。
77.具体的，验证处理的过程包括：
78.基于预设规则，根据业务场景环境数据对相应的业务场景图像数据进行真实性和完整性验证，这种基于业务场景环境数据对相应的业务场景图像数据进行验证的方式，在本技术中称之为“五定技术”，即定时、定点、定人、定事和定景。
79.举例而言，基于业务场景环境数据所含有的信息，这里的用于验证的预设规则包括：
80.无人机设备编号、型号、外观是否与无人机自拍图像一致，每一项一致为符合一项验证条件；
81.无人机记录的因何事项拍摄与其他系统中同一时间点记录一致，因何事项拍摄记录一致为符合一项验证条件；
82.操控人员是否与其他系统中同一时间点一致，操控人员记录一致为符合一项验证条件；
83.拍摄时间点无人机的经纬度是否在正常工作区域内，在工作区域内为符合一项验证条件；
84.拍摄时间点无人机高度是否在最大飞行高度和最低飞行高度之间，在飞行高度区间内为符合一项验证条件；
85.同一时间其他后台业务系统中无人机经纬度、高度、速度、电量以及无人机相机的朝向、拍摄角度、焦距、光圈、对焦点、电池电量是否和当前数据中数据一致，每一项数据记录一致为一项符合验证条件；
86.基于拍摄时间前后各个图像之间的无人机速度与地点距离变化、以及相邻拍摄时间点之间的无人机速度与地点距离变化进行相互验证，无人机距离变化除以时间差等于当时速度为一项符合验证条件；
87.拍摄时间前后各个图像之间的电池电量变化、以及拍摄时间点之间的电池电量变
化进行相互验证，电池电量按时间减少为符合一项验证条件；
88.拍摄时间前后各个图像之间中的参照物是否一致，一致为符合一项验证条件。
89.实际实现中，验证处理过程中的最终通过与否可基于验证率来具体配置，验证率大于给定阈值即为通过验证，验证率的可基于以下表达式(3)计算确定：
90.验证率＝v/t(3)
91.表达式(3)中，v表示已验证通过的验证条件项数，t表示验证条件项数总项。
92.为便于理解本技术的技术方案，下面再对本技术中区块链节点的上链存储过程进行一下简要说明：
93.区块链是一种去中心化的分布式存储技术，每个区块链块都包含前一个块的哈希值，任何对前一个块的修改都将导致后续块的哈希值不匹配，从而破坏整个区块链的完整性，因此可确保数据存储的安全性和可靠性，上链存储可概括为以下表达式(4)：
94.h(n) ＝ hash(data(n) + h(n-1))
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
95.表达式(4)中，h(n)表示第n个区块的哈希值，data(n)表示第n个区块中的数据，h(n-1)表示前一个区块的哈希值，这样可以确保任何对前一个区块的修改都将导致后续块的哈希值不匹配，从而保护区块链的完整性和安全性。
96.此外还需说明的是，为便于采集数据的利用，本技术技术方案中，第一区块链节点和第二区块链节点均配置有查询接口，以方便用户对区块链中的存储数据进行查询和获取，从而得到可信的业务场景数据信息。
97.图2所示为用于保障无人机采集数据真实性的系统的工作过程的说明示意图，其从另一角度对本技术的技术方案进行了说明。
98.如图2所示，本技术的系统工作过程包括6个阶段：
99.①
、采集数据阶段：
100.在这一阶段，无人机通过采样设备进行业务场景图片采集，并采集五定传感器的数据信息。采样设备可通过自带的摄像头进行拍照，同时也可以通过额外的传感器(如gps、气压计、温度计等)采集业务场景相关的环境数据，这些数据可以用于后续的数据验证。
101.②
加密处理阶段：
102.在这一阶段，采样设备会对采集的业务场景图片进行非对称加密处理，以保障数据的安全性。采用非对称加密算法对采集的图片进行处理，可确保其在数据传输和存储的过程中不被非法获取或篡改，保证数据的机密性和完整性。
103.③
数据传输阶段：
104.在这一阶段，将加密后的图像和五定传感器的数据信息转换为区块链形式的数据块，使用预先设计好的智能合约来将数据信息存储在区块链节点中，其中，智能合约的数据类型为图像和五定传感器数据组成的结构体。数据传输可通过无线通信技术(如4g、5g等)进行，以确保数据传输的稳定性和可靠性。
105.考虑数据压缩后的数据传输，数据传输量会减少，可以通过压缩处理有效提升数据传输速率。
106.④
验证处理阶段：
107.在这一阶段，验证节点对存储在区块链节点中的数据进行验证和处理，以确保其真实性和完整性。验证处理过程中，还采用对五定传感器采集的环境数据进行比对，以验证
数据的来源和真实性。
108.⑤
存储数据阶段：
109.在这一阶段，经过验证的数据将被存储到区块链中，以保障数据的不可篡改性和安全性。区块链是一种去中心化的分布式存储技术，每个区块链块都包含前一个块的哈希值，任何对前一个块的修改都将导致后续块的哈希值不匹配，从而破坏整个区块链的完整性，因此可确保数据存储的安全性和可靠性。
110.⑥
查询获取阶段：
111.在这一阶段，用户可以通过区块链中的存储数据进行查询和获取，以获取可信的业务场景图片信息。如，用户可通过专门的查询接口对存储在区块链中的数据进行查询和获取，以获得对应的业务场景图片信息。
112.本技术的技术方案，可以保障无人机采集数据(如采样的图片)的真实性和可信性，防止因数据篡改或造假导致的误判，相较于一般的无人机采集技术，本技术的系统具有以下几个方面的优势：
113.1、数据真实性可追溯性：通过采集五定传感器的数据信息，将业务场景的环境信息和图片信息相结合，可以对数据进行可信的验证和追溯，保障数据的真实性和完整性。
114.2、数据安全性更高：通过加密处理和区块链存储技术，可以保障数据的机密性和不可篡改性，保证数据在传输和存储过程中不被非法获取或篡改，提高数据安全性。
115.3、数据可信度更高：通过区块链技术实现去中心化的存储和管理，可确保数据的可信度，避免了单点故障和数据丢失等风险。
116.4、数据处理效率更高：通过使用专门的验证节点进行数据验证和处理，可加快数据处理效率，提高数据处理的精度和准确性。
117.5、系统可扩展性更高：该系统和方法采用模块化的设计方式，各个模块之间具有良好的接口，可根据实际需求进行灵活的扩展和升级，提高了系统的可扩展性和可维护性。
118.本技术的技术方案涉及了如下的技术关键点：
119.a、应用了无人机专业采集设备：专业采集设备指的是用于无人机采样图片数据的设备，通常包括传感器、数据采集设备和通信设备等组成部分；
120.采集设备可以通过预设的计划或遥控设备进行操作，从而实现对无人机的控制和采样。采集设备还可以通过传感器采集场景的五定技术涉及的关键参数，并将数据以区块链的形式发送至区块链节点。
121.b、五定技术的应用：五定技术的核心作用在于其能够记录场景的关键参数，并通过数据采集设备将数据以区块链的形式发送至区块链节点，从而保障数据的真实性和完整性，能够最大程度复原业务场景的相关信息；
122.五定技术指的是用于记录业务场景关键参数的一项技术，如能够记录拍摄时的经度、纬度、高度等定位信息，记录拍摄的具体时间，以确保数据的时效性和准确性，可以记录拍摄时相机的朝向、角度等方位信息，以便后续的分析和处理，也可以记录相机拍摄时的高度信息，以确保数据的空间分辨率和精度，还可以记录相机拍摄时的速度信息，以确保数据的动态变化情况和运动轨迹。
123.c、区块链技术的使用：
124.通过分布式账本、加密算法和共识机制等技术手段，保证数据的不可篡改性和安
全性，保障数据的真实性和可信度。
125.d、加密技术的使用：通过对采集数据进行加密处理，保护采集数据的机密性和隐私性，防止采集数据被恶意攻击者窃取或篡改。
126.e、数据传输的保障技术应用
127.通过网络、通信协议和数据压缩等技术手段，实现数据在无人机和验证节点之间的高效传输，保证数据的完整性和可靠性。
128.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种用于保障无人机采集数据真实性的系统，其特征在于，包括第一区块链节点，以及设置在无人机上的采集设备；其中，所述采集设备，用于在无人机进行采集数据时，将采集到的原始数据进行预设处理，并将处理后的第一数据实时发送至所述第一区块链节点；所述第一区块链节点，用于接收所述第一数据，并将所述第一数据进行上链存储。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述原始数据包括业务场景图像数据，以及与所述业务场景图像数据相对应的业务场景环境数据；还包括验证节点和第二区块链节点；所述验证节点，用于对存储在所述第一区块链节点中的数据进行验证处理，并将验证通过的第二数据传输至所述第二区块链节点；所述第二区块链节点，用于接受所述第二数据，并对所述第二数据进行上链存储。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述预设处理包括，对所述原始数据进行加密处理，以及对加密处理后的数据所进行的区块链数据转换处理。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述区块链数据转换处理基于预先设计的智能合约进行；所述智能合约中的数据类型为业务场景图像数据及业务场景环境数据组成的结构体。5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述加密处理采用非对称加密处理方式。6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述预设处理还包括对转换处理后的区块链数据块所进行的压缩处理。7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述验证处理的过程包括：基于预设规则，根据业务场景环境数据对相应的业务场景图像数据进行真实性和完整性验证。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述业务场景环境数据包含有：进行数据采集的无人机标识信息、数据采集时的无人机及机载设备的工作状态信息、数据采集时的无人机空间位置信息、数据采集时的时间信息、数据采集的业务场景信息、以及进行数据采集的无人机的操控人员的标识信息；所述预设规则包括：无人机设备编号、型号、外观是否与无人机自拍图像一致，每一项一致为符合一项验证条件；无人机记录的因何事项拍摄与其他系统中同一时间点记录一致，因何事项拍摄记录一致为符合一项验证条件；操控人员是否与其他系统中同一时间点一致，操控人员记录一致为符合一项验证条件；拍摄时间点无人机的经纬度是否在正常工作区域内，在工作区域内为符合一项验证条件；拍摄时间点无人机高度是否在最大飞行高度和最低飞行高度之间，在飞行高度区间内为符合一项验证条件；同一时间其他后台业务系统中无人机经纬度、高度、速度、电量以及无人机相机的朝
向、拍摄角度、焦距、光圈、对焦点、电池电量是否和当前数据中数据一致，每一项数据记录一致为一项符合验证条件；基于拍摄时间前后各个图像之间的无人机速度与地点距离变化、以及相邻拍摄时间点之间的无人机速度与地点距离变化进行相互验证，无人机距离变化除以时间差等于当时速度为一项符合验证条件；拍摄时间前后各个图像之间的电池电量变化、以及拍摄时间点之间的电池电量变化进行相互验证，电池电量按时间减少为符合一项验证条件；拍摄时间前后各个图像之间中的参照物是否一致，一致为符合一项验证条件。

技术总结
本申请涉及用于保障无人机采集数据真实性的系统，属于无人机技术领域，本申请的系统包括第一区块链节点，以及设置在无人机上的采集设备；其中，采集设备，用于在无人机进行采集数据时，将采集到的原始数据进行预设处理，并将处理后的第一数据发送至第一区块链节点；第一区块链节点，用于接收第一数据，并将第一数据进行上链存储。本申请的技术方案，通过具体的系统配置，将无人机采集的数据实时进行区块链上链存储，减少中间环节，并基于区块链的不可篡改性，来有效降低无人机采集数据被篡改的风险。风险。风险。


技术研发人员：梁强 程洪彬 杨爽 栾润峰
受保护的技术使用者：北京金和网络股份有限公司
技术研发日：2023.05.15
技术公布日：2023/9/14