CN105573343A - 一种无人机抓捕系统 - Google Patents

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郭齐红
张佩
杨永强
李超
林康
周权
祖金戈
汪连晖
孙阳
张丽娇
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    • G05D1/12—Target-seeking control

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Abstract

本发明涉及警用技术领域，尤其涉及一种无人机抓捕系统。本发明提出了一种无人机抓捕系统，包括无人直升机平台、设置在无人直升机平台内的目标自动跟踪装置、瞄准装置、抓捕装置，以及与无人机抓捕系统相配合的设置在地面的控制终端，所述控制终端与目标自动跟踪装置、瞄准装置、抓捕装置之间通过无线联通；所述控制终端包括操作手柄、航线规划装置和航拍显示装置；所述瞄准装置为三轴自稳定装置，由俯仰框、方位框、横滚框及速率陀螺组成；所述目标自动跟踪装置包括一体化球形摄像机、全方位云台和自动跟踪模块。本发明具有自动检测跟踪技术及无人抓捕技术，所述无人抓捕系统具有超远距离控制、全自主侦察、识别抓捕精度高的显著优势。

Description

一种无人机抓捕系统
技术领域
本发明涉及警用技术领域，尤其涉及一种无人机抓捕系统。
背景技术
目前抓捕犯罪分子的手段主要是徒手抓捕，当面对危险敌人的时候，人民警察的生命安全受到了严重的威胁。无人抓捕技术在美国、日本等发达国家也处于刚刚兴起的阶段，而且主要是针对扰乱空域的无人直升机，还未应用到抓捕犯罪分子的领域。因此，为了无人直升机技术的发展及增加民警执法的安全性，需要一种高精度、易操作、安全性高的无人抓捕技术。
中国实用新型专利公开号为CN204161624U公开了一种无人直升机天网枪模块，该无人直升机天网枪模块由无人直升机连接架、快速接驳卡口、后坐力缓冲系统、激发伺服器、网枪、瞄准装置和图传系统组成，激发伺服器固定在网枪之上，网枪与后坐力缓冲系统连接，后坐力缓冲系统固定于快速接驳卡口之上，快速接驳卡口可接驳于无人直升机连接架上。本发明由无人直升机挂载空中网枪，可在空中通过瞄准装置准确瞄准目标，通过击发系统发射捕捉网，张网面积是地面的3倍，有效发射距离是地面的50倍，特殊的后坐力缓冲系统能避免后坐力对无人直升机运行的影响，进行有效抓捕，可避免与目标间近距离接触，减低抓捕风险，减少人员伤亡，由意外造成操作人员伤害率下降99.9％。该实用新型专利申请的缺点是：不能根据目标位置全自主飞行抓捕，且抓捕距离受限。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提出了一种无人机抓捕系统，包括无人直升机平台、设置在无人直升机平台内的目标自动跟踪装置、瞄准装置、抓捕装置，以及与无人机抓捕系统相配合的设置在地面的控制终端，所述控制终端与目标自动跟踪装置、瞄准装置、抓捕装置之间通过无线联通；所述控制终端包括操作手柄、航线规划装置和航拍显示装置；所述瞄准装置为三轴自稳定装置，由俯仰框、方位框、横滚框及速率陀螺组成，俯仰框控制抓捕装置的俯仰运动、方位框控制抓捕装置的方位运动、横滚框控制抓捕装置的横滚运动，所述目标自动跟踪装置包括一体化球形摄像机、全方位云台和自动跟踪模块。
进一步的，所述无人直升机平台包括提供动力的一台自身震动、排量为80毫升的水平对置双缸汽油引擎。
所述三轴自稳定装置受外界环境影响发生震动或倾斜时，所述速率陀螺就能够直接测量并获得抓捕装置视轴的偏差，经过并输出控制信号来驱动相应的电机，产生平衡力矩，消除抓捕装置偏差，保持水平稳定。
所述目标自动跟踪装置将图像传输至所述控制终端，工作人员识别目标是否为可疑目标，如果是可疑目标，则所述摄像机的摄像头自动调整方位，持续跟踪目标，等待控制终端的抓捕命令。
所述抓捕装置具有自动/手动开枪捕获功能，有效捕获距离为12m，载弹量为3发。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明所述控制终端与无人直升机平台的彻底分离，使得存在网络的地方就能对无人直升机进行远程控制。
2、本发明所述控制终端中的航线规划装置设计飞行路线实现飞机自主侦察，发现可疑目标后，通过目标自动跟踪系统自主持续跟踪。
3、本发明采用一体化球形摄像机，远距离识别能力远远高于人类肉眼，且抓捕系统的网罩弹出，速度达50m/s，张开面积达10.4平方米，10个歹徒也能够一网打尽。
附图说明
图1为本发明所述无人机抓捕系统示意图；
图2为本发明所述无人机抓捕系统的瞄准装置示意图；
图3为本发明所述无人机抓捕系统的工作流程图。
图中所示：1-无人直升机平台，2-控制终端，3-目标自动跟踪装置，4-瞄准装置，5-抓捕装置，6-俯仰框，7-方位框，8-横滚框。
具体实施方式
下面结合说明书附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。
如图1和图2所示，本发明所述无人机抓捕系统，包括无人直升机平台1、设置在无人直升机平台1内的目标自动跟踪装置3、瞄准装置4、抓捕装置5，以及与无人机抓捕系统相配合的设置在地面的控制终端2，所述控制终端2与目标自动跟踪装置3、瞄准装置4、抓捕装置5之间通过无线联通，并控制自动跟踪装置3、瞄准装置4、抓捕装置5的动作；所述控制终端2包括操作手柄、航线规划装置和航拍显示装置；所述瞄准装置4为三轴自稳定装置，由俯仰框6、方位框7、横滚框8及速率陀螺组成，俯仰框6控制抓捕装置5的俯仰运动、方位框7控制抓捕装置5的方位运动、横滚框8控制抓捕装置5的横滚运动，所述目标自动跟踪装置3包括一体化球形摄像机、全方位云台和自动跟踪模块。
所述无人直升机平台1包括一台提供动力的自身震动、排量为80毫升的水平对置双缸汽油引擎。
所述三轴自稳定装置受外界环境影响发生震动或倾斜时，所述速率陀螺直接测量并获得抓捕装置5视轴的偏差，并输出控制信号来驱动相应的电机，产生平衡力矩，消除抓捕装置5偏差，保持水平稳定。
所述目标自动跟踪装置3将图像传输至所述控制终端2，工作人员识别目标是否为可疑目标，如果是可疑目标，则所述摄像机的摄像头自动调整方位，持续跟踪目标，等待控制终端2的抓捕命令。
所述抓捕装置5具有自动/手动开枪捕获功能，有效捕获距离为12m，载弹量为3发。
如图3所示，当所述系统开始工作时，操作人员在所述控制终端2为无人直升机进行航线规划，启动飞行后，无人直升机即在指定空域执行搜索任务，当工作人员通过航拍显示装置发现活动目标后，由控制终端2确定并向目标自动跟踪装置3发出跟踪指令，目标自动跟踪装置3锁定活动目标并持续稳定跟踪，目标自动跟踪装置3接收到控制终端2的抓捕指令后，当在有效捕获距离范围内时，瞄准装置4瞄准活动目标，控制终端2发出抓捕活动目标指令，抓捕装置5对活动目标进行抓捕；当不在有效攻击范围内时，控制终端2控制无人直升机俯冲达到有效攻击范围内时自主悬停，瞄准装置4瞄准活动目标并通过控制抓捕装置5执行抓捕活动目标。

Claims (4)

1.一种无人机抓捕系统，其特征在于：包括无人直升机平台、设置在无人直升机平台内的目标自动跟踪装置、瞄准装置、抓捕装置，以及与无人机抓捕系统相配合的设置在地面的控制终端，所述控制终端与目标自动跟踪装置、瞄准装置、抓捕装置之间通过无线联通；所述控制终端包括操作手柄、航线规划装置和航拍显示装置；所述瞄准装置为三轴自稳定装置，由俯仰框、方位框、横滚框及速率陀螺组成；所述目标自动跟踪装置包括一体化球形摄像机、全方位云台和自动跟踪模块。
2.根据权利要求1所述无人机抓捕系统，其特征在于：所述无人直升机平台包括一台提供动力的自身震动、排量为80毫升的水平对置双缸汽油引擎。
3.根据权利要求1所述无人机抓捕系统，其特征在于：所述三轴自稳定装置受外界环境影响发生震动或倾斜时，所述速率陀螺就能够直接测量并获得抓捕装置视轴的偏差并输出控制信号来驱动相应的电机，产生平衡力矩，消除抓捕装置偏差，保持水平稳定。
4.根据权利要求1所述无人机抓捕系统，其特征在于：所述目标自动跟踪装置将图像传输至所述控制终端。
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