本發(fā)明涉及反無人機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種基于雷達(dá)搜索的無人機(jī)捕獲方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著無人機(jī)開發(fā)與制造成本的降低，無人機(jī)行業(yè)發(fā)展迅猛，民用無人機(jī)已逐步應(yīng)用到娛樂、物流、新聞、搜救、能源、遙感測繪等領(lǐng)域，貼近普通民眾的生活。截止2015年國內(nèi)從事無人機(jī)研發(fā)和生產(chǎn)銷售的企業(yè)超過了400家，對于消費(fèi)級無人機(jī)的操作人員需求總量超過了10萬，我國擁有相關(guān)機(jī)構(gòu)頒發(fā)的具有無人機(jī)合格證的操作人員僅為2142個，每年差不多都有2萬架無人機(jī)處于黑飛狀態(tài)。由于相關(guān)的法律法規(guī)還不完善，監(jiān)控手段及反制手段的缺失，致使無人機(jī)黑飛已經(jīng)成為了棘手的國際化的社會問題，由無人機(jī)黑飛所牽扯出的各類事件總是引發(fā)社會的廣泛熱議；而無人機(jī)的無序甚至違法使用給社會和個人都帶來了重大的安全隱患、隱私侵犯和潛在威脅，也給社會安保帶來了巨大的新挑戰(zhàn)。

目前在全球已發(fā)生多起無人機(jī)非法進(jìn)入敏感空域事件，如美國白宮、日本首相府、民航及軍用機(jī)場、福州監(jiān)獄、春晚錄制現(xiàn)場等敏感空域。曾經(jīng)一段"無人機(jī)500米高空偶遇戰(zhàn)斗機(jī)"的視頻在網(wǎng)絡(luò)熱傳。視頻中，一架遙控操作的多旋翼無人機(jī)在某城市上空懸停拍攝，幾乎與一架正在著陸的戰(zhàn)斗機(jī)相撞，兩者高度最近時距離僅數(shù)百米。國防部新聞發(fā)言人吳謙回應(yīng)此事時說，"無人機(jī)的違法違規(guī)飛行會對國家公共安全、飛行安全甚至空防安全構(gòu)成威脅，無人機(jī)不能無人管。

除此之外， 2016年5月28日，成都雙流機(jī)場無人機(jī)逼停55架航班；2016年6月11日，迪拜機(jī)場因無人機(jī)入侵關(guān)閉2小時；2015年7月23日，臺北101大廈北不明無人機(jī)撞擊；2013年5月，北京防空區(qū)無人機(jī)入侵空軍戰(zhàn)機(jī)被攔截。這些類似事件時有發(fā)生。據(jù)中國民航局2015年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，全年有記錄的“黑飛”24000架次，這些民用無人機(jī)改造潛力巨大，很容易攜帶爆炸物、有害化學(xué)物品等，很容易成為恐怖襲擊、違法監(jiān)視監(jiān)聽的工具，為公共安全帶來極大隱患。然而，反無人機(jī)系統(tǒng)作為一個新的技術(shù)產(chǎn)業(yè)，目前市場上幾乎沒有針對民用的反無人機(jī)產(chǎn)品。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種能夠準(zhǔn)確對無人機(jī)進(jìn)行定位并捕獲的基于雷達(dá)搜索的無人機(jī)捕獲方法及系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種基于雷達(dá)搜索的無人機(jī)捕獲方法，包括以下步驟：

設(shè)置無人機(jī)信號搜索半徑，接收所述搜索半徑內(nèi)的無人機(jī)信號；

根據(jù)所述無人機(jī)信號對所述無人機(jī)進(jìn)行定位；

采集多組無人機(jī)定位信息，并根據(jù)所述定位信息預(yù)測所述無人機(jī)航跡曲線；

將捕獲裝置設(shè)置在所述航跡曲線路線上，對靠近所述捕獲裝置的無人機(jī)進(jìn)行捕獲。

進(jìn)一步地，所述設(shè)置無人機(jī)信號搜索半徑，接收所述搜索半徑內(nèi)的無人機(jī)信號還包括，根據(jù)所述搜索半徑的大小，設(shè)置至少四個信號接收裝置的位置，所述信號接收裝置用于接收無人機(jī)發(fā)出的信號。

進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述無人機(jī)信號對所述無人機(jī)進(jìn)行定位還包括，

根據(jù)每個所述信號接收裝置得到對應(yīng)的目標(biāo)方位角參數(shù)與目標(biāo)距離參數(shù)；

根據(jù)所述參數(shù)得到無人機(jī)定位信息。

進(jìn)一步地，根據(jù)所述定位信息預(yù)測所述無人機(jī)航跡還包括，利用航跡關(guān)聯(lián)算法對所述定位信息進(jìn)行修正，并得到預(yù)測的航跡曲線。

進(jìn)一步地，對靠近所述捕獲裝置的無人機(jī)進(jìn)行捕獲包括，將攜帶有攔網(wǎng)裝置的所述捕獲裝置預(yù)先設(shè)置在預(yù)測的航跡曲線上的某一預(yù)定點(diǎn)附近，在之后的對應(yīng)時刻，當(dāng)所述捕獲裝置檢測到無人機(jī)航行到該預(yù)定點(diǎn)附近時，開啟攔網(wǎng)裝置，將所述無人機(jī)捕獲在網(wǎng)中。

本發(fā)明同時提供一種基于雷達(dá)搜索的無人機(jī)捕獲系統(tǒng)，包括依次連接的信號接收單元、定位單元、航跡預(yù)測單元、控制單元、捕獲裝置；所述信號接收單元用于接收無人機(jī)發(fā)送的信號，并將所述信號發(fā)送到定位單元；所述定位單元用于根據(jù)所述信號對無人機(jī)進(jìn)行定位，并將定位信息發(fā)送到所述航跡預(yù)測單元，所述航跡預(yù)測單元用于對所述定位信息進(jìn)行處理，預(yù)測無人機(jī)的航跡曲線；并將所述航跡曲線發(fā)送到所述控制單元，所述控制單元用于控制所述捕獲裝置設(shè)置在所述航跡曲線路線上，對靠近所述捕獲裝置的無人機(jī)進(jìn)行捕獲。

進(jìn)一步地，所述信號接收單元包括至少四個信號接收器，所述信號接收器均設(shè)置在待監(jiān)測的區(qū)域中，用于接收待監(jiān)測區(qū)域中無人機(jī)發(fā)出的信號。

進(jìn)一步地，根據(jù)所述信號對無人機(jī)進(jìn)行定位還包括，

根據(jù)每個所述信號接收器得到對應(yīng)的目標(biāo)方位角參數(shù)與目標(biāo)距離參數(shù)；

根據(jù)所述參數(shù)得到無人機(jī)定位信息。

進(jìn)一步地，對所述定位信息進(jìn)行處理，預(yù)測無人機(jī)的航跡曲線還包括，利用航跡關(guān)聯(lián)算法對所述定位信息進(jìn)行修正，并得到預(yù)測的航跡曲線。

進(jìn)一步地，對靠近所述捕獲裝置的無人機(jī)進(jìn)行捕獲包括，將攜帶有攔網(wǎng)裝置的所述捕獲裝置預(yù)先設(shè)置在預(yù)測的航跡曲線上的某一預(yù)定點(diǎn)附近，在之后的對應(yīng)時刻，當(dāng)所述捕獲裝置檢測到無人機(jī)航行到該預(yù)定點(diǎn)附近時，開啟攔網(wǎng)裝置，將所述無人機(jī)捕獲在網(wǎng)中。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果

本發(fā)明的基于雷達(dá)搜索的無人機(jī)捕獲方法通過設(shè)置信號接收裝置接收監(jiān)測范圍內(nèi)的無人機(jī)發(fā)出的信號，從而進(jìn)一步的對無人機(jī)進(jìn)行定位以及軌跡預(yù)測，最終在無人機(jī)航行路線上設(shè)置捕獲裝置，等待無人機(jī)航行到捕獲裝置捕獲范圍時，對無人機(jī)進(jìn)行捕獲，實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)的攔截。

附圖說明

圖1所示為本發(fā)明的基于雷達(dá)搜索的無人機(jī)捕獲方法流程圖。

圖2所示為本發(fā)明的基于雷達(dá)搜索的無人機(jī)捕獲系統(tǒng)模塊框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本發(fā)明內(nèi)容所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1：

圖1所示為本發(fā)明的基于雷達(dá)搜索的無人機(jī)捕獲方法流程圖，包括以下步驟：

S1、設(shè)置無人機(jī)信號搜索半徑，接收所述搜索半徑內(nèi)的無人機(jī)信號；

S2、根據(jù)所述無人機(jī)信號對所述無人機(jī)進(jìn)行定位；

S3、采集多組無人機(jī)定位信息，并根據(jù)所述定位信息預(yù)測所述無人機(jī)航跡曲線；

S4、將捕獲裝置設(shè)置在所述航跡曲線路線上，對靠近所述捕獲裝置的無人機(jī)進(jìn)行捕獲。

本發(fā)明的基于雷達(dá)搜索的無人機(jī)捕獲方法通過設(shè)置信號接收裝置接收監(jiān)測范圍內(nèi)的無人機(jī)發(fā)出的信號，從而進(jìn)一步的對無人機(jī)進(jìn)行定位以及軌跡預(yù)測，最終在無人機(jī)航行路線上設(shè)置捕獲裝置，等待無人機(jī)航行到捕獲裝置捕獲范圍時，對無人機(jī)進(jìn)行捕獲，實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)的攔截。

在一個具體實(shí)施方式中，所述設(shè)置無人機(jī)信號搜索半徑，接收所述搜索半徑內(nèi)的無人機(jī)信號還包括，根據(jù)所述搜索半徑的大小，設(shè)置至少四個信號接收裝置的位置，所述信號接收裝置用于接收無人機(jī)發(fā)出的信號。

采用四個信號接收裝置能夠準(zhǔn)確快速的對無人機(jī)進(jìn)行定位，為后續(xù)的軌跡預(yù)測以及捕獲應(yīng)得更多的時間。

在一個具體實(shí)施方式中，所述根據(jù)所述無人機(jī)信號對所述無人機(jī)進(jìn)行定位還包括，

根據(jù)每個所述信號接收裝置得到對應(yīng)的目標(biāo)方位角參數(shù)與目標(biāo)距離參數(shù)；

根據(jù)所述參數(shù)得到無人機(jī)定位信息。

在一個具體實(shí)施方式中，根據(jù)所述定位信息預(yù)測所述無人機(jī)航跡還包括，利用航跡關(guān)聯(lián)算法對所述定位信息進(jìn)行修正，并得到預(yù)測的航跡曲線。

在一個具體實(shí)施方式中，對靠近所述捕獲裝置的無人機(jī)進(jìn)行捕獲包括，將攜帶有攔網(wǎng)裝置的所述捕獲裝置預(yù)先設(shè)置在預(yù)測的航跡曲線上的某一預(yù)定點(diǎn)附近，在之后的對應(yīng)時刻，當(dāng)所述捕獲裝置檢測到無人機(jī)航行到該預(yù)定點(diǎn)附近時，開啟攔網(wǎng)裝置，將所述無人機(jī)捕獲在網(wǎng)中。

由于預(yù)先對無人機(jī)的航跡進(jìn)行了預(yù)測，因此只需要使捕獲裝置設(shè)置在預(yù)測曲線的上的某一處位置，在無人機(jī)后續(xù)的行進(jìn)中，必然要經(jīng)過該位置，而當(dāng)在未來的某一刻無人機(jī)經(jīng)過時，則通過攔網(wǎng)裝置將無人機(jī)進(jìn)行攔截并捕捉。

本發(fā)明同時提供一種基于雷達(dá)搜索的無人機(jī)捕獲系統(tǒng)，參看圖2，包括依次連接的信號接收單元1、定位單元2、航跡預(yù)測單元3、控制單元4、捕獲裝置5，所述信號接收單元1用于接收無人機(jī)發(fā)送的信號，并將所述信號發(fā)送到定位單元2；所述定位單元2用于根據(jù)所述信號對無人機(jī)進(jìn)行定位，并將定位信息發(fā)送到所述航跡預(yù)測單元3，所述航跡預(yù)測單元3用于對所述定位信息2進(jìn)行處理，預(yù)測無人機(jī)的航跡曲線；并將所述航跡曲線發(fā)送到所述控制單元4，所述控制單元4用于控制所述捕獲裝置5設(shè)置在所述航跡曲線路線上，對靠近所述捕獲裝置5的無人機(jī)進(jìn)行捕獲。

在一個具體實(shí)施方式中，所述信號接收單元包括至少四個信號接收器，所述信號接收器均設(shè)置在待監(jiān)測的區(qū)域中，用于接收待監(jiān)測區(qū)域中無人機(jī)發(fā)出的信號。

在一個具體實(shí)施方式中，根據(jù)所述信號對無人機(jī)進(jìn)行定位還包括，

根據(jù)每個所述信號接收器得到對應(yīng)的目標(biāo)方位角參數(shù)與目標(biāo)距離參數(shù)；

根據(jù)所述參數(shù)得到無人機(jī)定位信息。

在一個具體實(shí)施方式中，對所述定位信息進(jìn)行處理，預(yù)測無人機(jī)的航跡曲線還包括，利用航跡關(guān)聯(lián)算法對所述定位信息進(jìn)行修正，并得到預(yù)測的航跡曲線。

在一個具體實(shí)施方式中，對靠近所述捕獲裝置的無人機(jī)進(jìn)行捕獲包括，將攜帶有攔網(wǎng)裝置的所述捕獲裝置預(yù)先設(shè)置在預(yù)測的航跡曲線上的某一預(yù)定點(diǎn)附近，在之后的對應(yīng)時刻，當(dāng)所述捕獲裝置檢測到無人機(jī)航行到該預(yù)定點(diǎn)附近時，開啟攔網(wǎng)裝置，將所述無人機(jī)捕獲在網(wǎng)中。

具體的，本發(fā)明的檢測無人機(jī)方法類似于通常所說的被動雷達(dá)系統(tǒng)，由四臺空間分布的信號接收器組成，可有多種分別方式，只要能夠檢測到預(yù)定范圍內(nèi)的無人機(jī)信號即可，各接收器位置坐標(biāo)和衛(wèi)星位置為已知，無人機(jī)位置坐標(biāo)待求。每個信號接收器有兩部天線，分別接收衛(wèi)星的直射信號和無人機(jī)的反射信號，各信號接收器把接收到的衛(wèi)星反射信號經(jīng)過預(yù)處理數(shù)字化后，不失真地傳到定位單元，實(shí)施相關(guān)處理和目標(biāo)位置坐標(biāo)的解算，具體算法可利用衛(wèi)星導(dǎo)航方程的被動定位方程組進(jìn)行解算，在此不再贅述。

上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不限制于上述實(shí)施方式，在不脫離本申請的權(quán)利要求的精神和范圍情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以作出各種修改或改型。