一種捕獲無人機(jī)的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種捕獲無人機(jī)的方法，包括如下階段：系統(tǒng)初始化階段：觀察并估算無人機(jī)的當(dāng)前位置信息、飛行速率和飛行方向，并向無人機(jī)發(fā)射初始位置信息，初始位置信息為無人機(jī)當(dāng)前所在位置周圍；動(dòng)態(tài)調(diào)整階段：設(shè)定目標(biāo)點(diǎn)，實(shí)時(shí)觀察無人機(jī)的所在位置和飛行方向，動(dòng)態(tài)地調(diào)整向無人機(jī)發(fā)射的實(shí)時(shí)位置信息，將無人機(jī)引導(dǎo)至目標(biāo)點(diǎn)上空；迫降無人機(jī)階段，當(dāng)無人機(jī)到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)上空后，向無人機(jī)發(fā)射指令，迫使無人機(jī)降落在目標(biāo)點(diǎn)。本發(fā)明在考慮無人機(jī)的飛行特點(diǎn)的情況下，通過發(fā)射假的衛(wèi)星定位信息，將無人機(jī)欺騙到特定的位置。
【專利說明】
一種捕獲無人機(jī)的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種捕獲無人機(jī)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著技術(shù)的不斷發(fā)發(fā)展，無人機(jī)也越來越多。但隨著而來也帶來了一系列的問題，如，使用無人機(jī)偷拍軍用設(shè)施等。當(dāng)前，無人機(jī)上廣泛使用GPS定位，GPS定位對(duì)于無人機(jī)的正常飛行等具有重要作用，而且GPS在無人機(jī)的失控返航階段和航點(diǎn)飛行模式下對(duì)于無人機(jī)的飛行起著決定性的作用。目前鮮有捕獲無人機(jī)的有效手段，日本等地已嘗試使用軍用無人機(jī)設(shè)網(wǎng)捕獲違規(guī)的民用無人機(jī)，但容易發(fā)生無人機(jī)相互碰撞等損壞。所以，目前亟需一種無接觸式的無人機(jī)捕獲方法。
[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種捕獲無人機(jī)的方法，本發(fā)明運(yùn)用衛(wèi)星定位生成技術(shù)，使用衛(wèi)星定位欺騙技術(shù)(例如:GPS欺騙方法)，來遠(yuǎn)程操控?zé)o人機(jī)實(shí)施無接觸式捕獲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出了一種捕獲無人機(jī)的方法，包括如下階段:
[0005]系統(tǒng)初始化階段:觀察并估算無人機(jī)的當(dāng)前位置信息、飛行速率和飛行方向，并向無人機(jī)發(fā)射初始位置信息，所述初始位置信息為所述無人機(jī)當(dāng)前所在位置周圍；
[0006]動(dòng)態(tài)調(diào)整階段:設(shè)定目標(biāo)點(diǎn)，實(shí)時(shí)觀察無人機(jī)的所在位置和飛行方向，動(dòng)態(tài)地調(diào)整向無人機(jī)發(fā)射的實(shí)時(shí)位置信息，將無人機(jī)引導(dǎo)至目標(biāo)點(diǎn)上空；
[0007]迫降無人機(jī)階段，當(dāng)無人機(jī)到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)上空后，向無人機(jī)發(fā)射指令，迫使無人機(jī)降落在目標(biāo)點(diǎn)。
[0008]本發(fā)明提出的所述捕獲無人機(jī)的方法中，觀察并估算無人機(jī)的當(dāng)前位置信息、飛行速率和飛行方向的方法包括使用帶測(cè)距功能的望遠(yuǎn)鏡或雷達(dá)。
[0009]本發(fā)明提出的所述捕獲無人機(jī)的方法中，在系統(tǒng)初始化階段，所述初始位置信息采用目標(biāo)點(diǎn)到無人機(jī)所在位置的延長線上的遠(yuǎn)離目標(biāo)點(diǎn)一側(cè)的點(diǎn)的位置信息。
[0010]本發(fā)明提出的所述捕獲無人機(jī)的方法中，動(dòng)態(tài)調(diào)整階段，動(dòng)態(tài)調(diào)整所述實(shí)時(shí)位置信息時(shí)，根據(jù)目標(biāo)無人機(jī)的飛行方向與目標(biāo)點(diǎn)的偏向關(guān)系，相應(yīng)地修正所述實(shí)時(shí)位置信息。
[0011]本發(fā)明提出的所述捕獲無人機(jī)的方法中，動(dòng)態(tài)調(diào)整階段中，所述無人機(jī)到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)上空0-50米范圍內(nèi)，進(jìn)行迫降無人機(jī)階段。
[0012]本發(fā)明提出的所述捕獲無人機(jī)的方法中，所述迫降無人機(jī)階段中，向無人機(jī)發(fā)射的指令包括:無人機(jī)禁飛區(qū)內(nèi)的位置信息;接收到所述無人機(jī)禁飛區(qū)內(nèi)的位置信息的無人機(jī)，其飛行控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)迫降。
[0013]本發(fā)明運(yùn)用衛(wèi)星定位生成技術(shù)，使用衛(wèi)星定位欺騙技術(shù)(例如:GPS欺騙方法)，來遠(yuǎn)程操控?zé)o人機(jī)實(shí)施無接觸式捕獲，避免接觸無人機(jī)發(fā)生損壞。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明無人機(jī)捕獲算法的流程圖；
[0015]圖2是目標(biāo)點(diǎn)、無人機(jī)、初始實(shí)時(shí)位置信息的位置關(guān)系圖；
[0016]圖3是實(shí)時(shí)位置信息調(diào)整移動(dòng)方向示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]本發(fā)明提出了一種捕獲無人機(jī)的方法，主要包括以下三個(gè)階段:初始化階段、動(dòng)態(tài)調(diào)整階段和迫降無人機(jī)階段。
[0018]系統(tǒng)初始化階段:觀察并估算無人機(jī)的當(dāng)前位置信息、飛行速率和飛行方向，并向無人機(jī)發(fā)射初始位置信息，初始位置信息是指無人機(jī)當(dāng)前所在位置周圍的任意一點(diǎn)的位置信息，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的衛(wèi)星定位欺騙；
[0019]動(dòng)態(tài)調(diào)整階段:設(shè)定目標(biāo)點(diǎn)，實(shí)時(shí)觀察無人機(jī)的所在位置和飛行方向，動(dòng)態(tài)地調(diào)整向無人機(jī)發(fā)射的實(shí)時(shí)位置信息，將無人機(jī)引導(dǎo)至目標(biāo)點(diǎn)上空；
[0020]迫降無人機(jī)階段，當(dāng)無人機(jī)到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)上空后，向無人機(jī)發(fā)射指令，迫使無人機(jī)降落在目標(biāo)點(diǎn)。
[0021]本發(fā)明捕獲無人機(jī)的方法中，所述的初始化階段的觀察并獲取無人機(jī)的位置信息，飛行速度和方向的手段包括但不限于以下幾種:帶測(cè)距功能的望遠(yuǎn)鏡、雷達(dá)。
[0022]本發(fā)明捕獲無人機(jī)的方法中，所述的動(dòng)態(tài)調(diào)整階段包括以下步驟:
[0023]Al、觀察無人機(jī)的位置和飛行方向，計(jì)算無人機(jī)與目標(biāo)點(diǎn)之間的位置關(guān)系，并發(fā)射目標(biāo)點(diǎn)與無人機(jī)連線的延長線上遠(yuǎn)離目標(biāo)點(diǎn)一側(cè)的一點(diǎn)的位置信息作為實(shí)時(shí)位置信息；
[0024]A2、觀察無人機(jī)是否到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)上空一定范圍內(nèi)，若是，則進(jìn)入迫降無人機(jī)階段；若否，則執(zhí)行A3;
[0025]A3、觀察目標(biāo)無人機(jī)的飛行方向，并根據(jù)其飛行方向來具體調(diào)整實(shí)時(shí)位置信息，根據(jù)目標(biāo)無人機(jī)的飛行方向與目標(biāo)點(diǎn)的偏向關(guān)系，相應(yīng)地修正所述實(shí)時(shí)位置信息；
[0026]A4、跳轉(zhuǎn)到 A2。
[0027]本發(fā)明所述的一種捕獲無人機(jī)的方法，所述的迫降無人機(jī)階段中，向無人機(jī)發(fā)射的指令包括:無人機(jī)禁飛區(qū)內(nèi)的位置信息。一般的無人機(jī)都存在一些無人機(jī)禁飛區(qū)，當(dāng)無人機(jī)處于無人機(jī)禁飛區(qū)內(nèi)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)迫降無人機(jī)。接收到所述指令的無人機(jī)的飛行控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)迫降無人機(jī)。
[0028]結(jié)合具體實(shí)例，對(duì)捕獲無人機(jī)算法做以下具體說明。
[0029]首先在本發(fā)明的第一階段，初始化階段:首先，通過觀察獲取無人機(jī)的當(dāng)前位置、飛行速度和飛行方向。之后，根據(jù)上一步獲取的無人機(jī)的位置信息，在其位置周圍尋找一任一點(diǎn)，一般采用目標(biāo)點(diǎn)到無人機(jī)所在位置的延長線上的遠(yuǎn)離目標(biāo)點(diǎn)一側(cè)的點(diǎn)，并將該點(diǎn)的位置信息作為初始位置信息發(fā)送出去，然后等待無人機(jī)定位成功，完成衛(wèi)星定位欺騙。
[0030]在本發(fā)明的第二階段，動(dòng)態(tài)調(diào)整階段:第一步，觀察無人機(jī)的位置和飛行方向，計(jì)算無人機(jī)與目標(biāo)點(diǎn)之間的位置關(guān)系，取目標(biāo)點(diǎn)與無人機(jī)連線的延長線上遠(yuǎn)離目標(biāo)點(diǎn)的一點(diǎn)生成實(shí)時(shí)位置信息，并發(fā)送至無人機(jī);第二步，判斷無人機(jī)當(dāng)前是否進(jìn)入目標(biāo)點(diǎn)上空一定范圍(如半徑0-50米范圍)內(nèi)，當(dāng)無人機(jī)級(jí)進(jìn)入該范圍后，則進(jìn)入第三階段，迫降無人機(jī)階段；當(dāng)無人機(jī)尚未進(jìn)入該區(qū)域，則進(jìn)入第三步;第三步，觀察目標(biāo)無人機(jī)的飛行方向，并根據(jù)其飛行方向來具體調(diào)整實(shí)時(shí)位置信息。當(dāng)無人機(jī)的飛行方向偏向目標(biāo)點(diǎn)的一個(gè)方向時(shí)，將實(shí)時(shí)位置信息沿該方向同時(shí)進(jìn)行修正，如圖3所示，以達(dá)到使無人機(jī)靠近該區(qū)域的作用，然后重復(fù)本階段的第二步以后的各個(gè)過程。
[0031 ]本發(fā)明的第三階段，迫降無人機(jī)階段:當(dāng)無人機(jī)到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)上空后，我們通過改變發(fā)射的衛(wèi)星定位信息來多無人機(jī)的飛行產(chǎn)生影響。比如，發(fā)射無人機(jī)禁飛區(qū)的衛(wèi)星定位信息，當(dāng)無人機(jī)的GPS接收器等接收到的衛(wèi)星定位信號(hào)顯示無人機(jī)在無人機(jī)禁飛區(qū)內(nèi)的時(shí)候，無人機(jī)的飛控會(huì)接管無人機(jī)的控制權(quán)，然后自動(dòng)執(zhí)行無人機(jī)的降落程序。
[0032]本發(fā)明的保護(hù)內(nèi)容不局限于以上實(shí)施例。在不背離發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的變化和優(yōu)點(diǎn)都被包括在本發(fā)明中，并且以所附的權(quán)利要求書為保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種捕獲無人機(jī)的方法，其特征在于，包括如下階段: 系統(tǒng)初始化階段:觀察并估算無人機(jī)的當(dāng)前位置信息、飛行速率和飛行方向，并向無人機(jī)發(fā)射初始位置信息，所述初始位置信息為所述無人機(jī)當(dāng)前所在位置周圍； 動(dòng)態(tài)調(diào)整階段:設(shè)定目標(biāo)點(diǎn)，實(shí)時(shí)觀察無人機(jī)的所在位置和飛行方向，動(dòng)態(tài)地調(diào)整向無人機(jī)發(fā)射的實(shí)時(shí)位置信息，將無人機(jī)引導(dǎo)至目標(biāo)點(diǎn)上空； 迫降無人機(jī)階段，當(dāng)無人機(jī)到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)上空后，向無人機(jī)發(fā)射指令，迫使無人機(jī)降落在目標(biāo)點(diǎn)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的捕獲無人機(jī)的方法，其特征在于，觀察并估算無人機(jī)的當(dāng)前位置信息、飛行速率和飛行方向的方法包括使用帶測(cè)距功能的望遠(yuǎn)鏡或雷達(dá)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的捕獲無人機(jī)的方法，其特征在于，在系統(tǒng)初始化階段，所述初始位置信息采用目標(biāo)點(diǎn)到無人機(jī)所在位置的延長線上的遠(yuǎn)離目標(biāo)點(diǎn)一側(cè)的點(diǎn)的位置信息。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的捕獲無人機(jī)的方法，其特征在于，動(dòng)態(tài)調(diào)整階段，動(dòng)態(tài)調(diào)整所述實(shí)時(shí)位置信息時(shí)，根據(jù)目標(biāo)無人機(jī)的飛行方向與目標(biāo)點(diǎn)的偏向關(guān)系，相應(yīng)地修正所述實(shí)時(shí)位置信息。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的捕獲無人機(jī)的方法，其特征在于，在所述動(dòng)態(tài)調(diào)整階段中，所述無人機(jī)到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)上空0-50米范圍內(nèi)，進(jìn)行迫降無人機(jī)階段。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的捕獲無人機(jī)的方法，其特征在于，所述迫降無人機(jī)階段中，向無人機(jī)發(fā)射的指令包括:無人機(jī)禁飛區(qū)內(nèi)的位置信息;接收到所述無人機(jī)禁飛區(qū)內(nèi)的位置信息的無人機(jī)，其飛行控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)迫降。
【文檔編號(hào)】G01S19/15GK105929417SQ201610393123
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年6月6日
【發(fā)明人】何道敬, 杜曉, 陳聞杰
【申請(qǐng)人】華東師范大學(xué)