CN107894590A - 新型全被动式无人机管控方法、存储介质、电子设备 - Google Patents

新型全被动式无人机管控方法、存储介质、电子设备 Download PDF

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Abstract

一种新型全被动式无人机管控方法，其包括如下步骤：S1、采用360°旋转无源被动侦测雷达，探测有效范围内可疑无人机目标，并回传可疑目标方位信息至视觉侦查转台控制***；S2、根据回传可疑目标方位信息，启动双目视觉精确定位***，控制定位系转动到预定位置；S3、获取视场内无人机监控图像，跟踪单个/多个可疑目标，回传图像信息至监控平台；S4、判断单个/多个可疑目标危险等级，并对可疑目标进行识别和筛选；S5、对单个/多个可疑目标筛选后目标的位置信息进行测量，对进入管控区域危险目标报警，并回传位置信息至探测打击***转台控制***；S6、根据回传位置信息，调整电磁打击***方位，释放干扰新信号。

Description

新型全被动式无人机管控方法、存储介质、电子设备
技术领域
本发明涉及军民两用反无人机技术领域，特别涉及一种新型全被动式无人机管控方法、存储介质、电子设备。
背景技术
近几年，以无人机为主的“低小慢突”目标呈几何式增长，这对重点目标、重点区域和重大活动所带来的威胁日益突出，尤其是全球恐怖形式如此严重的情况下，一旦被敌对分子利用，将产生不可估量的影响。“低小慢突”目标具有飞行高度低，飞行速度慢，不易被雷达发现等特征，难以用传统方式对发现和跟踪，这对一些高等级安防单位产生巨大的安全威胁。
进一步地，对于多目标、具有军事联动能力的黑飞现象，如果采用单点布控方式，无法实现全覆盖式无人机管控网络，难以在超大范围超低空领域推广应用。
进一步地，对于带有反侦查能力的无人机***，如果采用主动雷达捕获目标，无人机***探测侦查信号后可迅速逃逸，如何提高反无人机侦查能力，是无人机管控***的关键技术之一。
进一步地，对于单个管控区域内多个无人机目标，如果采取单点捕获、跟踪和打击的话，无法保证无人机管控***的稳定性能，如何实现多目标跟踪、打击是无人机管控***的研究重点之一；
进一步地，对于无人机打击***，如果采用大角度、大功率电磁干扰***，容易对周边电子设备产生影响；采用小角度定向电磁***则对目标定位要求很高，如何解决飞行无人机精确定位问题是无人机管控***的难点之一。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种新型全被动式无人机管控方法、存储介质、电子设备。
一种新型全被动式无人机管控方法，其包括如下步骤：
S1、采用360°旋转无源被动侦测雷达，探测有效范围内可疑无人机目标，并回传可疑目标方位信息至视觉侦查转台控制***；
S2、根据回传可疑目标方位信息，启动双目视觉精确定位***，控制定位系转动到预定位置；
S3、获取视场内无人机监控图像，跟踪单个/多个可疑目标，回传图像信息至监控平台；
S4、判断单个/多个可疑目标危险等级，并对可疑目标进行识别和筛选；
S5、对单个/多个可疑目标筛选后目标的位置信息进行测量，对进入管控区域危险目标报警，并回传位置信息至探测打击***转台控制***；
S6、根据回传位置信息，调整电磁打击***方位，释放干扰新信号。
在本发明所述的新型全被动式无人机管控方法中，所述步骤S1中：
无源被动侦测雷达在360°旋转巡扫过程中，通过定向天线捕获无人机数传信号、图传信号，确定定向天线角度信息、水平/俯仰电机位置信息，最后将定向天线角度信息、水平/俯仰电机位置信息回传至视觉侦查转台控制***。
在本发明所述的新型全被动式无人机管控方法中，所述步骤S2中：
所述定位系为视觉侦查转台；采用伺服控制技术，控制视觉侦查转台转动到预定位置。
在本发明所述的新型全被动式无人机管控方法中，所述步骤S3中：
分别采用白光+红外双波谱CMOS传感器对视场内监控图像进行采集，对管控区域内单个/多个可疑目标进行跟踪；在跟踪识别阶段，对双主传感器采集到的图像进行匹配、融合以及图像重构；同时，通过千兆互联网将图像信息实时回传到监控主平台，所述双主传感器为主白光CMOS传感器、主红外CMOS传感器。
在本发明所述的新型全被动式无人机管控方法中，所述步骤S4中：
通过提取动态目标移动速度vr、移动加速度ar、移动轨迹sr以及形状大小ss等特征，建立危险等级函数I＝k1vr+k2ar+k3sr+k4ss,其中k1,k2,k4,k5分别为vr,ar,sr,ss等特征量的相关系数，筛选可疑目标。
在本发明所述的新型全被动式无人机管控方法中，所述步骤S5中：
采用双目视觉测距单元对可疑目标的位置信息进行测量，结合危险等级函数和所测位置信息，建立预警等级函数M＝λI+ηD(if(d>d0)D＝0；if(d≤d0)D＝1)，其中λ为危险等级系数，η为区域等级系数，D为区域半径系数；根据预警等级函数反馈预警等级信号。
在本发明所述的新型全被动式无人机管控方法中，所述步骤S6中：
将危险目标位置信息作为反馈，控制探测打击***转台运动到预定位置，开启电磁打击***，释放干扰信号，直到目标失控，关闭电磁打击***，将所有***复位。
本发明另提供一种存储介质，该存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的方法。
一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器上储存有在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述任一项所述的方法。
实施本发明提供的新型全被动式无人机管控方法、存储介质、电子设备与现有技术相比具有的有益效果：能够通过无源被动雷达***进行目标侦测，有效的避免了侦测设备的探测与发现，提高了无人机管控***的反侦查能力。通过双目视觉测距***进行多目标捕获、跟踪、识别以及精确定位，提高可疑目标检出率，同时减少电磁打击***天线方向角度，降低***对周边设备干扰，提高管控***的应用范围。
附图说明
图1是本发明实施例的新型全被动式无人机管控方法流程图；
图2是图1中步骤S2的子流程图；
图3是图1中步骤S4的子流程图。
具体实施方式
如图1-3所示，本发明实施例提供一种新型全被动式无人机管控方法，其包括如下步骤：S1、采用360°旋转无源被动侦测雷达，探测有效范围内无人机目标，并回传可疑目标方位信息至视觉侦查转台控制***；
S2、根据回传可以目标方位信息，启动双目视觉精确定位***，使其转动到预定位置；
S3、获取视场内无人机监控图像，跟踪单个/多个可疑目标，回传图像信息到监控平台；
S4、判断跟单个/多个可疑目标危险等级，并对其进行识别和筛选；
S5、对单个/多个筛选后目标的位置信息进行测量，对进入管控区域危险目标报警，并回传位置信息至探测打击***转台控制***；
S6、根据回传位置信息，调整电磁打击***方位，释放干扰新信号。
进一步地，步骤S2中，无源被动侦测雷达在巡扫过程中，定向天线捕获无人机数传信号、图传信号，确定定向天线角度信息、水平/俯仰电机位置信息，最后将角度信息、位置信息回传到视觉侦查转台控制***。
进一步地，步骤S2中，采用精密伺服控制技术，控制视频采集***转动到预定位置。
作为一种优选方案，采用水平、俯仰双力矩电机作为驱动单元，以及采用高精度相对式编码器作为位置反馈器件，实现位置模式下精确目标定位。
进一步地，步骤S2中，精密伺服控制详细步骤包括：
S2a，接收准备指令，接收位置参数。
具体地，被动雷达***通过CAN线将位置信息传输到视觉侦查转台控制***当中。
S2b，***规划实时最快移动路径并启动水平/俯仰转台。
具体地，***实时接收位置参数，大于最小移动阈值时，位置参数更新，移动路径更新，否则移动路径不变。
S2c，确定最终停止位置。
具体地，最终停止位置与当前目标位置距离值小于设定阈值时，转台初次停止；视觉侦查转台控制***返回初次停止指令，被动雷达***应答确认目标是否存在；目标存在，启动视觉测量程序。
进一步地，步骤S3中，分别采用白光+红外双波谱CMOS传感器对视场内监控图像进行采集，对管控区域内单个/多个可疑目标进行跟踪。在跟踪识别阶段，对双主传感器(主白光CMOS传感器、主红外CMOS传感器)采集到的图像进行匹配、融合以及图像重构。同时，通过千兆互联网将图像信息实时回传到监控主平台。
作为一种优选方案，多目标跟踪选用改进型KCF算法，对快速小目标进行捕捉以及跟踪。
进一步地，步骤S4中，提取动态目标移动速度vr、移动加速度ar、移动轨迹sr以及形状大小ss等特征，建立危险等级函数I＝k1vr+k2ar+k3sr+k4ss I＝k1vr+k2ar+k3sr+k4ss，其中k1,k2,k4,k5分别为vr,ar,sr,ss等特征量的相关系数，筛选可疑目标。
进一步地，步骤S5中，采用双目视觉测距单元对可疑目标的位置信息进行测量，结合危险等级函数和所测位置信息，建立预警等级函数,并反馈预警等级信号；
具体地，分别采用白光/红外双目视觉测距单元对目标进行位置信息测量，根据环境信息，优选精度较高的一组位置信息作为最终结果。计算可疑目标与保护区域边界距离值，设定危险区域系数η，计算危险区域函数值ηD。结合危险等级函数得到预警等级函数M：M＝λI+ηD(if(d>d0)D＝0；if(d≤d0)D＝1)，其中λ为危险等级系数，η为区域等级系数，D为区域半径系数。最后，通过千兆网反馈预警等级信号到监控平台，提示监控人员注意危险目标动态。
进一步地，步骤S6中，将危险目标位置信息作为反馈，控制探测打击***转台运动到预定位置，开启电磁打击***，释放干扰信号，直到目标失控，关闭电磁打击***，整个***复位。
具体地，电磁打击***采用超高频宽带电磁波技术和射频抑制技术，压制信号主要有GPRS信号、2.4G信号和5.8G信号三种无人机主要信号。天线内部具有定向多副天线，增益10dBi，垂直方向15°，功率5-10w。
本发明另提供一种存储介质，该存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的方法。
一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器上储存有在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述任一项所述的方法。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机储存器、内存、只读存储器、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其他形式的存储介质中。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种新型全被动式无人机管控方法，其特征在于，其包括如下步骤：
S1、采用360°旋转无源被动侦测雷达，探测有效范围内可疑无人机目标，并回传可疑目标方位信息至视觉侦查转台控制***；
S2、根据回传可疑目标方位信息，启动双目视觉精确定位***，控制定位系转动到预定位置；
S3、获取视场内无人机监控图像，跟踪单个/多个可疑目标，回传图像信息至监控平台；
S4、判断单个/多个可疑目标危险等级，并对可疑目标进行识别和筛选；
S5、对单个/多个可疑目标筛选后目标的位置信息进行测量，对进入管控区域危险目标报警，并回传位置信息至探测打击***转台控制***；
S6、根据回传位置信息，调整电磁打击***方位，释放干扰新信号。
2.如权利要求1所述的新型全被动式无人机管控方法，其特征在于，所述步骤S1中：
无源被动侦测雷达在360°旋转巡扫过程中，通过定向天线捕获无人机数传信号、图传信号，确定定向天线角度信息、水平/俯仰电机位置信息，最后将定向天线角度信息、水平/俯仰电机位置信息回传至视觉侦查转台控制***。
3.如权利要求1所述的新型全被动式无人机管控方法，其特征在于，所述步骤S2中：
所述定位系为视觉侦查转台；采用伺服控制技术，控制视觉侦查转台转动到预定位置。
4.如权利要求1所述的新型全被动式无人机管控方法，其特征在于，所述步骤S3中：
分别采用白光+红外双波谱CMOS传感器对视场内监控图像进行采集，对管控区域内单个/多个可疑目标进行跟踪；在跟踪识别阶段，对双主传感器采集到的图像进行匹配、融合以及图像重构；同时，通过千兆互联网将图像信息实时回传到监控主平台，所述双主传感器为主白光CMOS传感器、主红外CMOS传感器。
5.如权利要求1所述的新型全被动式无人机管控方法，其特征在于，所述步骤S4中：
通过提取动态目标移动速度vr、移动加速度ar、移动轨迹sr以及形状大小ss等特征，建立危险等级函数I＝k1vr+k2ar+k3sr+k4ss，筛选可疑目标。
6.如权利要求1所述的新型全被动式无人机管控方法，其特征在于，所述步骤S5中：
采用双目视觉测距单元对可疑目标的位置信息进行测量，结合危险等级函数和所测位置信息，建立预警等级函数M＝λI+ηD(if(d>d0)D＝0；if(d≤d0)D＝1)；根据预警等级函数反馈预警等级信号。
7.如权利要求1所述的新型全被动式无人机管控方法，其特征在于，所述步骤S6中：
将危险目标位置信息作为反馈，控制探测打击***转台运动到预定位置，开启电磁打击***，释放干扰信号，直到目标失控，关闭电磁打击***，将所有***复位。
8.一种存储介质，该存储介质上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7任一项所述的方法。
9.一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器上储存有在处理器上运行的计算机程序，其特征在于：处理器执行计算机程序时实现权利要求1至7任一项所述的方法。
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