CN105116235A - 一种自主查找电磁辐射源的查找装置和查找方法 - Google Patents

一种自主查找电磁辐射源的查找装置和查找方法 Download PDF

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胡小伟
马方立
裴峥
孔明明
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西华大学
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Abstract

本发明公开了一种自主查找电磁辐射源的查找装置和查找方法,涉及无线电信号源查找技术领域。本发明包括无人飞行器,还包括用于控制无人飞行器飞行和测试的中央处理单元、用于检测电磁辐射强度的电磁辐射传感器和避障单元;所述中央处理单元、电磁辐射传感器和避障单元分别安装在无人飞行器上,所述电磁辐射传感器和避障单元分别与中央处理单元电连接;本发明解决了窃听器的自动化查找问题,用机器代替人力,用自动化代替人工,解决费时费力效率不足的问题。

Description

一种自主查找电磁辐射源的查找装置和查找方法

技术领域

[0001] 本发明涉及无线电信号源查找技术领域,更具体地说涉及一种自主查找电磁辐射源的查找装置和查找方法。

背景技术

[0002] 室内无线电信号源的查找,一个典型的应用便是室内窃听器的查找问题。由于窃听器需要通过无线电信号向外界传递窃听信息,故而反窃听器,便是一个无线电信号源的查找过程。

[0003] 当今世界窃听器的种类五花八门,它们变得越来越小巧,越来越精致,性能越来越高,可以隐藏在房间、家具和汽车里,也可以安装在随身携带的打火机、眼镜、手表盒、手杖头里。窃听器通过自己小巧的“身材”,隐藏在被窃听者的身边,悄悄地监听个人,集体的隐私,导致小到个人隐私,大到企业机密被窃听,造成无法弥补的损失。

[0004] 常用的寻找窃听器的装备是“反窃听手提场强测量器”,用它寻找窃听器就像小孩子玩捉迷藏游戏一样。反窃听人员提着这台仪器在室内来回测量,另一个人在室内各个角落发出较宽音域和较高分贝的声音,比如拍手声,哨子声和音乐声,这时暗藏在室内的无线电窃听器就会对声音做出感受反应,这一感受反应是指窃听器会辐射出的无线电能量。这时,只要利用“反窃听手提场强测量器”就能捕捉到窃听器辐射的电磁能量。然后一点一点地逼近窃听器,直至准确找到它的位置,彻底破获它。

[0005] 采用“反窃听手提场强测量器”查找窃听器的方法是常见的,也是有效的,但是有着固有的缺点。由于捕捉无线电信号具有盲目性,反窃听人员需要花费大量的时间和体力在信号的捕捉过程。当查找的室内环境空间高大宽广时,操作人员的工作量巨大。

发明内容

[0006] 为了克服现有技术中的不足,本发明提供了一种自主查找电磁辐射源的查找装置和查找方法,本发明的发明目的旨在于解决窃听器的自动化查找问题,用机器代替人力,用自动化代替人工,解决费时费力效率不足的问题。

[0007] 为了解决上述现有技术中的不足,本发明是通过下述技术方案实现的:

一种自主查找电磁辐射源的查找装置,包括无人飞行器,其特征在于:还包括用于控制无人飞行器飞行和测试的中央处理单元、用于检测电磁辐射强度的电磁辐射传感器和避障单元;所述中央处理单元、电磁福射传感器和避障单元分别安装在无人飞行器上,所述电磁福射传感器和避障单元分别与中央处理单元电连接。

[0008] 所述中央处理单元包括用于数据计算的中央处理器、用于存储数据的数据存储器和用于与外部设备连接的I/O接口。

[0009] 所述电磁福射传感器和避障单元分别与中央处理单元的I/O接口连接。

[0010] 所述避障单元包括测距传感器、位移传感器和光传感器中一种或多种的组合。

[0011] 所述无人飞行器包括机体、驱动装置和蓄电池,驱动装置与中央处理单元的I/O接口连接。

[0012] 所述驱动装置包括螺旋桨、无刷电机和电调;所述电调一端与无刷电机连接;另一端与中央处理单元的I/o接口连接;所述中央处理单元通过电调控制无刷电机的转动,从而控制无人飞行器的飞行状态。

[0013] 所述查找装置还包括惯性传感器和电子罗盘,所述惯性传感器和电子罗盘均安装在无人飞行器上,所述惯性传感器和电子罗盘分别与中央处理单元的I/o接口连接。

[0014] 所述查找装置还包括报警单元,所述报警单元与中央处理单元的I/O接口连接;所述报警单元包括报警器和报警指示灯中的一种或两种的组合。

[0015] —种自主查找电磁辐射源的查找方法,其特征在于:其步骤如下:

设定电磁辐射传感器的报警门限值,或者载入默认的电磁辐射检测的报警门限值;无人飞行器升空,通过避障单元上各传感器测得的数据建立空间模型;根据建立的空间模型规划飞行路径;根据规划的飞行路径进行飞行同时记录电磁辐射数据,并将测得的电磁辐射数据与设定的报警门限值进行对比,并记录电磁辐射数据大于报警门限值的位置;飞行结束后,无人飞行器降落并上传记录结果。

[0016] 所述建立空间模型具体是指:中央处理单元控制无人飞行器起飞后,中央处理单元依据惯性传感器的数据建立坐标系,然后中央处理单元控制无人飞行器旋转和采集避障单元上各传感器的数据,根据旋转速度和避障单元上各传感器的数据,生成空间模型。

[0017] 所述规划飞行路径具体是指:中央处理单元通过避障单元测得障碍物的位置,规划出初始飞行路径,并且在靠近障碍物时,规划出避障路径,做出避障动作。

[0018] 所述查找方法还包括无人飞行器飞行状态监测和惯性传感器自动校准;当飞行器的飞行参数或各传感器参数异常时,中央处理单元控制无人飞行器上的报警单元通过声、光和悬停中的一种或多种方式发出警示,并降落无人飞行器。

[0019]与现有技术相比,本发明所带来的有益的技术效果表现在:

1、本发明制造成本低,结构简单,组装调试容易,操作方便,所有的零部件均可以很容易获得。无人机的体积小,携带方便。

[0020] 2,本发明可以捕捉辐射功率不大的信号源。中央处理单元通过记录从电磁辐射传感器获取的墙面的电磁辐射数据,找出局部最大值的方法来判断可疑的信号源的发射位置,不再采用传统的阈值法判断信号源的信号发射点,不仅仅提高的判断的准确度,而且还能够识别发射功率小于传统阈值标准的信号源。

[0021] 3,本发明中无人机可以细致的检测到室内每一个地方,中央处理单元根据取得的空间信息,自动生成扫描轨迹,保证扫描的全覆盖。

[0022] 4,本发明可以减小操作人员的工作量,降低室内信号源查找的难度。从无人机开机那一瞬间,中央处理单元可以根据写入的操作算法执行完成飞行器的自校准,飞行器的驾驶,电磁辐射强度的采集,可疑信号源位置的分析、报告,飞行器的返航降落等所有操作,无需任何人为干预,实现开机不管的目的。

[0023] 5,本发明不需要对飞行器的驾驶操作进行专业学习,从而节约了操作人员的培训成本。

附图说明

[0024]图1为本发明查找装置连接关系图。

具体实施方式

[0025] 实施例1

作为本发明一较佳实施例,参照说明书附图1,本实施例公开了:

一种自主查找电磁辐射源的查找装置,包括无人飞行器,还包括用于控制无人飞行器飞行和测试的中央处理单元、用于检测电磁辐射强度的电磁辐射传感器和避障单元;所述中央处理单元、电磁福射传感器和避障单元分别安装在无人飞行器上,所述电磁福射传感器和避障单元分别与中央处理单元电连接。

[0026] 实施例2

作为本发明又一较佳实施例,本实施例公开了:

一种自主查找电磁辐射源的查找装置,包括无人飞行器,还包括用于控制无人飞行器飞行和测试的中央处理单元、用于检测电磁辐射强度的电磁辐射传感器和避障单元;所述中央处理单元、电磁福射传感器和避障单元分别安装在无人飞行器上,所述电磁福射传感器和避障单元分别与中央处理单元电连接;所述中央处理单元包括用于数据计算的中央处理器、用于存储数据的数据存储器和用于与外部设备连接的I/o接口 ;所述电磁辐射传感器和避障单元分别与中央处理单元的I/O接口连接;所述避障单元包括测距传感器、位移传感器和光传感器。

[0027] 实施例3

作为本发明又一较佳实施例,本实施例公开了:

一种自主查找电磁辐射源的查找装置,包括无人飞行器,还包括用于控制无人飞行器飞行和测试的中央处理单元、用于检测电磁辐射强度的电磁辐射传感器和避障单元;所述中央处理单元、电磁福射传感器和避障单元分别安装在无人飞行器上,所述电磁福射传感器和避障单元分别与中央处理单元电连接;所述中央处理单元包括用于数据计算的中央处理器、用于存储数据的数据存储器和用于与外部设备连接的I/o接口 ;所述电磁辐射传感器和避障单元分别与中央处理单元的I/O接口连接;所述避障单元包括测距传感器、位移传感器和光传感器;所述查找装置还包括惯性传感器和电子罗盘,所述惯性传感器和电子罗盘均安装在无人飞行器上,所述惯性传感器和电子罗盘分别与中央处理单元的I/o接口连接;所述查找装置还包括报警单元,所述报警单元与中央处理单元的I/o接口连接;所述报警单元包括报警器和报警指示灯。

[0028] 实施例4

作为本发明又一较佳实施例,本实施例公开了:

一种自主查找电磁辐射源的查找方法,其步骤如下:

设定电磁辐射传感器的报警门限值,或者载入默认的电磁辐射检测的报警门限值;无人飞行器升空,通过避障单元上各传感器测得的数据建立空间模型;根据建立的空间模型规划飞行路径;根据规划的飞行路径进行飞行同时记录电磁辐射数据,并将测得的电磁辐射数据与设定的报警门限值进行对比,并记录电磁辐射数据大于报警门限值的位置;飞行结束后,无人飞行器降落并上传记录结果。

[0029] 所述建立空间模型具体是指:中央处理单元控制无人飞行器起飞后,中央处理单元依据惯性传感器的数据建立坐标系,然后中央处理单元控制无人飞行器旋转和采集避障单元上各传感器的数据,根据旋转速度和避障单元上各传感器的数据,生成空间模型。

[0030] 所述规划飞行路径具体是指:中央处理单元通过避障单元测得障碍物的位置,规划出初始飞行路径,并且在靠近障碍物时,规划出避障路径,做出避障动作。

[0031] 所述查找方法还包括无人飞行器飞行状态监测和惯性传感器自动校准;当飞行器的飞行参数或各传感器参数异常时,中央处理单元控制无人飞行器上的报警单元通过声、光和悬停中的一种或多种方式发出警示,并降落无人飞行器。

[0032] 实施例5

作为本发明又一较佳实施例,本实施例公开了:

一种自主查找电磁辐射源的查找方法,其步骤如下:

设置电磁辐射检测的报警门限值,或者载入默认的电磁辐射检测报警门限值;启动无人飞行器避障单元,并对无人飞行器进行自动检测;飞行器升空,通过读取避障模块上各传感器的数据建立空间模型:中央处理单元控制无人机起飞后,中央处理单元依据惯性测量单元的读数建立坐标系;然后中央处理单元控制无人机旋转和采集测距传感器数据,根据旋转速度和测距传感器的数据,生成室内空间模型;在飞行器飞行过程中,结合无人机的飞行高度和水平位移,计算无人机的位置;规划飞行路径,中央处理单元根据避障单元测得障碍物的位置,规划室内飞行路径,并且在靠近障碍物时,规划出避障路径,作出避障动作;根据规划路径进行飞行测试,记录电磁辐射数据,并对可疑位置进行示警并记录其位置;飞行结束后,无人飞行器降落并上传记录结果。

[0033] 所述对可疑位置进行示警具体是指当无人机在飞行测试的过程中,中央处理单元检测到电磁辐射传感器的数据大于门限值时,立即通过声、光和悬停中的一种或者多种方式提示操作人员。

[0034] 所述查找方法还包括无人飞行器飞行状态监测和惯性传感器自动校准;当飞行器的飞行参数或各传感器参数异常时,中央处理单元控制无人飞行器上的报警单元通过声、光和悬停中的一种或多种方式发出警示,并降落无人飞行器。

[0035] 实施例5

作为本发明又一较佳实施例,本实施例公开了:

一种自主查找电磁辐射源的查找方法,其步骤如下:

首先开机自检,在整套装置的供电以后,中央处理单元对无人飞行器的供电、驱动装置、避障单元、惯性传感器进行检测;当蓄电池电压过低,驱动装置电流过载,各传感器参数有误时,不执行飞行扫描任务,并且报告上述错误。

[0036]由于现在大多数的建筑物的室内环境均是柱体形状,所以只要建立室内环境横截面图,结合从避障单元的距离传感器获取的高度信息便可以建立出该室内环境的空间模型。

[0037] 升空并建立室内空间模型,当无人机停止在地面上时,无法做到原地匀速旋转,并且一般地面障碍物较多,无法测得获得充足数据,所以需要控制飞行器升空采集更多信息;根据测距传感器得到的室内空间的高度信息h,中央处理单元控制无人机一边上升,一边旋转,采集空间距离信息,建立室内空间模型。

[0038] 根据电子罗盘的数据,以正北为X,以正东为y,以垂直向上为z,建立一个3维笛卡尔坐标系。

[0039] 接下来无人机开始搜索墙面,根据上述步骤完成的坐标系的建立,中央处理单元控制无人机飞往最近的一堵墙面,中央处理单元依据避障单元的位移传感器的数据进行位移运算,距离传感器保证飞行器与墙面之间保持安全距离。中央处理单元控制无人机垂直上下飞行的扫描信号强度,保障电磁辐射检测充分。

[0040] 在扫描的过程中,中央处理单元一面控制无人机稳定飞行,避免撞到墙面上,一面计算当前飞行器的水平坐标和收集测距传感器测到的高度,这样测到的每一个电磁辐射值都有两个信息:一个是电磁辐射值,一个是三维坐标位置。

[0041] 在执行完扫描任务后,中央处理单元控制无人机返航并降落。

[0042] 最后,综合所有扫描数据和坐标信息,中央处理单元找到局部最大值便是室内信号源可疑的位置。中央处理单元将可疑位置标记在建立好的室内环境横截面模型上,并且标注上高度值。对照着室内环境的平面模型和高度,操作人员便可以知道可疑的信号源位置。

Claims (10)

1.一种自主查找电磁辐射源的查找装置,包括无人飞行器,其特征在于:还包括用于控制无人飞行器飞行和测试的中央处理单元、用于检测电磁辐射强度的电磁辐射传感器和避障单元;所述中央处理单元、电磁福射传感器和避障单元分别安装在无人飞行器上,所述电磁福射传感器和避障单元分别与中央处理单元电连接。
2.如权利要求1所述的一种自主查找电磁辐射源的查找装置,其特征在于:所述中央处理单元包括用于数据计算的中央处理器、用于存储数据的数据存储器和用于与外部设备连接的I/O接口。
3.如权利要求2所述的一种自主查找电磁辐射源的查找装置,其特征在于:所述电磁福射传感器和避障单元分别与中央处理单元的I/O接口连接。
4.如权利要求1或3所述的一种自主查找电磁辐射源的查找装置,其特征在于:所述避障单元包括测距传感器、位移传感器和光传感器中一种或多种的组合。
5.如权利要求1所述的一种自主查找电磁辐射源的查找装置,其特征在于:所述查找装置还包括惯性传感器和电子罗盘,所述惯性传感器和电子罗盘均安装在无人飞行器上,所述惯性传感器和电子罗盘分别与中央处理单元的I/o接口连接。
6.如权利要求1所述的一种自主查找电磁辐射源的查找装置,其特征在于:所述查找装置还包括报警单元,所述报警单元与中央处理单元的I/o接口连接;所述报警单元包括报警器和报警指示灯中的一种或两种的组合。
7.—种自主查找电磁辐射源的查找方法,其特征在于:其步骤如下: 设定电磁辐射传感器的报警门限值,或者载入默认的电磁辐射检测的报警门限值;无人飞行器升空,通过避障单元上各传感器测得的数据建立空间模型;根据建立的空间模型规划飞行路径;根据规划的飞行路径进行飞行同时记录电磁辐射数据,并将测得的电磁辐射数据与设定的报警门限值进行对比,并记录电磁辐射数据大于报警门限值的位置;飞行结束后,无人飞行器降落并上传记录结果。
8.如权利要求7所述的一种自主查找电磁辐射源的查找方法,其特征在于:所述建立空间模型具体是指:中央处理单元控制无人飞行器起飞后,中央处理单元依据惯性传感器的数据建立坐标系,然后中央处理单元控制无人飞行器旋转和采集避障单元上各传感器的数据,根据旋转速度和避障单元上各传感器的数据,生成空间模型。
9.如权利要求7所述的一种自主查找电磁辐射源的查找方法,其特征在于:所述规划飞行路径具体是指:中央处理单元通过避障单元测得障碍物的位置,规划出初始飞行路径,并且在靠近障碍物时,规划出避障路径,做出避障动作。
10.如权利要求7所述的一种自主查找电磁辐射源的查找方法,其特征在于:所述查找方法还包括无人飞行器飞行状态监测和惯性传感器自动校准;当飞行器的飞行参数或各传感器参数异常时,中央处理单元控制无人飞行器上的报警单元通过声、光和悬停中的一种或多种方式发出警示,并降落无人飞行器。
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