本發(fā)明涉及無人機低空防御領(lǐng)域，特別是一種基于用戶認(rèn)證的反無人機方法。
背景技術(shù)：
近年以來，當(dāng)無人機越來越走進民眾生活，為民眾生活帶來便利的同時，無人機防御正在成為各國重點關(guān)注的新領(lǐng)域。事實證明，無人機正在成為不法分子竊取秘密情報，窺探他人隱私，危害公共安全的新工具。實施上述不法行為的又以消費級民用無人機為絕大多數(shù)。這些無人機成本低、易于獲取、操控簡單，用戶數(shù)量多，監(jiān)管難度大。
已有相關(guān)技術(shù)采用紅外圖像識別和雷達探測技術(shù)對無人機進行實時監(jiān)測，但監(jiān)測效果不佳。紅外圖像探測對于復(fù)雜環(huán)境條件下，無人機目標(biāo)與背景特征差異不大，基于圖像識別技術(shù)的監(jiān)測手段很難實現(xiàn)有效監(jiān)測，圖像監(jiān)測的距離限制也是又一制約因素，傳統(tǒng)圖像監(jiān)測手段對于超過1km范圍的無人機目標(biāo)，識別率很低。由于消費級無人機體積小、飛行速度低、飛行速度慢，具有典型的低、慢、小目標(biāo)特點，不易被低空雷達探測到，此外，消費級無人機主要采用塑料、玻璃纖維、碳纖維等非金屬材料制造，雷達反射界面較小，雷達反射信號飄忽不定，也降低了雷達的探測距離和跟蹤的穩(wěn)定。
綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)采用基于圖像識別或雷達探測的無人機監(jiān)測手段難以達到對無人機的遠距離、有效監(jiān)測。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足，提供一種基于用戶認(rèn)證的反無人機方法。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：
一種基于用戶認(rèn)證的反無人機方法，包括：
S1，地面站對空域?qū)崟r監(jiān)測，若出現(xiàn)異常信號，向異常信號源發(fā)送認(rèn)證指令；
S2，若異常信號源未返回或返回錯誤的認(rèn)證信息，向所述異常信號源發(fā)送干擾信號。
作為可選的實施方案，對空域的實時監(jiān)測方式包括圖像識別和聲音識別。基于圖像識別的實時監(jiān)測方式通過CCD采集單元(或者還包括紅外熱成像單元)對掃描空域，將采集圖像經(jīng)過濾波處理，與地面站處理中心的無人機模板對比，識別出采集圖像中的無人機信號。聲音識別通過聲傳感器采集空域聲音信號，濾出背景噪音后，對聲音信號進行頻譜分析，將所述頻譜分析結(jié)果與地面站處理中心的無人機聲音頻率特征比對，判定空域內(nèi)是否侵入無人機。
進一步地，地面站處理中心設(shè)置背景信號參數(shù)閾值，若監(jiān)測信號對應(yīng)參數(shù)超過所述閾值，則判定為異常信號。地面站判定監(jiān)測信號中包含異常信號，隨即向所述異常信號源方向發(fā)送認(rèn)證指令。
進一步地，所述異常信號源包括友方無人機、黑飛無人機以及其他信號源。所述其他信號源通常包括鳥類等自然物。
若為獲得許可的友方無人機，在接收到地面站發(fā)送的認(rèn)證指令后，將本機的認(rèn)證信息返回至地面站。所述認(rèn)證信息為無人機與地面站之間預(yù)設(shè)的通信密鑰和/或與無人機身份唯一對應(yīng)的身份識別碼。
若為黑飛無人機，則未返回認(rèn)證信息或者返回錯誤的認(rèn)證信息。
若為其他信號源，則未返回認(rèn)證信息。
進一步地，以廣播方式向多個異常信號源發(fā)送認(rèn)證指令。據(jù)此，當(dāng)空域內(nèi)出現(xiàn)多架無人機時，所有無人機均能接受到地面站發(fā)送的認(rèn)證指令，以便從中區(qū)分出友方無人機與黑飛無人機。
進一步地，所述認(rèn)證信息還包括無人機當(dāng)前空間位置信息。如前述，友方無人機接收到地面站發(fā)送的認(rèn)證指令后，向地面站返回認(rèn)證信息，所述認(rèn)真信息還包括友方無人機當(dāng)前空間位置信息，據(jù)此，地面站可獲取友方無人機空間精確位置，更優(yōu)地監(jiān)控?zé)o人機任務(wù)執(zhí)行以及安全飛行。
進一步地，地面站對所述異常信號源發(fā)送干擾信號的同時，持續(xù)監(jiān)測所述異常信號源。通常情況下，通信認(rèn)證的實現(xiàn)距離大于圖像識別和聲音識別的監(jiān)測距離。據(jù)此，持續(xù)監(jiān)測異常信號源可以實現(xiàn)兩方面的目的：其一，持續(xù)監(jiān)測可以獲取干擾信號的執(zhí)行效果；其二，持續(xù)監(jiān)測過程中區(qū)分出黑飛無人機與其他信號源。
進一步地，干擾信號發(fā)送采用掃頻干擾。利用定向天線和干擾發(fā)射機對無人機的導(dǎo)航、控制以及圖傳信號進行全頻段干擾，破壞其通信，是黑飛無人機失控、懸?；蛘叻岛?。
進一步地，向所述異常信號源發(fā)射物理攔截裝置替代發(fā)送干擾信號，或者兩種方式同時采用。物理攔截相比信號干擾具有反制更直接的特點，且成本更低，可以進一步對采取通信抗干擾措施的黑飛無人機實施有效打擊。物理攔截可采取由地面站處理中心控制或者人工瞄準(zhǔn)發(fā)射的方式執(zhí)行，信號干擾與物理攔截兩種方式結(jié)合反制無人機效果更優(yōu)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：
本發(fā)明提供的反無人機方法通過身份認(rèn)證的方式彌補了基于圖像識別和聲音識別的監(jiān)測方案的不足，將不能驗證身份的無人機視為異常信號源，向其發(fā)送干擾信號，具有監(jiān)測距離遠，有效識別能力強的特點。
附圖說明：
圖1為本發(fā)明基于用戶認(rèn)證的反無人機方法流程圖。
具體實施方式
下面結(jié)合試驗例及具體實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細描述。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施例，凡基于本發(fā)明內(nèi)容所實現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。
實施例1
一種基于用戶認(rèn)證的反無人機方法，如圖1所示，包括：
S1，地面站對空域?qū)崟r監(jiān)測，若出現(xiàn)異常信號，向異常信號源發(fā)送認(rèn)證指令；
S2，若異常信號源未返回或返回錯誤的認(rèn)證信息，向所述異常信號源發(fā)送干擾信號。
進一步地，所述地面站包括監(jiān)測設(shè)備，處理中心和干擾設(shè)備，分別用于監(jiān)測空域信號，處理監(jiān)測設(shè)備采集到的空域信號分析其中的異常信號以及向異常信號源發(fā)送干擾信號。
作為可選的實施方案，對空域的實時監(jiān)測方式包括圖像識別和聲音識別。基于圖像識別的實時監(jiān)測方式通過CCD采集單元(或者還包括紅外熱成像單元)對掃描空域，將采集圖像經(jīng)過濾波處理，與地面站處理中心的無人機模板對比，識別出采集圖像中的無人機信號。聲音識別通過聲傳感器采集空域聲音信號，濾出背景噪音后，對聲音信號進行頻譜分析，將所述頻譜分析結(jié)果與地面站處理中心的無人機聲音頻率特征比對，判定空域內(nèi)是否侵入無人機。
進一步地，地面站處理中心設(shè)置背景信號參數(shù)閾值，若監(jiān)測信號對應(yīng)參數(shù)超過所述閾值，則判定為異常信號。對于圖像識別，通常選取監(jiān)測圖像與無人機模板的特征相似性作為判定參數(shù)；對于聲音識別，通常選取監(jiān)測聲音信號與無人機聲音信號模板的頻率相似性作為判定參數(shù)。所述參數(shù)的閾值依據(jù)防空區(qū)域?qū)嶋H應(yīng)用環(huán)境試驗統(tǒng)計設(shè)定。地面站判定監(jiān)測信號中包含異常信號，隨即向所述異常信號源方向發(fā)送認(rèn)證指令，友方無人機可識別地面站發(fā)出的認(rèn)證指令，并進行有效反饋。
進一步地，所述異常信號源包括友方無人機、黑飛無人機以及其他信號源。所述其他信號源通常包括鳥類等自然物。
若為獲得許可的友方無人機，在接收到地面站發(fā)送的認(rèn)證指令后，將本機的認(rèn)證信息返回至地面站。所述認(rèn)證信息為無人機與地面站之間預(yù)設(shè)的通信密鑰和/或與無人機身份唯一對應(yīng)的身份識別碼。
若為黑飛無人機，則未返回認(rèn)證信息或者返回錯誤的認(rèn)證信息。
若為其他信號源，則未返回認(rèn)證信息。
進一步地，以廣播方式向多個異常信號源發(fā)送認(rèn)證指令。據(jù)此，當(dāng)空域內(nèi)出現(xiàn)多架無人機時，所有無人機均能接受到地面站發(fā)送的認(rèn)證指令，以便從中區(qū)分出友方無人機與黑飛無人機。
進一步地，所述認(rèn)證信息還包括無人機當(dāng)前空間位置信息。如前述，友方無人機接收到地面站發(fā)送的認(rèn)證指令后，向地面站返回認(rèn)證信息，所述認(rèn)真信息還包括友方無人機當(dāng)前空間位置信息，據(jù)此，地面站可獲取友方無人機空間精確位置，更優(yōu)地監(jiān)控?zé)o人機任務(wù)執(zhí)行以及安全飛行。
進一步地，地面站對所述異常信號源發(fā)送干擾信號的同時，持續(xù)監(jiān)測所述異常信號源。通常情況下，通信認(rèn)證的實現(xiàn)距離大于圖像識別和聲音識別的監(jiān)測距離。據(jù)此，持續(xù)監(jiān)測異常信號源可以實現(xiàn)兩方面的目的：其一，持續(xù)監(jiān)測可以獲取干擾信號的執(zhí)行效果；其二，持續(xù)監(jiān)測過程中區(qū)分出黑飛無人機與其他信號源。
進一步地，干擾信號發(fā)送采用掃頻干擾。利用定向天線和干擾發(fā)射機對無人機的導(dǎo)航、控制以及圖傳信號進行全頻段干擾，破壞其通信，是黑飛無人機失控、懸?；蛘叻岛?。
實施例2
實施例2與實施例1的區(qū)別在于，當(dāng)所述異常信號源未返回或者返回錯誤的認(rèn)證信號后，對其采取的反制措施為向所述異常信號源發(fā)射物理攔截裝置替代發(fā)送干擾信號的方式，或者同時采用物理攔截與信號干擾。物理攔截相比信號干擾具有反制更直接的特點，且成本更低，可以進一步對采取通信抗干擾措施的黑飛無人機實施有效打擊。實際使用中，物理攔截可采取由地面站處理中心控制或者人工瞄準(zhǔn)發(fā)射的方式執(zhí)行，信號干擾與物理攔截兩種方式結(jié)合反制無人機效果更優(yōu)。
最后，需要說明的是，本申請所記載的流程圖或者流程圖處理由多個步驟組成，并且，各個步驟能夠分割為多個子部分；另一方面，多個部分也能夠合并為一個部分。本申請文本雖然根據(jù)實施例進行了闡述，但應(yīng)理解的是本發(fā)明并不限定于該實施例，本文本也包含多種變形例、同等范圍內(nèi)的變形。除此之外，各種組合、方式，甚至是在其中僅包含一個要素、或更多或更少的其他組合、方式也歸入本文本的范疇、思想范圍內(nèi)。