CN110207545B - 一种无人机拦截系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无人机拦截系统，包括若干无人机组，连接若干无人机组的拦截网，还包括控制终端、定位模块、追踪模块、追踪显示模块、追踪规划模块、追踪路线计算模块及触发模块；控制终端用于控制若干无人机组的运动；定位模块定位拦截目标；追踪模块用于追踪拦截目标；追踪显示模块用于显示拦截网及拦截目标所在的位置；追踪规划模块用于规划拦截网到达拦截目标所在位置的追踪路线；追踪路线计算模块用于计算若干追踪路线的长度；触发模块耦接于追踪路线计算模块以选择最短的追踪路线并加载于控制终端中以控制若干无人机组按照最短路线向拦截目标运动并进行拦截。本发明具有拦截速度快、拦截效率高的效果。

Description

一种无人机拦截系统

技术领域

本发明涉及无人机的技术领域，尤其是涉及一种无人机拦截系统。

背景技术

无人机是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器，随着社会的发展，无人机逐渐被应用于高空或低空拦截领域。

现有的无人机拦截系统如公布号为CN106709498A的一种中国发明专利，其公开了一种无人机拦截系统，包括地面预警平台，用于对目标空域实时扫描监控，识别、跟踪目标无人机，向拦截无人机发送拦截信号；拦截无人机，接收所述拦截信号，逼近目标无人机，实施拦截。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：上述拦截系统在扫描到目标无人机后，即向拦截无人机发出拦截信号以对目标无人机进行拦截，在这个过程中，是拦截无人机一接收到信号即开始行动，而在拦截无人机向目标无人机运动的过程中，可能会存在较多的拦截路线，上述拦截系统并没有给拦截无人机规划好特定的路线，使得拦截无人机即使逼近目标无人机，也可能出现偏离运行航道的情况，进而出现对目标无人机拦截速度较慢的情况。

发明内容

本发明的目的是提供一种无人机拦截系统，具有拦截速度快的优势。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种无人机拦截系统，包括若干无人机组，连接若干所述无人机组的拦截网，还包括：

控制终端，用于进行数据的处理并控制若干无人机组的运动；

定位模块，耦接于所述控制终端并用于对拦截目标进行精确定位；

追踪模块，设置于所述拦截网上且耦接于所述控制终端并用于对经过定位模块进行定位后的拦截目标进行追踪；

追踪显示模块，内置有追踪地图，且耦接于所述控制终端并以拦截网所在位置为起点，拦截目标所在位置为终点并于追踪地图上进行显示；

追踪规划模块，耦接于所述控制终端并用于规划所述拦截网到达拦截目标所在位置的追踪路线并于所述追踪显示模块进行显示；

追踪路线计算模块，耦接于所述追踪规划模块并用于计算若干所述追踪路线的长度；

触发模块，耦接于所述追踪路线计算模块以选择最短的追踪路线并加载于所述控制终端中以控制若干无人机组按照最短路线向拦截目标运动并进行拦截。

通过采用上述技术方案，当需要对空中的不明物体等拦截目标进行拦截时，可通过定位模块确定拦截目标所在的位置并将位置信息数据传递至控制终端中，此时追踪模块获取拦截目标的位置信息后进行实时追踪，并通过追踪显示模块内的追踪地图精确地显示拦截目标所处的位置，此时为方便无人机组携带拦截网前往拦截目标所处的位置进行拦截，通过追踪规划模块规划出无人机组可运送的行进路线，再利用追踪路线计算模块找出最短的路线后，触发模块将改路线的信息传递至控制终端以控制无人机组的运动，进而使得若干无人机组可通过最短的路线快速到达拦截目标所在位置，以及时拦截，有利于提高对拦截目标的拦截效率。

本发明进一步设置为：所述追踪模块位于所述拦截网的中心。

通过采用上述技术方案，在进行追踪路线规划及计算时，主要通过追踪模块与拦截目标之间的距离，通过将追踪模块设置于拦截网的中心，使得拦截网在接触拦截目标进行拦截时，使得拦截网的中心先一步承受拦截目标的重力，进而使得拦截网所受到的力均匀向无人机组方向分散，进而可减少拦截网的损坏。

本发明进一步设置为：还包括：

障碍物探测模块，耦接于所述控制终端并用于实时探测若干追踪路线上障碍物的数量及平均高度，并形成追踪路线障碍物数量数据库、追踪路线障碍物平均高度数据库；

环境监测模块，耦接于所述控制终端并用于监测若干追踪路线上晴朗天气的时间，并形成追踪路线晴朗天气时间长度数据库；

一旦所述触发模块选择的最短追踪路线为多条时，所述控制终端于所述追踪路线障碍物数量数据库、追踪路线障碍物平均高度数据库及追踪路线晴朗天气时间长度数据库中选择障碍物数量最少且平均高度最低、晴朗天气时间最长的路线并控制若干无人机组运动。

通过采用上述技术方案，在若干条规划好的追踪路线中，最短的距离路线也可能会出现多条，而在这多条的路线中会出现较多影响无人机组飞行的因素，优选的为天气、障碍物等因素，此时通过环境监测模块监测所有追踪路线上的天气以及通过障碍物探测模块探测所有追踪路线上的障碍物数量、平均高度等，之后在多条的追踪路线中选择障碍物数量最少且平均高度最低、晴朗天气时间最长的路线，以减少对无人机组飞行过程中的阻碍，进而可进一步减少无人机组到达拦截目标的时间，进一步提高拦截网的拦截速度。

本发明进一步设置为：定义所述控制终端于所述追踪路线障碍物数量数据库、追踪路线障碍物平均高度数据库及追踪路线晴朗天气时间长度数据库中选择追踪路线时，优先以晴朗天气时间为第一选择对象，障碍物数量为第二选择对象，障碍物平均高度为第三选择对象。

通过采用上述技术方案，在无人机组飞行过程中，障碍物的数量及高度对无人机组进行影响时，无人机组可增加能源的消耗以提高飞行高度进行避免，而天气对无人机组的影响是全方面的，雨雪大风等天气会影响整个无人机组，因此为减少阻碍因素而选择最短追踪路线的过程中，以天气为第一选择对象。

本发明进一步设置为：还包括：

冒泡排序模块，耦接于所述控制终端并用于对述追踪路线障碍物数量数据库中的追踪路线按照障碍物数量由多到少排序，对所述追踪路线障碍物平均高度数据库中的追踪路线按照障碍物平均高度由高到低排序，对所述追踪路线晴朗天气时间长度数据库中的追踪路线按照晴朗天气时间由长到短排序。

通过采用上述技术方案，通过冒泡排序模块对各数据库中的数据进行相关的排序，以便于控制终端能够快速选择对应的追踪路线。

本发明进一步设置为：还包括：

距离检测模块，耦接于所述追踪模块并用于实时检测拦截网与拦截目标之间的距离，且所述距离检测模块内置有距离预设值；

电磁干扰模块，耦接于所述距离检测模块并用于对拦截目标发射干扰电磁波；

一旦所述距离检测模块检测到拦截网与拦截目标的距离小于距离预设值时，所述电磁干扰模块对拦截目标发射干扰电磁波。

通过采用上述技术方案，在拦截目标中，可能存在部分的同样自动控制的电子设备，且该电子设备中可能会存在避开阻碍的系统，通过设置电磁干扰模块可在拦截网靠近拦截目标后及时发出电磁波以干扰该电子设备内部的系统的控制，以减少拦截目标避开拦截网的可能，以使拦截网可快速捕捉拦截目标。

本发明进一步设置为：还包括：

拦截信息记录模块，耦接于所述控制终端并用于记录所述追踪模块接触拦截目标的次数，并形成存储有成功接触次数及未接触次数的拦截信息数据库。

通过采用上述技术方案，由于追踪模块位于拦截网的中心位置，在靠近到拦截目标时，使得追踪模块所在的位置与拦截目标先接触后，再将拦截目标整个包裹至拦截网内，可使得若干无人机组所受到拦截目标的冲击力均衡，即为最佳拦截的过程，通过设置拦截信息记录模块，可实时记录最佳拦截的次数及未最佳拦截的次数，进而以便于后续调整无人机组的相关位置。

本发明进一步设置为：还包括：

警报模块，耦接于所述拦截信息记录模块并于拦截信息数据库中实时提取未接触次数且当未接触次数达到m次（m≥3）时进行报警并于追踪显示模块进行实时显示。

通过采用上述技术方案，最佳拦截为追踪模块所在的位置与拦截目标先接触后，再将拦截目标整个包裹至拦截网内，在整个拦截系统调试的过程中，全部以最佳拦截为目的，当然在整个拦截的过程中定会出现非最佳拦截的次数，通过设置警报模块，在非最佳拦截次数达到一定值时，即进行报警，以提示工作人员需要对系统进行重新调试，以保证最佳拦截的成功率。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

通过定位模块确定拦截目标所在的位置，并通过追踪模块进行实时追踪，并于追踪地图内精确地显示拦截目标所处的位置，再通过追踪规划模块规划出无人机组可运送的行进路线，并利用追踪路线计算模块找出最短的路线后，进而使得控制终端控制若干无人机组通过最短的路线快速到达拦截目标所在位置，以及时拦截，有利于提高对拦截目标的拦截效率。

附图说明

图1是本发明中若干无人机组的结构示意图。

图2是本发明的原理图一。

图3是本发明的原理图二。

图中，1、无人机组；2、拦截网；3、控制终端；4、定位模块；5、追踪模块；6、追踪显示模块；7、追踪规划模块；8、追踪路线计算模块；9、触发模块；10、障碍物探测模块；11、追踪路线障碍物数量数据库；12、追踪路线障碍物平均高度数据库；13、环境监测模块；14、追踪路线晴朗天气时间长度数据库；15、冒泡排序模块；16、距离检测模块；17、电磁干扰模块；18、拦截信息记录模块；19、拦截信息数据库；20、警报模块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1，为本发明公开的一种无人机拦截系统，包括若干无人机组1，连接若干无人机组1的拦截网2，本实施例中无人机组1的数量优选为四个，且每个无人机组1位于拦截网2的边角位置。

参照图1、图2，还包括控制终端3、定位模块4、追踪模块5、追踪显示模块6、追踪规划模块7、追踪路线计算模块8及触发模块9；控制终端3用于进行数据的接收处理并控制若干无人机组1的运动；定位模块4耦接于控制终端3并用于对拦截目标进行精确定位并将拦截目标的位置信息数据传递至控制终端3，本实施例中定位模块4优选采用GPS进行定位；追踪模块5耦接于控制终端3并用于接收定位模块4所传递的拦截目标的位置信息，以对经过定位模块4进行定位后的拦截目标进行追踪，且定位模块4优选设置于拦截网2的中心，即定位模块4到四个为人机组的距离均相等。

追踪显示模块6内设置有追踪地图，且耦接于控制终端3并以拦截网2所在位置为起点，拦截目标所在位置为终点并于追踪地图上进行显示，以供工作人员查看；追踪规划模块7耦接于控制终端3并用于规划拦截网2到达拦截目标所在位置的追踪路线并于追踪显示模块6进行显示，具体为规划追踪模块5到拦截目标所在位置的追踪路线；追踪路线计算模块8耦接于追踪规划模块7并用于计算若干追踪路线的长度；触发模块9耦接于追踪路线计算模块8以选择最短的追踪路线并加载于控制终端3中以控制若干无人机组1按照最短路线向拦截目标运动并利用拦截网2进行拦截。

进一步的，在若干条规划好的追踪路线中，最短的距离路线也可能会出现多条，而在这多条的路线中会出现较多影响无人机组1飞行的因素，优选的为天气、障碍物等因素，为尽可能减少天气、障碍物等因素对无人机组1飞行过程中的影响。

本系统还包括障碍物探测模块10、环境监测模块13；障碍物探测模块10耦接于控制终端3并在追踪规划模块7规划出拦截网2到达拦截目标所在位置的若干追踪路线后，即实时探测若干追踪路线上障碍物的数量及障碍物的平均高度，并形成追踪路线障碍物数量数据库11、追踪路线障碍物平均高度数据库12；环境监测模块13耦接于控制终端3同样在追踪规划模块7规划出拦截网2到达拦截目标所在位置的若干追踪路线后，即监测出若干追踪路线上晴朗天气的时长，并形成追踪路线晴朗天气时间长度数据库14。

一旦触发模块9选择的最短追踪路线为多条时，控制终端3于追踪路线障碍物数量数据库11、追踪路线障碍物平均高度数据库12及追踪路线晴朗天气时间长度数据库14中选择障碍物数量最少且平均高度最低、晴朗天气时间最长的路线并控制若干无人机组1运动。

进一步的，在无人机组1飞行过程中，障碍物的数量及高度对无人机组1进行影响时，无人机组1可增加能源的消耗以提高飞行高度进行避免，而天气对无人机组1的影响是全方面的，雨雪大风等天气会影响整个无人机组1，因此为减少阻碍因素而选择最短追踪路线的过程中；本系统中定义控制终端3于追踪路线障碍物数量数据库11、追踪路线障碍物平均高度数据库12及追踪路线晴朗天气时间长度数据库14中选择追踪路线时，优先以晴朗天气时间为第一选择对象，障碍物数量为第二选择对象，障碍物平均高度为第三选择对象。

进一步的，本系统还包括冒泡排序模块15，冒泡排序模块15耦接于控制终端3并用于对述追踪路线障碍物数量数据库11中的追踪路线按照障碍物数量由多到少排序，对追踪路线障碍物平均高度数据库12中的追踪路线按照障碍物平均高度由高到低排序，对追踪路线晴朗天气时间长度数据库14中的追踪路线按照晴朗天气时间由长到短排序。

参照图1、图3，另外，在拦截目标中，可能存在部分的同样自动控制的电子设备，且该电子设备中可能会存在避开阻碍的装置，为使得拦截网2能够准确拦截电子设备，本系统还包括距离检测模块16、电磁干扰模块17；距离检测模块16耦接于追踪模块5并用于实时检测拦截网2与拦截目标之间的距离，且距离检测模块16内置有距离预设值；电磁干扰模块17耦接于距离检测模块16并用于对拦截目标发射干扰电磁波；一旦距离检测模块16检测到拦截网2与拦截目标的距离小于距离预设值时，电磁干扰模块17对拦截目标发射干扰电磁波，以干扰电子设备内部可避开阻碍的装置，以使该装置处于失灵的状态，进而可减少拦截目标避开拦截网2的可能，以使拦截网2可快速捕捉拦截目标。

本系统还包括拦截信息记录模块18、警报模块20；拦截信息记录模块18耦接于所述控制终端3并用于记录所述追踪模块5接触拦截目标的次数，并形成存储有成功接触次数及未接触次数的拦截信息数据库19；警报模块20耦接于所述拦截信息记录模块18并于拦截信息数据库19中实时提取未接触次数且当未接触次数达到m次（m≥3）时进行报警并于追踪显示模块6进行实时显示。

由于追踪模块5位于拦截网2的中心位置，在靠近到拦截目标时，使得追踪模块5所在的位置与拦截目标先接触后，再将拦截目标整个包裹至拦截网2内，可使得若干无人机组1所受到拦截目标的冲击力均衡，即为最佳拦截的过程，通过设置拦截信息记录模块18，可实时记录最佳拦截的次数及未最佳拦截的次数；在整个拦截系统设计的过程中，全部以最佳拦截为目的，为保证最佳拦截的成功率，再通过设置警报模块20，在非最佳拦截次数达到3次时，即进行报警，以提示工作人员需要对系统进行检查。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种无人机拦截系统，包括若干无人机组(1)，连接若干所述无人机组(1)的拦截网(2)，其特征在于：还包括：

控制终端(3)，用于进行数据的处理并控制若干无人机组(1)的运动；

定位模块(4)，耦接于所述控制终端(3)并用于对拦截目标进行精确定位；

追踪模块(5)，设置于所述拦截网(2)上且耦接于所述控制终端(3)并用于对经过定位模块(4)进行定位后的拦截目标进行追踪；

追踪显示模块(6)，内置有追踪地图，且耦接于所述控制终端(3)并以拦截网(2)所在位置为起点，拦截目标所在位置为终点于追踪地图上进行显示；

追踪规划模块(7)，耦接于所述控制终端(3)并用于规划所述拦截网(2)到达拦截目标所在位置的追踪路线并于所述追踪显示模块(6)进行显示；

追踪路线计算模块(8)，耦接于所述追踪规划模块(7)并用于计算若干所述追踪路线的长度；

触发模块(9)，耦接于所述追踪路线计算模块(8)以选择最短的追踪路线并加载于所述控制终端(3)中以控制若干无人机组(1)按照最短路线向拦截目标运动并进行拦截；

还包括：

障碍物探测模块(10)，耦接于所述控制终端(3)并用于实时探测若干追踪路线上障碍物的数量及平均高度，并形成追踪路线障碍物数量数据库(11)、追踪路线障碍物平均高度数据库(12)；

环境监测模块(13)，耦接于所述控制终端(3)并用于监测若干追踪路线上晴朗天气的时间，并形成追踪路线晴朗天气时间长度数据库(14)；

一旦所述触发模块(9)选择的最短追踪路线为多条时，所述控制终端(3)于所述追踪路线障碍物数量数据库(11)、追踪路线障碍物平均高度数据库(12)及追踪路线晴朗天气时间长度数据库(14)中选择障碍物数量最少且平均高度最低、晴朗天气时间最长的路线并控制若干无人机组(1)运动；

定义所述控制终端(3)于所述追踪路线障碍物数量数据库(11)、追踪路线障碍物平均高度数据库(12)及追踪路线晴朗天气时间长度数据库(14)中选择追踪路线时，以晴朗天气时间为第一选择对象，障碍物数量为第二选择对象，障碍物平均高度为第三选择对象；

还包括：

距离检测模块(16)，耦接于所述追踪模块(5)并用于实时检测拦截网(2)与拦截目标之间的距离，且所述距离检测模块(16)内置有距离预设值；

电磁干扰模块(17)，耦接于所述距离检测模块(16)并用于对拦截目标发射干扰电磁波；

一旦所述距离检测模块(16)检测到拦截网(2)与拦截目标的距离小于距离预设值时，所述电磁干扰模块(17)对拦截目标发射干扰电磁波；

所述追踪模块(5)位于所述拦截网(2)的中心；

还包括：

拦截信息记录模块(18)，耦接于所述控制终端(3)并用于记录所述追踪模块(5)接触拦截目标的次数，并形成存储有成功接触次数及未接触次数的拦截信息数据库(19)；

还包括：

警报模块(20)，耦接于所述拦截信息记录模块(18)并于拦截信息数据库(19)中实时提取未接触次数且当未接触次数达到m次，m≥3时进行报警并于追踪显示模块(6)进行实时显示。

2.根据权利要求1所述的一种无人机拦截系统，其特征在于：还包括：

冒泡排序模块(15)，耦接于所述控制终端(3)并用于对述追踪路线障碍物数量数据库(11)中的追踪路线按照障碍物数量由多到少排序，对所述追踪路线障碍物平均高度数据库(12)中的追踪路线按照障碍物平均高度由高到低排序，对所述追踪路线晴朗天气时间长度数据库(14)中的追踪路线按照晴朗天气时间由长到短排序。

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