CN106529514B - 一种基于红外热成像的无人机干扰方法、系统及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于红外热成像的无人机干扰方法，包括以下步骤：设置预定空域接收范围，将所述空域接收范围划分为多个区域；设置预定图像库，所述预定图像库中预先存储有无人机红外热成像特征参数；每隔预定时间接收所述接收范围内的热红外辐射信号；对所述热红外辐射信号进行处理后得到红外图像特征数据；将所述特征数据与所述预定图像库中存储的特征参数进行对比，若判断一致，计算所述热成像图片中无人机当前所属的区域位置；向所述区域位置发送干扰信号，所述干扰信号用于干扰无人机与无人机控制器之间的通信链路。本发明不需要对无人机进行精确定位以及实时跟踪便能够对入侵的无人机进行干扰，成本较低、运行简单、不需要大量计算资源。

Description

一种基于红外热成像的无人机干扰方法、系统及装置

技术领域

本发明涉及反无人机领域，特别涉及一种基于红外热成像的无人机干扰方法、系统及装置。

背景技术

随着无人机开发与制造成本的降低，无人机行业发展迅猛，民用无人机已逐步应用到娱乐、物流、新闻、搜救、能源、遥感测绘等领域，贴近普通民众的生活。截止2015年国内从事无人机研发和生产销售的企业超过了400家，对于消费级无人机的操作人员需求总量超过了10万，我国拥有相关机构颁发的具有无人机合格证的操作人员仅为2142个，每年差不多都有2万架无人机处于黑飞状态。由于相关的法律法规还不完善，监控手段及反制手段的缺失，致使无人机黑飞已经成为了棘手的国际化的社会问题，由无人机黑飞所牵扯出的各类事件总是引发社会的广泛热议；而无人机的无序甚至违法使用给社会和个人都带来了重大的安全隐患、隐私侵犯和潜在威胁，也给社会安保带来了巨大的新挑战。

目前在全球已发生多起无人机非法进入敏感空域事件，无人机的违法违规飞行会对国家公共安全、飞行安全甚至空防安全构成威胁，无人机不能无人管，这些民用无人机改造潜力巨大，很容易携带爆炸物、有害化学物品等，很容易成为恐怖袭击、违法监视监听的工具，为公共安全带来极大隐患。

现有反无人机设备通常首先需要对空域内的无人机进行识别，进而对识别到的无人机进行跟踪，最后通过干扰、捕获等手段进行无人机拦截，然而，在夜间或大雾等恶劣天气下，图像识别几乎无法正常工作，而采用雷达识别，其成本较高，此外，现有方案还需要对识别到的无人机进行精确定位并实时跟踪，以便进行后续的干扰或捕获，仍然需要耗费大量的计算资源。

发明内容

本发明在于克服现有技术的上述不足，提供一种成本较低、运行简单、不需要大量计算资源的基于红外热成像的无人机干扰方法、系统及装置。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于红外热成像的无人机干扰方法，包括以下步骤：

设置预定空域接收范围，将所述空域接收范围划分为多个区域；

设置预定图像库，所述预定图像库中预先存储有无人机红外热成像特征参数；

每隔预定时间接收所述接收范围内的热红外辐射信号；

对所述热红外辐射信号进行处理后得到红外图像特征数据；

将所述特征数据与所述预定图像库中存储的特征参数进行对比，若判断一致，计算所述热成像图片中无人机当前所属的区域位置；

向所述区域位置发送干扰信号，所述干扰信号用于干扰无人机与无人机控制器之间的通信链路。

进一步地，若判断所述特征数据与所述预定图像库中存储的特征参数对比不一致，则停止发送干扰信号。

进一步地，将所述特征数据与所述预定图像库中存储的特征参数进行对比，若判断一致，则向所述区域位置和与所述区域位置相邻的区域发送干扰信号。

进一步地，其特征在于，所述对所述热红外辐射信号进行处理包括：

热红外辐射信号进行放大后转化为数字信号；

对所述数字信号进行拉普拉斯滤波变换、中值滤波加权降噪处理；

对经过降噪处理的信号提取红外图像特征数据，得到红外图像特征数据。

本发明同时公开了一种基于红外热成像的无人机干扰系统，包括存储单元，连接数据处理单元，用于存储无人机红外热成像特征参数；

红外探测器，连接所述数据处理单元，用于获取待探测空域的红外图像信号，将所述红外图像信号发送到所述数据处理单元；

所述数据处理单元连接干扰单元，用于将所述待探测空域划分为多个区域，还用于对所述红外图像信号进行处理得到特征数据，将所述特征数据与所述存储单元存储的特征参数进行对比，若判断一致，计算所述热成像图片中无人机当前所属的区域位置，并控制所述干扰单元向所述无人机当前所属的区域位置发送干扰信号；

所述干扰单元用于发送所述干扰信号，干扰无人机与无人机控制器之间的通信链路。

进一步地，所述数据处理单元还用于，若判断所述特征数据与所述存储单元存储的特征参数对比不一致，控制所述干扰单元停止发送干扰信号。

进一步地，所述数据处理单元还用于将所述特征数据与所述存储单元中存储的特征参数进行对比，若判断一致，控制所述干扰单元向所述区域位置和与所述区域位置相邻的区域发送干扰信号。

进一步地，所述对所述红外图像进行处理包括：

红外图像信号进行放大后转化为数字信号；

对所述数字信号进行拉普拉斯滤波变换、中值滤波加权降噪处理；

对经过降噪处理的信号提取红外图像特征数据，得到红外图像特征数据。

本发明同时公开了一种基于红外热成像的无人机干扰装置，包括本发明所述的无人机干扰系统。

与现有技术相比，本发明的有益效果

本发明的基于红外热成像的无人机干扰方法通过对待监测的空域进行划分区域，并通过红外热成像技术能够实现对无人机的粗定位，并对该粗定位的区域直接发送干扰信号，相比现有方案，本发明不需要对无人机进行精确定位以及实时跟踪便能够对入侵的无人机进行干扰，成本较低、运行简单、不需要大量计算资源。

附图说明

图1所示为本发明的基于红外热成像的无人机干扰方法流程图。

图2所示为本发明的基于红外热成像的无人机干扰系统模块框图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1：

图1所示为本发明的基于红外热成像的无人机干扰方法流程图，包括以下步骤：

设置预定空域接收范围，将所述空域接收范围划分为多个区域；

设置预定图像库，所述预定图像库中预先存储有无人机红外热成像特征参数；

每隔预定时间接收所述接收范围内的热红外辐射信号；

对所述热红外辐射信号进行处理后得到红外图像特征数据；

将所述特征数据与所述预定图像库中存储的特征参数进行对比，若判断一致，计算所述热成像图片中无人机当前所属的区域位置；

向所述区域位置发送干扰信号，所述干扰信号用于干扰无人机与无人机控制器之间的通信链路。

在实际应用中，反无人机一般针对特定的空域进行保护，例如在集会时保护集会上空的空域不受无人机侵入，保护敏感空域安全，其都具有保护边界，本发明的预定空域接收范围即为该边界组成的闭合空域空间，具体地，由于该空域可能较大，因此在实际检测时，为了方便对侵入的无人机进行粗定位，需要将该空域划分为多个小区域，以便能够将侵入的无人机定位在小区域中，方便后续进行干扰。本发明通过发送干扰信号的方式干扰无人机与无人机控制器之间的通信链路，而干扰信号的空间传输范围也是可调的，因此为了能够较为精确的打击，应该保证每个小区域的范围都能够被干扰信号的空间传输范围所覆盖。

本发明的预定图像库中存储有不同形态下无人机的热成像数据，该数据是预先测试后得到的较为标准数据，用于对无人机进行快速识别，相比传统的方法，识别速度快。

上述预定时间可调，在无人机频发的空域，可将预定时间设置为一个较短的时间，如1S，在另一个实施方式中，在初期可设置为一个较长的时间，若识别到可疑飞行物，则提高识别效率，以便快速的判断是否为无人机，并实现快速打击。

本发明的基于红外热成像的无人机干扰方法通过对待监测的空域进行划分区域，并通过红外热成像技术能够实现对无人机的粗定位，并对该粗定位的区域直接发送干扰信号，相比现有方案，本发明不需要对无人机进行精确定位以及实时跟踪便能够对入侵的无人机进行干扰，成本较低、运行简单、不需要大量计算资源。

在一个具体实施方式中，若判断所述特征数据与所述预定图像库中存储的特征参数对比不一致，则停止发送干扰信号。

在对无人机识别后即进入干扰阶段，而判定干扰阶段的完成仍需要通过采集空域图像进行判断，若判断所述特征数据与所述预定图像库中存储的特征参数对比不一致则表明此时空域中没有无人机，就停止发送干扰信号。

在一个具体实施方式中，将所述特征数据与所述预定图像库中存储的特征参数进行对比，若判断一致，则向所述区域位置和与所述区域位置相邻的区域发送干扰信号。

在实际应用中，从采集数据传回到识别完成需要一定的时间，如2s，此时会产生时间差，导致干扰信号没有发送到正确的区域中，或者采集时无人机正好在两块区域的边界处，此时极有可能发送到错误的区域中，因此通过扩大发送区域来避免这种错误，在预先划分区域时，如果划分的较小，则根据实际情况延伸更多的区域发送干扰信号，具体根据实际情况而定。

在一个具体实施方式中，其特征在于，所述对所述热红外辐射信号进行处理包括：

热红外辐射信号进行放大后转化为数字信号；

对所述数字信号进行拉普拉斯滤波变换、中值滤波加权降噪处理；

对经过降噪处理的信号提取红外图像特征数据，得到红外图像特征数据。

上述处理方案在现有技术的其他领域应用中以有相关记载，在此不再赘述。

本发明同时公开了一种基于红外热成像的无人机干扰系统，参看图2，包括存储单元2，连接数据处理单元1，用于存储无人机红外热成像特征参数；

红外探测器3，连接所述数据处理单元1，用于获取待探测空域的红外图像信号，将所述红外图像信号发送到所述数据处理单元1；

所述数据处理单元1连接干扰单元4，用于将所述待探测空域划分为多个区域，还用于对所述红外图像信号进行处理得到特征数据，将所述特征数据与所述存储单元存储的特征参数进行对比，若判断一致，计算所述热成像图片中无人机当前所属的区域位置，并控制所述干扰单元向所述无人机当前所属的区域位置发送干扰信号；

所述干扰单元4用于发送所述干扰信号，干扰无人机与无人机控制器之间的通信链路。

所述数据处理单元1还用于，若判断所述特征数据与所述存储单元2存储的特征参数对比不一致，控制所述干扰单元4停止发送干扰信号。

所述数据处理单元1还用于将所述特征数据与所述存储单元2中存储的特征参数进行对比，若判断一致，控制所述干扰单元向所述区域位置和与所述区域位置相邻的区域发送干扰信号。

所述对所述红外图像进行处理包括：

红外图像信号进行放大后转化为数字信号；

对所述数字信号进行拉普拉斯滤波变换、中值滤波加权降噪处理；

对经过降噪处理的信号提取红外图像特征数据，得到红外图像特征数据。

本发明同时公开了一种基于红外热成像的无人机干扰装置，包括本发明所述的无人机干扰系统。

上面结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细说明，但本发明并不限制于上述实施方式，在不脱离本申请的权利要求的精神和范围情况下，本领域的技术人员可以作出各种修改或改型。

Claims (5)

1.一种基于红外热成像的无人机干扰方法，其特征在于，包括以下步骤：

设置预定空域接收范围，将所述空域接收范围划分为多个区域；

设置预定图像库，所述预定图像库中预先存储有无人机红外热成像特征参数；

每隔预定时间接收所述接收范围内的热红外辐射信号；

对所述热红外辐射信号进行处理后得到红外图像特征数据；

将所述特征数据与所述预定图像库中存储的特征参数进行对比，若判断一致，计算所述热成像图片中无人机当前所属的区域位置；

向所述区域位置发送干扰信号，所述干扰信号用于干扰无人机与无人机控制器之间的通信链路；

若判断所述特征数据与所述预定图像库中存储的特征参数对比不一致，则停止发送干扰信号；

将所述特征数据与所述预定图像库中存储的特征参数进行对比，若判断一致，则向所述区域位置和与所述区域位置相邻的区域发送干扰信号。

2.根据权利要求1所述的基于红外热成像的无人机干扰方法，其特征在于，所述对所述热红外辐射信号进行处理包括：

热红外辐射信号进行放大后转化为数字信号；

对所述数字信号进行拉普拉斯滤波变换、中值滤波加权降噪处理；

对经过降噪处理的信号提取红外图像特征数据，得到红外图像特征数据。

3.一种基于红外热成像的无人机干扰系统，其特征在于，包括存储单元，连接数据处理单元，用于存储无人机红外热成像特征参数；

红外探测器，连接所述数据处理单元，用于获取待探测空域的红外图像信号，将所述红外图像信号发送到所述数据处理单元；

所述数据处理单元连接干扰单元，用于将所述待探测空域划分为多个区域，还用于对所述红外图像信号进行处理得到特征数据，将所述特征数据与所述存储单元存储的特征参数进行对比，若判断一致，计算所述热成像图片中无人机当前所属的区域位置，并控制所述干扰单元向所述无人机当前所属的区域位置发送干扰信号；

所述干扰单元用于发送所述干扰信号，干扰无人机与无人机控制器之间的通信链路；

所述数据处理单元还用于，若判断所述特征数据与所述存储单元存储的特征参数对比不一致，控制所述干扰单元停止发送干扰信号；

所述数据处理单元还用于将所述特征数据与所述存储单元中存储的特征参数进行对比，若判断一致，控制所述干扰单元向所述区域位置和与所述区域位置相邻的区域发送干扰信号。

4.根据权利要求3所述的基于红外热成像的无人机干扰系统，其特征在于，所述对所述红外图像进行处理包括：

红外图像信号进行放大后转化为数字信号；

对所述数字信号进行拉普拉斯滤波变换、中值滤波加权降噪处理；

对经过降噪处理的信号提取红外图像特征数据，得到红外图像特征数据。

5.一种基于红外热成像的无人机干扰装置，包括如权利要求3或4所述的无人机干扰系统。

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