CN107907010B - 一种抗电磁干扰的反无人机的捕捉装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种抗电磁干扰的反无人机的捕捉装置，包括头部、尾部、小翼和螺旋桨结构；头部内设有捕捉装置控制系统，捕捉装置控制系统包括信息采集模块、控制单元和螺旋桨电机；信息采集模块包括图像采集模块、激光雷达扫描模块、近距离电磁波检测模块，所述图像采集模块、激光雷达扫描模块、近距离电磁波检测模块分别与控制单元连接；螺旋桨电机与螺旋桨结构连接；尾部设置在头部的后方，内设有捕捉网；小翼设置在头部，并与控制单元连接；捕捉装置内还设有能与近距离电磁波检测模块接收到的捕捉装置的螺旋桨电机的电磁波进行反相抵消的补偿电路。本发明能准确捕获无人机，使目标无人机的逃脱可能性低，干扰更小，捕捉更准确。

Description

一种抗电磁干扰的反无人机的捕捉装置

技术领域

本发明涉及飞行器领域，尤其涉及的是一种反无人机的捕捉装置。

背景技术

随着无人机越来越多的出现在人们的生活中，一些不太遵守规则的无人机往往会给他人带来麻烦甚至影响公共安全。为了防范无人机的非法滥用，催生了一个新的事物：反无人机系统。

现有的反无人机的手段主要有干扰阻断类、直接摧毁类和监控控制类。干扰阻断类是通过发射特定电磁波信号来干扰目标无人机的所有信号，使无人机的信号被切断，触发无人机返航，此类方法的反制力度较差；直接摧毁类是利用激光炮直接击落无人机，此类方法的反制力度强，但击落的无人机容易对地面人员造成伤害；监控控制类主要利用黑客技术侵入无人机的操作系统，劫持无线电控制，将无人机缴获，此类方法的技术含量和技术成本高，难以普及。如今逐渐出现一种用于拦截无人机的捕捉装置，捕捉装置通过发射网弹或利用无人机运载拦截框对目标无人机进行捕捉，网弹发射出去后只能依靠惯性飞行，不能调整飞行角度，目标无人机容易逃脱，捕获率低，而且会存在坠落伤人的危险；而通过无人机运载拦截框对目标无人机进行拦截，由于无人机运载有拦截框，其速度难以超越目标无人机，且移动的灵活性差，捕获率低，实用性较差。

因此，现有技术还有待改进和发展。

发明内容

本发明实施例提供一种能准确捕获无人机的抗电磁干扰的捕捉装置。

本发明的技术方案如下：

一种抗电磁干扰的反无人机的捕捉装置，其中，包括头部、尾部、小翼和螺旋桨结构；

所述头部内设有捕捉装置控制系统，所述捕捉装置控制系统包括信息采集模块、控制单元和螺旋桨电机；所述信息采集模块包括图像采集模块、激光雷达扫描模块、近距离电磁波检测模块，所述图像采集模块、激光雷达扫描模块、近距离电磁波检测模块分别与控制单元连接；所述螺旋桨电机与螺旋桨结构连接；所述图像采集模块对捕捉装置前方的物体进行图像采集，所述激光雷达扫描模块对捕捉装置前方的物体进行扫描，所述近距离电磁波检测模块接收捕捉装置周围的电磁波；

所述尾部设置在头部的后方，内设有捕捉网，所述捕捉网与头部连接，尾部内还设有用于打开尾部释放捕捉网的尾部释放结构，所述尾部释放结构与控制单元连接；

所述小翼设置在头部，并与控制单元连接；

所述控制单元对信息采集模块采集的信息进行识别，并对螺旋桨电机、尾部释放结构、小翼和信息采集模块进行控制；

所述捕捉装置内还设有能与近距离电磁波检测模块接收到的捕捉装置的螺旋桨电机的电磁波进行反相抵消的补偿电路所述的抗电磁干扰的反无人机的捕捉装置，其中，所述捕捉装置还包括中部，所述中部设置在头部和尾部之间，中部内设有降落伞，所述降落伞与头部连接，中部内还设有用于打开中部释放降落伞的中部释放结构，所述中部释放结构与控制单元连接，当捕捉装置开始坠落时，控制单元控制中部释放结构打开，释放降落伞。

所述的抗电磁干扰的反无人机的捕捉装置，其中，所述捕捉装置控制系统还包括测速模块，所述测速模块与控制单元连接，当测速模块检测到捕捉装置向上的速度为零时，控制单元控制中部释放结构打开，释放降落伞。

所述的抗电磁干扰的反无人机的捕捉装置，其中，所述尾部释放结构包括尾部炸药仓和炸药触发器；所述尾部炸药仓为内径大于尾部外径的管状结构，或外径小于尾部内径的管状结构，管状结构的上部和下部分别与尾部密封连接，尾部炸药仓与尾部之间形成容纳炸药的炸药仓；所述炸药触发器的一端与炸药仓内部连接，另一端与控制单元连接。

所述的抗电磁干扰的反无人机的捕捉装置，其中，所述尾部释放结构包括尾部炸药包和炸药触发器；所述尾部炸药包设置在捕捉网与尾部内壁之间，所述炸药触发器的一端与尾部炸药包连接，另一端与控制单元连接。

所述的抗电磁干扰的反无人机的捕捉装置，其中，所述中部释放结构包括中部炸药仓和炸药触发器；所述中部炸药仓为内径大于中部外径的管状结构，或外径小于中部内径的管状结构，管状结构的上部和下部分别与中部密封连接，中部炸药仓与中部之间形成容纳炸药的炸药仓；所述炸药触发器的一端与炸药仓内部连接，另一端与控制单元连接。

所述的抗电磁干扰的反无人机的捕捉装置，其中，所述中部释放结构包括中部炸药包和炸药触发器；所述中部炸药包设置在捕捉网与中部内壁之间，所述炸药触发器的一端与中部炸药包连接，另一端与控制单元连接。

所述的抗电磁干扰的反无人机的捕捉装置，其中，在捕捉网的多个边角处设有比捕捉网质量大的小块。

所述的抗电磁干扰的反无人机的捕捉装置，其中，所述螺旋桨结构为可折叠的共轴反向螺旋桨，所述小翼为折叠式小翼。

所述的抗电磁干扰的反无人机的捕捉装置，其中，所述控制单元为自毁式芯片。

本发明的有益效果：本发明提供一种能准确捕获无人机的抗电磁干扰的捕捉装置，采用图像采集模块、激光雷达扫描模块和近距离电磁波检测模块三个模块相互配合，使目标无人机的逃脱可能性低，且对捕捉装置的螺旋桨电机发出的电磁波进行抵消，使近距离电磁波检测模块的干扰更小，捕捉更准确。

附图说明

图1是本发明实施例中的反无人机的捕捉系统的结构示意图。

图2是本发明实施例中的抗电磁干扰的捕捉装置的结构示意图。

图3是本发明实施例中的中部释放结构和尾部释放结构的另一种实施方式的示意图。

图4是本发明实施例中的抗电磁干扰的捕捉装置控制系统的示意图。

图5是本发明实施例中的抗电磁干扰的捕捉装置的捕捉网打开时的示意图。

图6是本发明实施例中的抗电磁干扰的捕捉装置的降落伞打开时的示意图。

附图标记说明：100、捕捉装置；200、发射装置；400、目标无人机；110、头部；111、控制单元；112、图像采集模块；113、近距离电磁波检测模块；114、激光雷达扫描模块；115、测速模块；116、微波/无线电波发射装置；120、中部；121、降落伞；122、中部炸药仓；123、炸药触发器；124、中部炸药包；130、尾部；131、捕捉网；132、尾部炸药仓；133、炸药触发器；134、尾部炸药包；140、螺旋桨结构；150、小翼；210、发射筒；211、瞄准机构；212、基座。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语 “长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参照图1，图1是本发明一实施例中的反无人机的捕捉系统的结构示意图，反无人机的捕捉系统包括发射装置200和捕捉装置100。

发射装置200为捕捉装置100的发射提供推动力，包括动力机构和导向机构，当反无人机的捕捉系统用于车载、船载或地面发射时，发射装置200还包括基座212。动力机构的动力源可以是压缩气体、压缩液体、热动力、弹力等。

发射装置200的其中一种实施方式可以是高压气体发射装置200，其动力机构包括高压储气罐、高压排气阀，导向机构为发射筒210。

高压储气罐通过高压排气阀与发射筒210内部连接，高压储气罐内储存有高压气体，高压气体为惰性气体，当高压排气阀打开时，高压气体从高压储气罐通过高压排气阀进入发射筒210内。基座212设置在安装平面上（如车上、船上、地面上），基座212与发射筒210活动连接，发射筒210的最大水平旋转角度可达360°，最大竖直旋转角度可达90°。发射装置200上设有瞄准机构211，瞄准机构211为光学瞄准镜。

发射装置200为捕捉装置100提供初始的推动力，使捕捉装置100获得较大的初速度，再通过捕捉装置100自身的螺旋桨电机和螺旋桨结构140获得二次推动力，此设置的优点是可减少捕捉装置100内电池的容量，且电池的容量只需能维持捕捉装置100捕捉过程的飞行，而不需要其携带目标无人机400返航，能进一步减少其电池的容量和捕捉装置100的整体重量，更利于捕捉装置100的高速追捕。

如图2至图6所示，本发明的抗电磁干扰的捕捉装置100是外形为导弹形状的三段式结构，包括位于前段的头部110，位于中段的中部120和位于末段的尾部130，头部110与中部120之间设有第一分隔部，中部120与尾部130之间设有第二分隔部。

所述头部110为内部中空的子弹头形状，内设有捕捉装置控制系统，捕捉装置控制系统包括信息采集模块、控制单元111、电池和螺旋桨电机。信息采集模块设置在头部110的最前端，并对目标无人机400的信息进行采集，信息采集模块、螺旋桨电机分别与控制单元111连接；控制单元111接收信息采集模块的检测数据，并对检测数据进行分析处理，识别检测数据是否与预先储存的数据匹配；控制单元111也能对信息采集模块和螺旋桨电机进行控制，所述控制单元111为单片机，电池为控制单元111和螺旋桨电机供电。头部110还包括与螺旋桨电机连接的螺旋桨结构140，螺旋桨结构140为折叠式螺旋桨，在待发射状态时，螺旋桨结构140的叶片贴近捕捉装置100的外壁、并沿捕捉装置100的长度方向折叠收起，当捕捉装置100离开发射装置200时，折叠的叶片沿径向打开。螺旋桨结构140优选为可折叠的共轴反向螺旋桨。为了减少螺旋桨电机对信息采集模块的干扰，对螺旋桨电机进行电磁屏蔽。

所述中部120为中空管状结构，内设有降落伞121，中部120的中空管状结构与第一分隔部、第二分隔部之间形成降落伞121的储存空间；所述降落伞121与头部110连接，并折叠放置在中部120的中空管状结构内，降落伞121的折叠方式与现有的降落伞121折叠方式相同或相似。中部120内还设有用于打开中部120释放降落伞121的中部释放结构，作为中部释放结构的其中一种实施方式，中部释放结构包括中部炸药仓122和炸药触发器123，所述中部炸药仓122可以为内径大于中部120外径的管状结构，管状结构的上部和下部分别与中部120的外表面密封连接，中部炸药仓122内壁与中部120的外壁之间形成容纳炸药的炸药仓；中部炸药仓122也可以设置在中部120的内壁，中部炸药仓122为外径小于中部120内径的管状结构，中部炸药仓122外壁与中部120内壁之间形成容纳炸药的炸药仓；炸药触发器123的一端与炸药仓内部连接，另一端与控制单元111连接，控制单元111能向炸药触发器123发送触发信号，引爆中部炸药仓122，炸药触发器123可以是电火花发生器。中部释放结构的另一种实施方式还可以使用高压气体和释放阀，通过控制单元111向释放阀发送释放信号，触发释放阀向中部120鼓入高压气体，高压气体冲破中部120，释放降落伞121，此方法需要在捕捉装置100内设置高压气体储存室，增加捕捉装置100的重量和体积。打开中部120释放降落伞121的方式并不局限于上述两种方式，也可以是中部炸药包124和炸药触发器123，中部炸药包124设置在降落伞121与中部120内壁之间，并贴近中部120内壁，炸药触发器123的一端与中部炸药包124连接，另一端与控制单元111连接。

所述尾部130为底部封闭的中空管状结构，内设有捕捉网131，尾部130的中空管状结构与第二分隔部、底部之间形成捕捉网131的储存空间；所述捕捉网131与头部110连接，捕捉网131折叠放置在尾部130内。尾部130内还设有用于打开尾部130释放捕捉网131的尾部释放结构，作为尾部释放结构的其中一种实施方式，尾部释放结构包括尾部炸药仓132和炸药触发器133，尾部炸药仓132和炸药触发器133的设置方式与中部炸药仓122和炸药触发器133的设置方式相同，此处不再赘述。另外，尾部释放结构也可以使用高压气体和释放阀，或者尾部炸药包134和炸药触发器133，尾部炸药包134设置在捕捉网131与尾部130内壁之间。为了使捕捉网131打开更迅速和充分，在捕捉网131的多个边角处连接有比捕捉网131质量更大的小块，折叠捕捉网131时，把小块聚集在一起，并贴近尾部130的内壁，当尾部释放结构为尾部炸药包134和炸药触发器133时，尾部炸药包134放置在小块的中间，炸药触发器133的一端与尾部炸药包134连接，另一端与控制单元111连接，当尾部炸药包134炸开时，由于小块的质量比捕捉网131要大，小块被迅速炸向四周，捕捉网131迅速张开；当尾部释放结构为高压空气时，高压空气冲入尾部130并冲破尾部130的外壁，由于小块的质量比捕捉网131要大，小块被迅速冲向四周，捕捉网131迅速张开。

捕捉装置100采用三段式结构，且把需要先释放的捕捉网131设置在尾部130，使捕捉网131释放的瞬间向捕捉装置100的后方打开，对捕捉装置100的飞行影响较小，也让捕捉网131更容易打开。而且中部120设有降落伞121，目标无人机400被捕捉后，捕捉装置100的降落伞121打开，为捕捉装置100和目标无人机400的坠落提供缓冲，不会坠毁和伤人，也便于捕捉装置100的回收。头部110与中部120之间设有第一分隔部，中部120与尾部130之间设有第二分隔部，减少每部分之间的相互影响，中部120和尾部130的外壁可以使用容易爆破的材料。

所述捕捉装置100还包括小翼150，小翼150设置在头部110、螺旋桨结构140的后方，小翼150是折叠式小翼150，小翼150可向头部110的内部折叠，也可以沿头部110的外壁折叠。在捕捉装置100为待发射状态，小翼150被折叠收起，在捕捉装置100离开发射装置200时，小翼150打开或弹出；小翼150与控制单元111连接，在捕捉装置100的飞行过程中，控制单元111可调节小翼150的角度，从而调整捕捉装置100的飞行方向。

所述信息采集模块包括测速模块115、图像采集模块112、激光雷达扫描模块114、近距离电磁波检测模块113，测速模块115、图像采集模块112、激光雷达扫描模块114、近距离电磁波检测模块113分别与控制单元111连接。捕捉装置100可以采用图像采集模块112或激光雷达扫描模块114，或二者的结合进行目标无人机400的信息采集，在本实施例中采用图像采集模块112和激光雷达扫描模块114的结合进行目标无人机400的信息采集。

测速模块115对捕捉装置100的速度进行检测，并向控制单元111传送数据；当捕捉装置100离开发射装置200后，测速模块115检测到捕捉装置100的前进速度为零时，控制单元111控制螺旋桨电机启动，螺旋桨电机带动螺旋桨结构140高速旋转，为捕捉装置100提供飞行动力；当捕捉装置100释放捕捉网131对目标无人机400进行捕捉后，捕捉装置100携带目标无人机400飞行，测速模块115检测到捕捉装置100向上的速度为零时，控制单元111控制中部120释放降落伞121，降落伞121打开，为捕捉装置100和目标无人机400的降落提供缓冲。测速模块115可以是空速管。

图像采集模块112包括摄像头，摄像头设置在捕捉装置100的最前端并伸出捕捉装置100的外壁，摄像头优选为高清摄像头；为了增强能见度差或光线条件差时的图像识别能力，可以选择红外摄像头，使图像采集模块112的适用范围更广，受环境条件限制更小；在本实施例中，为了使摄像头能获取远距离的图像，选用长焦摄像头进行目标图像采集。

在捕捉装置100的飞行过程中，图像采集模块112通过长焦摄像头获取进入视场内的景物，并将此采集到的图像传送至控制单元111，与预先存储的目标特征进行匹配，在匹配成功前，长焦摄像头将不停获取视场内的景物特征；若图像识别的对象是无人机，则可以设定目标特征为无人机的螺旋桨，并把无人机的螺旋桨的特征数据储存在控制单元111中，当无人机进入长焦摄像头的视场时，摄像头获取到无人机螺旋桨的图像，并传送至控制单元111，与预先储存的目标特征进行匹配，匹配成功后，控制单元111把无人机锁定为追踪目标，并通过调节小翼150的角度调整捕捉装置100的飞行方向，使目标无人机400始终处于摄像头视场的正中间。

激光雷达扫描模块114包括激光发射器，激光发射器向捕捉装置100的前方区域发射出激光束，对扫描范围内的物体进行扫描，并把物体反射的激光信号传送至控制单元111。若捕捉装置100的跟踪捕捉对象是无人机，把无人机的螺旋桨设定为识别对象，而无人机的螺旋桨的特征是高速旋转，当激光照射到螺旋桨的叶片上时，激光被反射，当激光照射到螺旋桨叶片之间的缝隙时，激光穿过叶片之间的缝隙，高速旋转的螺旋桨在激光束的照射下，激光的反射呈动态变化，控制单元111根据此反射特征判定扫描对象为无人机，并把无人机锁定为追踪目标，通过调节小翼150的角度调整捕捉装置100的飞行方向，使目标无人机400始终处于捕捉装置100的扫描范围内。激光雷达扫描模块114可以采用现有的3irobotics激光雷达测距传感器，或128线激光雷达VLS-128，最大的扫描范围可达180°。

当捕捉装置100距离目标无人机400较近时，激光雷达扫描模块114接收到目标无人机400反射的激光信号显示目标无人机400已距离很近，此时由于捕捉装置100处于高速飞行状态，捕捉装置100与目标无人机400之间的距离也快速递减，因此当控制单元111接收并计算到捕捉目标无人机400与激光雷达扫描模块114的距离信息时，两者实际上的距离已小于接收到的距离，此时捕捉装置100很容易错过打开捕捉网的时机，而近距离电磁波检测模块113就是为了解决上述的问题。控制单元111通过激光雷达扫描模块114接收到的激光发射信息大致判断目标无人机400与捕捉装置100的距离，当目标无人机400与捕捉装置100的距离小于预设距离时（预设距离可以是30m、20m、10m等），控制单元111启动近距离电磁波检测模块113，防止目标无人机400逃至捕捉装置100信息采集的死角或发出烟雾等障眼法逃脱，使捕捉装置100能及时打开捕捉网131。

近距离电磁波检测模块113能接收目标无人机400的电机发出的微弱电磁波，并把电磁波信号传送至控制单元111，控制单元111判断电磁波的频段是否处于预设的电磁波频段（预设的电磁波频段为现有无人机电机的电磁波频段），当接收的电磁波落入预设的电磁波频段时，控制单元111控制尾部释放捕捉网131，捕捉网131张开后从目标无人机400的后下方网住目标无人机400；或当控制单元111接收到电磁波信号时，直接控制尾部释放捕捉网131。由于目标无人机400的电机发出的电磁波信号微弱，只有在距离目标无人机400较近时（约5m左右）才能接收到，而这个距离也是捕捉网131打开的最佳时机，因此，利用近距离电磁波检测模块113是否接收到目标无人机400的电机电磁波信号来控制捕捉网131的打开，使控制单元111能更准确、可靠地判断捕捉网131打开的时机。近距离电磁波检测模块113可以是电场感应电路，当电场感应电路附近出现变化的电磁场时，电场感应电路向控制单元111输出电信号，控制单元111接收到此电信号时，立刻向尾部释放结构发出释放指令，尾部释放结构释放出捕捉网131。

由于近距离电磁波检测模块113和控制单元111是对无人机的螺旋桨电机发出的电磁波进行识别，而捕捉装置100自身也有螺旋桨电机，也会发出电磁波，且电磁波的频段都在识别频段范围内，会对控制单元111的识别造成很大的干扰，因此需要对捕捉装置100的螺旋桨电机进行电磁屏蔽，但使用现有的电磁屏蔽材料会增加捕捉装置100的重量。本发明电磁屏蔽的方式是在头部110的内部设置能与捕捉装置100螺旋桨电机发出的电磁波进行反相抵消的补偿电路，补偿电路中产生的电磁波恰好与近距离电磁波检测模块113检测到的螺旋桨电机的电磁波是反相且波幅相同，即相当于捕捉装置100螺旋桨电机发出的电磁波被抵消掉了，因此不会对目标无人机400的电磁波识别产生干扰，使近距离电磁波的检测和识别更准确。

具体地，所述补偿电路包括第一放大器和反相器，补偿电路中有一段导线设置在螺旋桨电机的电磁场中，当捕捉装置100的螺旋桨电机运作时，由于导线处于变化的电磁场中，导线内产生变化的电信号，电信号经过第一放大器进行一定倍数的放大后，再经过反相器进行波形的反相，形成波形相反的电信号后输出; 近距离电磁波检测模块113与第二放大器连接,组成检测电路,近距离电磁波检测模块113能检测到的捕捉装置100的螺旋桨电机发出的电磁波并形成螺旋桨电机电信号, 螺旋桨电机电信号经过第二放大器进行一定倍数的放大后输出,补偿电路输出的电信号与检测电路输出的电信号在一加法电路中进行叠加,使补偿电路输出的电信号与检测电路输出的电信号恰好发生反相抵消。由于捕捉装置100的螺旋桨电机、检测电路和补偿电路在捕捉装置100中的位置是相对固定的，且捕捉装置100的螺旋桨电机发出的电磁波的波形和波幅基本是不变的，因此可在捕捉装置100的生产过程中，先把补偿电路调试好，对经过第二放大器放大后的捕捉装置100的螺旋桨电机电信号进行分析，再根据螺旋桨电机电信号对第一放大器的放大倍数进行调试，使第一放大器放大后的电信号与第二放大器放大后的螺旋桨电机电信号的波幅和波形完全相同，第一放大器放大后的电信号再经过反相器后，便能与第二放大器放大后的电磁波信号在加法电路中进行反相抵消，使加法电路中输出的电信号只剩下检测到的目标无人机400电机发出的电信号，近距离电磁波检测模块113把进行抵消后剩下的电信号传送至控制单元111。当目标无人机400与捕捉装置100的距离小于预设距离时，激光雷达扫描模块114向控制单元111发送到达信号，控制单元111向检测电路和补偿电路发送启动指令，检测电路和补偿电路同时启动，补偿电路使近距离电磁波检测模块113只对来自目标无人机400的电机发出的电磁波信号进行数据传送，当近距离电磁波检测模块113检测到不属于捕捉装置100自己的电磁波信号时，向控制单元111传送释放信号，控制单元111立刻向尾部释放结构发送释放指令。

为了降低捕捉装置100的成本，提高捕捉装置100的利用率，捕捉装置100还包括寻回结构，寻回结构可以是微波/无线电波发射装置116或烟雾弹/信号弹，微波/无线电波发射装置116和烟雾弹/信号弹可设置在头部110内；当捕捉装置100开始下落时，或控制单元111触发中部释放结构打开的同时，或捕捉装置100触地后，寻回结构打开，并向外发出信息；当寻回结构是微波/无线电波发射装置116时，微波/无线电波发射装置116与控制单元111连接，控制单元111能控制微波/无线电波发射装置116发出微波/无线电信号；当寻回结构是烟雾弹/信号弹时，可通过点燃或通过控制单元111发出信号触发；地面人员根据接收到的微波/无线电波的信号判断信号的来源方向，或根据空中的烟雾来源方向找回捕捉装置100，并对捕捉装置100进行回收利用。寻回结构还可以采用闪光装置或发声装置进行辅助找回。

为了防止他人捡获捕捉装置100后非法利用，控制单元111为自毁式芯片，当寻回结构打开的瞬间，控制单元111进行自毁，使他人即使捡获也无法利用。

本发明的抗电磁干扰捕捉装置100的启动过程如下：首先，捕捉装置100的发射装置200处于待命状态，捕捉装置100安装于发射装置200中，地面人员通过地面的无线电监测装置发现空中的无人机；发现无人机后，地面人员根据无线电监测装置检测到的无人机的位置信息，调整发射装置200的发射方向和角度，瞄准目标无人机400，同时图像采集模块112启动，采集视场内的物体图像，控制单元111对采集到的图像进行目标识别，当控制单元111识别出目标无人机400后，控制单元111可向外发出提示声音，地面人员立刻发射捕捉装置100；捕捉装置100从发射装置200中加速飞出，螺旋桨和小翼150打开，测速模块115对捕捉装置100的速度进行检测；当测速模块115检测到发射后的捕捉装置100的前进速度为零时，控制单元111控制螺旋桨电机启动，螺旋桨结构140高速旋转，为捕捉装置100提供动力。

捕捉装置100的目标识别和追踪过程如下：捕捉装置100脱离发射装置200后，控制单元111根据长焦摄像头中的目标位置控制捕捉装置100对目标无人机400进行追踪；若追踪过程中，目标无人机400逃离图像采集模块112的采集范围（长焦摄像头的视场范围较狭窄，目标无人机400较易逃脱），或目标无人机400已超出长焦摄像头的视场范围，控制单元111丢失追踪目标，触发激光雷达扫描模块114启动并进行大范围的扫描，由于目标无人机400的逃离速度有限，在追踪目标消失的瞬间立刻启动激光雷达扫描，目标无人机400几乎没有逃脱的可能，控制单元111再进行二次的识别和追踪；当激光雷达扫描模块114获取到的目标无人机400与捕捉装置100的距离已经小于预设距离时，控制单元111触发近距离电磁波检测模块113和补偿电路启动；当近距离电磁波检测模块113采集到来自捕捉装置100外面的电磁波时，控制单元111触发尾部释放结构。

捕捉装置100的捕捉降落过程如下：当尾部释放结构被触发，尾部130的捕捉网131被释放，捕捉网131从捕捉装置100飞行的后下方捕获目标无人机400，目标无人机400的螺旋桨被捕捉网131缠住，失去飞行动力；目标无人机400随捕捉装置100一起飞行，当电池的电量释放完毕，捕捉装置100失去动力，并和目标无人机400一起下落；测速模块115检测到捕捉装置100向上的速度为零时，控制单元111触发中部释放结构释放降落伞121；降落伞121打开，捕捉装置100与目标无人机400缓慢下落。

捕捉装置100的寻回过程如下：当捕捉装置100开始下落时，或控制单元111触发中部释放结构打开的同时，或捕捉装置100触地后，触发寻回结构，寻回结构向外发射微波/无线电波，或寻回结构向外发射烟雾弹；地面人员采集捕捉装置100发出的微波/无线电波，或根据烟雾的方向进行寻找。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种抗电磁干扰的反无人机的捕捉装置，其特征在于，包括头部、尾部、小翼和螺旋桨结构；

所述头部内设有捕捉装置控制系统，所述捕捉装置控制系统包括信息采集模块、控制单元和螺旋桨电机；所述信息采集模块包括图像采集模块、激光雷达扫描模块、近距离电磁波检测模块，所述图像采集模块、激光雷达扫描模块、近距离电磁波检测模块分别与控制单元连接；所述螺旋桨电机与螺旋桨结构连接；所述图像采集模块对捕捉装置前方的物体进行图像采集，所述激光雷达扫描模块对捕捉装置前方的物体进行扫描，所述近距离电磁波检测模块接收捕捉装置周围的电磁波；

所述尾部设置在头部的后方，内设有捕捉网，所述捕捉网与头部连接，尾部内还设有用于打开尾部释放捕捉网的尾部释放结构，所述尾部释放结构与控制单元连接；

所述小翼设置在头部，并与控制单元连接；

所述控制单元对信息采集模块采集的信息进行识别，并对螺旋桨电机、尾部释放结构、小翼和信息采集模块进行控制；

所述捕捉装置内还设有能与近距离电磁波检测模块接收到的捕捉装置的螺旋桨电机的电磁波进行反相抵消的补偿电路。

2.根据权利要求1所述的抗电磁干扰的反无人机的捕捉装置，其特征在于，所述捕捉装置还包括中部，所述中部设置在头部和尾部之间，中部内设有降落伞，所述降落伞与头部连接，中部内还设有用于打开中部释放降落伞的中部释放结构，所述中部释放结构与控制单元连接，当捕捉装置开始坠落时，控制单元控制中部释放结构打开，释放降落伞。

3.根据权利要求2所述的抗电磁干扰的反无人机的捕捉装置，其特征在于，所述捕捉装置控制系统还包括测速模块，所述测速模块与控制单元连接，当测速模块检测到捕捉装置向上的速度为零时，控制单元控制中部释放结构打开，释放降落伞。

4.根据权利要求1所述的抗电磁干扰的反无人机的捕捉装置，其特征在于，所述尾部释放结构包括尾部炸药仓和炸药触发器；所述尾部炸药仓为内径大于尾部外径的管状结构，或外径小于尾部内径的管状结构，管状结构的上部和下部分别与尾部密封连接，尾部炸药仓与尾部之间形成容纳炸药的炸药仓；所述炸药触发器的一端与炸药仓内部连接，另一端与控制单元连接。

5.根据权利要求1所述的抗电磁干扰的反无人机的捕捉装置，其特征在于，所述尾部释放结构包括尾部炸药包和炸药触发器；所述尾部炸药包设置在捕捉网与尾部内壁之间，所述炸药触发器的一端与尾部炸药包连接，另一端与控制单元连接。

6.根据权利要求2所述的抗电磁干扰的反无人机的捕捉装置，其特征在于，所述中部释放结构包括中部炸药仓和炸药触发器；所述中部炸药仓为内径大于中部外径的管状结构，或外径小于中部内径的管状结构，管状结构的上部和下部分别与中部密封连接，中部炸药仓与中部之间形成容纳炸药的炸药仓；所述炸药触发器的一端与炸药仓内部连接，另一端与控制单元连接。

7.根据权利要求2所述的抗电磁干扰的反无人机的捕捉装置，其特征在于，所述中部释放结构包括中部炸药包和炸药触发器；所述中部炸药包设置在捕捉网与中部内壁之间，所述炸药触发器的一端与中部炸药包连接，另一端与控制单元连接。

8.根据权利要求1~7任一项所述的抗电磁干扰的反无人机的捕捉装置，其特征在于，在捕捉网的多个边角处设有比捕捉网质量大的小块。

9.根据权利要求1~7任一项所述的抗电磁干扰的反无人机的捕捉装置，其特征在于，所述螺旋桨结构为可折叠的共轴反向螺旋桨，所述小翼为折叠式小翼。

10.根据权利要求1~7任一项所述的抗电磁干扰的反无人机的捕捉装置，其特征在于，所述控制单元为自毁式芯片。

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