CN111795612A - 低慢小无人机反制辅助系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低慢小无人机反制辅助系统，涉及无人机技术领域，主要内容包括：探测模块，用于搜索可疑目标；目标识别与锁定模块，用于对所述可疑目标进行识别和锁定，并将所述识别和锁定结果发送至控制中心；无人机，用于接收所述控制中心发送的可疑目标的识别和锁定结果，跟踪可疑目标，并将跟踪过程中产生的视频序列发送至控制中心；所述控制中心，用于接收所述探测模块发送的针对可疑目标识别和锁定的结果，以及接收所述目标识别与锁定模块发送的视频序列，并根据针对可疑目标识别和锁定的结果及所述视频序列预测可疑目标的航迹及姿态。主要应用于打击恶意低慢小无人机入侵的应用场景中。

Description

低慢小无人机反制辅助系统

技术领域

本发明实施例涉及无人机技术领域，特别是涉及一种低慢小无人机反制辅助系统。

背景技术

近年来，无人机技术日渐成熟，在应用越来越广泛的同时，由无人机引发的控制事故与相关安全问题日益常态化，无人机在具有许多有益应用前景的同时，也可能被越来越多的恶意使用。特别是很多低慢小无人机可以在丝毫不惊动警卫人员和报警设备的情况下成功进入机场、物资仓库等安保严密区域，实施打击、运输违法品等犯罪行为。

在探测无人机手段上，目前常使用无线电侦测仪等进行侦查，但是由于传统防空系统难以发现的低慢小入侵无人机，因此为了能够及时发现低慢小无人的入侵，利用导弹、激光、高炮等侦查击毁这些入侵低慢小无人机，但是这些武器的造价高，用于打击低成本无人机会造成极大的资源浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种低慢小无人机反制辅助系统，主要目的在于在不增加打击低慢小无人机的造价成本的前提下，实施对恶意低慢小无人机的打击。

为了解决上述问题，本发明实施例主要提供如下技术方案：

本发明实施例提供一种低慢小无人机反制辅助系统，包括：

探测模块，用于搜索可疑目标；

目标识别与锁定模块，用于对所述可疑目标进行识别和锁定，并将所述识别和锁定结果发送至控制中心；

无人机，用于接收所述控制中心发送的可疑目标的识别和锁定结果，跟踪可疑目标，并将跟踪过程中产生的视频序列发送至控制中心；

所述控制中心，用于接收所述探测模块发送的针对可疑目标识别和锁定的结果，以及接收所述目标识别与锁定模块发送的视频序列，并根据针对可疑目标识别和锁定的结果及所述视频序列预测可疑目标的航迹及姿态。

可选的，包括：

所述控制中心，还用于向无人机发送控制命令，所述控制命令中包含所述可疑目标的航迹及姿态；

所述无人机，还用于接收所述控制中心发送的控制命令，并根据所述可疑目标的航迹及姿态调整无人机自身的姿态、位置以及攻击路线，并根据控制命令完成对可疑目标的物理撞击。

可选的，

探测模块，包括雷达及光电系统，其中，所述雷达用于快速感知可疑目标，所述探测模块用于识别及锁定可疑目标。

可选的，所述无人机还包括：

图像回传模块，通过第一人称主视角FPV将跟踪过程中产生的视频序列发送至控制中心，所述FPV实现端到端图像传输延时低于28ms，在FCC和SRRC标准下支持4公里图像传输距离，在CE标准下图传距离可达0.7公里，并支持720p/120fps高清晰度、高帧率图像传输。

可选的，所述目标识别与锁定模块，通过YOLO-V3及深度信息对所述可疑目标进行检测与识别，获取可疑目标的三维位置预测框。

可选的，所述系统还包括：

构建模块，用于构建目标识别网络，基于目标识别网络对可疑目标的属性、位置和姿态进行确认，并将确认后的位置及姿态反馈至无人机。

可选的，

所述控制中心，还用于在接收对控制命令的校正指令后，根据所述校正指令对控制命令进行校正，并将校正后的控制命令发送至无人机。

借由上述技术方案，本发明实施例提供的技术方案至少具有下列优点：

本发明实施例提供的低慢小无人机反制辅助系统，包括：探测模块，用于搜索可疑目标；目标识别与锁定模块，用于对所述可疑目标进行识别和锁定，并将所述识别和锁定结果发送至控制中心；无人机，用于接收所述控制中心发送的可疑目标的识别和锁定结果，跟踪可疑目标，并将跟踪过程中产生的视频序列发送至控制中心；所述控制中心，用于接收所述探测模块发送的针对可疑目标识别和锁定的结果，以及接收所述目标识别与锁定模块发送的视频序列，并根据针对可疑目标识别和锁定的结果及所述视频序列预测可疑目标的航迹及姿态。本发明的优点是：本发明实施例通过将可疑目标的航迹及姿态的确认转移到控制中心，由控制中心去指示无人机，该种方式不会增加造价，还能够精准感知低慢小无人机。

上述说明仅是本发明实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明实施例的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明实施例的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明实施例的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明实施例提供的第一种低慢小无人机反制辅助系统的示意图；

图2示出了本发明实施例提供的第二种低慢小无人机反制辅助系统的示意图；

图3示出了本发明实施例提供的第三种低慢小无人机反制辅助系统的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明实施例提供一种低慢小无人机反制辅助系统，如图1所示，包括：

探测模块11，用于搜索可疑目标，该探测模块能够实现快速感知可疑目标；

目标识别与锁定模块12，用于对所述可疑目标进行识别和锁定，并将所述识别和锁定结果发送至控制中心；目标识别与锁定模块12通过YOLO-V3及深度信息对所述可疑目标进行检测与识别，获取可疑目标的三维位置预测框，为下一步的攻击路径规划与毁伤最大化提供了有利保障。YOLO-V3及深度信息对可疑目标进行检测与识别，极大地提高了目标的识别度。

无人机13，用于接收所述控制中心发送的可疑目标的识别和锁定结果，跟踪可疑目标，并将跟踪过程中产生的视频序列发送至控制中心；

所述控制中心14，用于接收所述探测模块发送的针对可疑目标识别和锁定的结果，以及接收所述目标识别与锁定模块发送的视频序列，并根据针对可疑目标识别和锁定的结果及所述视频序列预测可疑目标的航迹及姿态。

本发明实施例提供的低慢小无人机反制辅助系统，包括：探测模块，用于搜索可疑目标；目标识别与锁定模块，用于对所述可疑目标进行识别和锁定，并将所述识别和锁定结果发送至控制中心；无人机，用于接收所述控制中心发送的可疑目标的识别和锁定结果，跟踪可疑目标，并将跟踪过程中产生的视频序列发送至控制中心；所述控制中心，用于接收所述探测模块发送的针对可疑目标识别和锁定的结果，以及接收所述目标识别与锁定模块发送的视频序列，并根据针对可疑目标识别和锁定的结果及所述视频序列预测可疑目标的航迹及姿态。本发明实施例通过将可疑目标的航迹及姿态的确认转移到控制中心，由控制中心去指示无人机，该种方式不会增加造价，还能够精准感知低慢小无人机。

所述系统还包括：

所述控制中心14，还用于向无人机发送控制命令，所述控制命令中包含所述可疑目标的航迹及姿态；

所述无人机13，还用于接收所述控制中心发送的控制命令，并根据所述可疑目标的航迹及姿态调整无人机自身的姿态、位置以及攻击路线，并根据控制命令完成对可疑目标的物理撞击。无人机通过飞控系统，调整自身的姿态和位置，以及攻击路线，完成对可疑无人机的物理撞击，从而完成击毁任务。

如图2所示，图2示出了本发明实施例提供的第二种低慢小无人机反制辅助系统的示意图。在实际应用中，探测模块11，包括雷达111及光电系统112，其中，所述雷达用于快速感知可疑目标，所述探测模块用于识别及锁定可疑目标。本发明实施例充分发挥无人机灵活机动的特点，一方面让无人机成为地面雷达和光电系统之外的侦测者，同时也成为物理击毁的执行者。

本发明实施例采用基于无人机、控制中心、光电系统、雷达搜索等模块组成的低慢小无人机反制辅助系统，可实现精确打击，相比于利用导弹、激光、高炮等击毁这些入侵低慢小无人机，价格低廉，命中率高。

所述无人机13还包括：

图像回传模块131，通过第一人称主视角(First Person View，FPV)将跟踪过程中产生的视频序列发送至控制中心，所述FPV实现端到端图像传输延时低于28ms，在FCC和SRRC标准下支持4公里图像传输距离，在CE标准下图传距离可达0.7公里，并支持720p/120fps高清晰度、高帧率图像传输。无人机通过自身携带的摄像头获取场景及可疑目标的视觉信息，并通过FPV图像传输技术将其发回控制中心的地面图像处理系统。此外，FPV还提供竞速、标准和LED(用于暗光拍摄)三种模式，最高支持8个5.8GHz通讯频段，专属频道互不干扰，能满足同时跟踪多个入侵目标的需求。

如图3所示，图3示出了本发明实施例提供的第三种低慢小无人机反制辅助系统的示意图，无人机除了包括上述图像回传模块外，还包括的主要部件有动力系统、飞控系统、机载摄像头，以及其它一些辅助传感器，如GPS，IMU等。其中，视觉模块、飞行控制模块、动力模块等构成了无人机的主体控制系统。

为了能够满足更高精准度的能够识别锁定可疑目标，请继续参阅图2，所述系统还包括：

构建模块15，用于构建基于NVIDIA AI板卡的目标识别网络，基于目标识别网络对可疑目标的属性、位置和姿态进行确认，并将确认后的位置及姿态反馈至无人机，同时无人机在向控制中心传输视频序列时，也是通过该目标识别网络进行传输，该目标识别网络维双向通道。

控制中心结合已有的地理信息系统(Geographic Information System或Geo－Information system，GIS)信息、属性和姿态等，生成控制指令，发送给无人机的飞控系统，以便无人机的飞控系统调整无人机自身的姿态、位置以及攻击路线，并根据控制命令完成对可疑目标的物理撞击。

上述控制中心生成控制指令是自动生成并发送给无人机的，在一些特定条件下，会存在一些误差的情况发生，该种应用场景下可通过操作员手动的方式进行指令校正，机器层面讲，控制中心会接收对控制命令的校正指令后，根据所述校正指令对控制命令进行校正，并将校正后的控制命令发送至无人机。可实现“人在环”及“人不在环”两种方式发出控制指令，无人机则根据控制命令以及可疑目标的位姿，通过飞控系统，调整自身的姿态和位置，以及攻击路线，完成对入侵无人机的物理撞击，从而完成击毁任务。

综上所述，系统能够针对入侵无人机的快速智能反制需求，开展无人机反制辅助系统的软硬件总体设计工作，实现对入侵无人机的快速感知、跟踪、定位和撞击处置，形成快速有效地发现目标、识别目标和反制目标的一体化解决方案。

本实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述各方法实

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (7)

1.一种低慢小无人机反制辅助系统，其特征在于，包括：

探测模块，用于搜索可疑目标；

目标识别与锁定模块，用于对所述可疑目标进行识别和锁定，并将所述识别和锁定结果发送至控制中心；

无人机，用于接收所述控制中心发送的可疑目标的识别和锁定结果，跟踪可疑目标，并将跟踪过程中产生的视频序列发送至控制中心；

所述控制中心，用于接收所述探测模块发送的针对可疑目标识别和锁定的结果，以及接收所述目标识别与锁定模块发送的视频序列，并根据针对可疑目标识别和锁定的结果及所述视频序列预测可疑目标的航迹及姿态。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，包括：

所述控制中心，还用于向无人机发送控制命令，所述控制命令中包含所述可疑目标的航迹及姿态；

所述无人机，还用于接收所述控制中心发送的控制命令，并根据所述可疑目标的航迹及姿态调整无人机自身的姿态、位置以及攻击路线，并根据控制命令完成对可疑目标的物理撞击。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，

所述的探测模块，包括雷达及光电系统，其中，所述雷达用于快速感知可疑目标，所述探测模块用于识别及锁定可疑目标。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无人机还包括：

图像回传模块，通过第一人称主视角FPV将跟踪过程中产生的视频序列发送至控制中心，所述FPV实现端到端图像传输延时低于28ms，在FCC和SRRC标准下支持4公里图像传输距离，在CE标准下图传距离可达0.7公里，并支持720p/120fps高清晰度、高帧率图像传输。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述目标识别与锁定模块，通过YOLO-V3及深度信息对所述可疑目标进行检测与识别，获取可疑目标的三维位置预测框。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

构建模块，用于构建目标识别网络，基于目标识别网络对可疑目标的属性、位置和姿态进行确认，并将确认后的位置及姿态反馈至无人机。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，

所述控制中心，还用于在接收对控制命令的校正指令后，根据所述校正指令对控制命令进行校正，并将校正后的控制命令发送至无人机。

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