CN113985923B - 一种无人机自动捕获方法及自动捕获系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人机自动捕获方法及自动捕获系统，具体包括以下步骤：步骤一、定点移动；步骤二、对象捕捉；步骤三、干扰制动；步骤四、捕获演示；步骤五、返航判定；步骤六、捕捉存档；本发明涉及无人机捕获技术领域。该无人机自动捕获方法及自动捕获系统，实现了空间的划分标识，还为更好地模拟无人机移动轨迹提供了便利条件，构建领空范围的模拟三维坐标场景，并以雷达扫描和视觉检测配合的方式，迅速的发现并定位目标无人机的位置，通过干扰距离和捕捉距离的判定，有序的对目标无人机进行捕捉，为后续捕捉过程路线模拟提供数据资料，为目标无人机的捕捉提供自动捕捉的优化条件，进而提高目标无人机自动捕获的成功率。
Description
技术领域
本发明涉及无人机捕获技术领域，具体为一种无人机自动捕获方法及自动捕获系统。
背景技术
无人机不受管制的在高空飞行，不仅影响公共安全，还会对人们的隐私造成威胁，常规的反无人机手段主要有干扰阻断类、直接摧毁类和监控控制类，随着时间的推移，逐渐出现一种无人机捕捉装置，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，由于无人机在高空中飞行的自由度和灵活性较高，捕捉定位较为困难。
公开号为CN108829124A的中国发明专利，公开了一种无人机自动捕获技术和装置，通过干扰的方式，使得无人机停止运行，从而为捕捉提供便利条件，但是其由图像识别的方式进行目标无人机的定位，计算繁琐的同时，严重影响了目标无人机的捕捉速度，并且在每次捕捉完成后都无法进行有效的经验积累，不能够实现目标无人机自动捕捉的优化，为此，特提出一种无人机自动捕获方法及自动捕获系统，通过构建领空范围的模拟三维坐标场景，并以雷达扫描和视觉检测配合的方式，迅速的发现并定位目标无人机的位置，然后通过干扰距离和捕捉距离的判定，有序的对目标无人机进行捕捉，并且为后续捕捉过程路线模拟提供数据资料，从而为目标无人机的捕捉提供自动捕捉的优化条件，进而提高目标无人机自动捕获的成功率。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种无人机自动捕获方法及自动捕获系统，解决了上述的问题。
（二）技术方案
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种无人机自动捕获方法，具体包括以下步骤：
步骤一、定点移动：在领空范围内搭建空间坐标系，以负重无人机发射点作为坐标原点，将领空范围中0.5m*0.5m*0.5m的立方空间作为一个坐标点，构建出领空范围内的模拟场景，负重无人机在模拟场景中飞行的过程中，实时定位负重无人机所在坐标；
步骤二、对象捕捉：通过雷达扫描和视觉检测配合的方式，检测目标无人机是否出现，在目标无人机出现后，对目标无人机进行持续追踪，过程中，在步骤一中的模拟场景中标示出目标无人机所在坐标，发射负重无人机，根据负重无人机同步过来的坐标和目标无人机的坐标，以相同时间为前提，分析负重无人机和目标无人机之间的间距，计算出负重无人机和目标无人机间距在达到干扰距离的时间；
步骤三、干扰制动：在步骤二中负重无人机达到干扰距离后，根据目标无人机所处的坐标，控制负重无人机发出标准强度的信号干扰，同步判断目标无人机的坐标，分析目标无人机的运动状态，处于停机状态，跳至步骤四，处于正常运行状态，则调节干扰强度，直至目标无人机处于停机状态；
步骤四、捕获演示：根据停机后目标无人机的移动坐标，判定目标无人机的移动轨迹，计算出负重无人机与目标无人机之间间距达到捕捉距离的时间和具体坐标，调节负重无人机上负载捕捉网的发射角度，在负重无人机达到捕捉距离后，发射出捕捉网，对目标无人机进行捕捉；
步骤五、返航判定：捕捉完成后，计算出负重量，分析出最佳回归路线，负重无人机开始沿着最佳回归路线进行返航，同步接收负重无人机返航时的移动坐标，模拟出负重无人机的实际返航轨迹，并将实际返航轨迹与最佳回归路线进行离散度对比，在超出设定间距后，触发手动操作模块，通知工作人员进行手动操控负重无人机；
步骤六、捕捉存档：整理目标无人机从发现到捕捉回收整个过程中的移动坐标和负重无人机的移动坐标，进行目标无人机和负重无人机的移动轨迹演示，对路线进行分析，优化计算出最短时间为主和最短距离为主的移动轨迹路线，并进行存档，在检测到同种目标无人机移动轨迹和演示目标无人机移动轨迹相似度达到设定标准后，直接按照优化移动轨迹路线控制负重无人机进行目标无人机的捕获。
通过采用上述技术方案，通过构建领空范围的模拟三维坐标场景，并以雷达扫描和视觉检测配合的方式，迅速的发现并定位目标无人机的位置，然后通过干扰距离和捕捉距离的判定，有序的对目标无人机进行捕捉，并且为后续捕捉过程路线模拟提供数据资料，从而为目标无人机的捕捉提供自动捕捉的优化条件，进而提高目标无人机自动捕获的成功率。
实现上述无人机自动捕获方法的自动捕获系统，包括定点移动单元、对象捕捉单元、干扰制动单元、捕获演示单元、返航判定单元和捕捉存档单元，其中定点移动单元用于在领空范围内搭建空间坐标系，以负重无人机发射点作为坐标原点，将领空范围中0.5m*0.5m*0.5m的立方空间作为一个坐标点，构建出领空范围内的模拟场景，负重无人机在模拟场景中飞行的过程中，实时定位负重无人机所在坐标；
所述对象捕捉单元用于通过雷达扫描和视觉检测配合的方式，检测目标无人机是否出现，在目标无人机出现后，对目标无人机进行持续追踪，过程中，在模拟场景中标示出目标无人机所在坐标，发射负重无人机，根据负重无人机同步过来的坐标和目标无人机的坐标，以相同时间为前提，分析负重无人机和目标无人机之间的间距，计算出负重无人机和目标无人机间距在达到干扰距离的时间；
所述干扰制动单元用于在负重无人机达到干扰距离后，根据目标无人机所处的坐标，控制负重无人机发出标准强度的信号干扰，同步判断目标无人机的坐标，分析目标无人机是否处于停机状态，处于正常运行状态，则调节干扰强度，直至目标无人机处于停机状态；
所述捕获演示单元用于根据停机后目标无人机的移动坐标，判定目标无人机的移动轨迹，计算出负重无人机与目标无人机之间间距达到捕捉距离的时间和具体坐标，调节负重无人机上负载捕捉网的发射角度，在负重无人机达到捕捉距离后，发射出捕捉网，对目标无人机进行捕捉；
所述返航判定单元用于捕捉完成后，计算出负重量，分析出最佳回归路线，负重无人机开始沿着最佳回归路线进行返航，同步接收负重无人机返航时的移动坐标，模拟出负重无人机的实际返航轨迹，并将实际返航轨迹与最佳回归路线进行离散度对比，在超出设定间距后，触发手动操作模块，通知工作人员进行手动操控负重无人机；
所述捕捉存档单元用于整理目标无人机从发现到捕捉回收整个过程中的移动坐标和负重无人机的移动坐标，进行目标无人机和负重无人机的移动轨迹演示，对路线进行分析，优化计算出最短时间为主和最短距离为主的移动轨迹路线，并进行存档，在检测到同种目标无人机移动轨迹和演示目标无人机移动轨迹相似度达到设定标准后，直接按照优化移动轨迹路线控制负重无人机进行目标无人机的捕获。
本发明进一步设置为：所述定点移动单元包括基点设定模块、场景构建模块和坐标定位模块，其中基点设定模块用于在领空范围内搭建空间坐标系，以负重无人机发射点作为坐标原点，设定0.5m*0.5m*0.5m的立方空间作为一个坐标点；
所述场景构建模块用于将领空范围中0.5m*0.5m*0.5m的立方空间作为一个坐标点，构建出领空范围内的模拟三维坐标场景；
所述坐标定位模块用于接收负重无人机在模拟场景中飞行的过程中的实时坐标。
通过采用上述技术方案，对领空范围内的空间进行标准格划分，作为坐标点，将领空范围进行三维坐标场景构建，不仅实现了空间的划分标识，还为更好地模拟无人机移动轨迹提供了便利条件。
本发明进一步设置为：所述对象捕捉单元包括视野定位模块、坐标判定模块和距离判定模块，其中视野定位模块用于通过雷达扫描和视觉检测配合的方式，检测目标无人机是否出现，在目标无人机出现后，对目标无人机进行持续追踪；
所述坐标判定模块用于在模拟场景中标示出目标无人机所在坐标；
所述距离判定模块用于发射负重无人机，根据负重无人机同步过来的坐标和目标无人机的坐标，以相同时间为前提，分析负重无人机和目标无人机之间的间距，计算出负重无人机和目标无人机间距在达到干扰距离的时间。
通过采用上述技术方案，通过对目标无人机和负重无人机之间坐标的变化，实现计算两个无人机之间的间距，从而为负重无人机的反向和速度控制提供数据资料，便于做出加速控制和干扰判断。
本发明进一步设置为：所述干扰制动单元包括定区干扰模块、强度调节模块和效果判定模块，其中定区干扰模块用于在负重无人机达到干扰距离后，根据目标无人机所处的坐标，控制负重无人机发出标准强度的信号干扰；
所述强度调节模块用于接收干扰强度调节加强信号，用于加强信号干扰的强度；
所述效果判定模块用于判断目标无人机的坐标，分析目标无人机是否处于停机状态，处于正常运行状态，则触发干扰强度调节，用于保证目标无人机处于停机状态。
通过采用上述技术方案，对信号干扰的强度进行调节，保证能源消耗的基础上，通过对目标无人机的移动轨迹分析，判定目标无人机的运行状态，从而对没有停机的目标无人机加大信号干扰，进而表面因为目标无人机装载抗干扰组件导致捕捉失败的情况。
本发明进一步设置为：所述捕获演示单元包括轨迹演示模块、重合定点模块和捕获发射模块，其中轨迹演示模块用于根据停机后目标无人机的移动坐标，判定目标无人机的移动轨迹；
所述重合定点模块用于计算出负重无人机与目标无人机之间间距达到捕捉距离的时间和具体坐标，调节负重无人机上负载捕捉网的发射角度；
所述捕获发射模块用于在负重无人机达到捕捉距离后，发射出捕捉网，对目标无人机进行捕捉。
通过采用上述技术方案，对停机后的目标无人机移动轨迹进行模拟演示，配合负重无人机的移动轨迹和移动速度，模拟计算出负重无人机到达捕捉距离时的坐标和方向，从而提前调节好捕捉网的发射角度，进一步的提高目标无人机的捕捉速度。
本发明进一步设置为：所述返航判定单元包括返航轨迹模拟模块、返航状态分析模块和手动切换模块，其中返航轨迹模拟模块用于捕捉完成后，计算出负重量，分析出最佳回归路线，负重无人机开始沿着最佳回归路线进行返航，同步接收负重无人机返航时的移动坐标，模拟出负重无人机的实际返航轨迹；
所述返航状态分析模块用于将实际返航轨迹与最佳回归路线进行离散度对比，对负载无人机的返航状态进行分析；
所述手动切换模块用于在离散度在超出设定间距后，触发手动操作模块，通知工作人员进行手动操控负重无人机。
通过采用上述技术方案，对返航状态的负载无人机进行监控，并且以路线离散度判断的方式分析负载无人机返航时的移动状态，进而在离散度超出设定间距后触发警报，同时工作人员进行手动操控，从而降低负重无人机坠落的风险。
本发明进一步设置为：所述捕捉存档单元包括复盘演示模块、优化调节模块和优化触发模块，其中复盘演示模块用于整理目标无人机从发现到捕捉回收整个过程中的移动坐标和负重无人机的移动坐标，进行目标无人机和负重无人机的移动轨迹演示；
所述优化调节模块用于对轨迹演示路线进行分析，优化计算出最短时间为主和最短距离为主的移动轨迹路线，并进行存档；
所述优化触发模块用于在检测到同种目标无人机移动轨迹和演示目标无人机移动轨迹相似度达到设定标准后，直接按照优化移动轨迹路线控制负重无人机进行目标无人机的捕获。
通过采用上述技术方案，根据目标无人机和负重无人机的移动坐标变化，实现移动轨迹的模拟，从而以真实的数据进行目标无人机的模拟，保证捕捉路线优化的有效性，进而保证类似轨迹的目标无人机出现时，直接以优化后的路线进行目标无人机的捕获，提高目标无人机的自动捕获效率。
（三）有益效果
本发明提供了一种无人机自动捕获方法及自动捕获系统。具备以下有益效果：
（1）该无人机自动捕获方法及自动捕获系统，通过构建领空范围的模拟三维坐标场景，并以雷达扫描和视觉检测配合的方式，迅速的发现并定位目标无人机的位置，然后通过干扰距离和捕捉距离的判定，有序的对目标无人机进行捕捉，并且为后续捕捉过程路线模拟提供数据资料，从而为目标无人机的捕捉提供自动捕捉的优化条件，进而提高目标无人机自动捕获的成功率。
（2）该无人机自动捕获方法及自动捕获系统，通过对领空范围内的空间进行标准格划分，作为坐标点，将领空范围进行三维坐标场景构建，不仅实现了空间的划分标识，还为更好地模拟无人机移动轨迹提供了便利条件。
（3）该无人机自动捕获方法及自动捕获系统，通过对目标无人机和负重无人机之间坐标的变化，实现计算两个无人机之间的间距，从而为负重无人机的反向和速度控制提供数据资料，便于做出加速控制和干扰判断。
（4）该无人机自动捕获方法及自动捕获系统，通过对信号干扰的强度进行调节，保证能源消耗的基础上，通过对目标无人机的移动轨迹分析，判定目标无人机的运行状态，从而对没有停机的目标无人机加大信号干扰，进而表面因为目标无人机装载抗干扰组件导致捕捉失败的情况。
（5）该无人机自动捕获方法及自动捕获系统，通过对停机后的目标无人机移动轨迹进行模拟演示，配合负重无人机的移动轨迹和移动速度，模拟计算出负重无人机到达捕捉距离时的坐标和方向，从而提前调节好捕捉网的发射角度，进一步的提高目标无人机的捕捉速度。
（6）该无人机自动捕获方法及自动捕获系统，通过对返航状态的负载无人机进行监控，并且以路线离散度判断的方式分析负载无人机返航时的移动状态，进而在离散度超出设定间距后触发警报，同时工作人员进行手动操控，从而降低负重无人机坠落的风险。
（7）该无人机自动捕获方法及自动捕获系统，通过根据目标无人机和负重无人机的移动坐标变化，实现移动轨迹的模拟，从而以真实的数据进行目标无人机的模拟，保证捕捉路线优化的有效性，进而保证类似轨迹的目标无人机出现时，直接以优化后的路线进行目标无人机的捕获，提高目标无人机的自动捕获效率。
附图说明
图1为本发明的自动捕获系统框图；
图2为本发明定点移动单元框图；
图3为本发明对象捕捉单元框图；
图4为本发明干扰制动单元框图；
图5为本发明捕获演示单元框图；
图6为本发明返航判定单元框图；
图7为本发明捕捉存档单元框图；
图中，1、优化触发模块；2、定点移动单元；3、对象捕捉单元；4、干扰制动单元；5、捕获演示单元；6、返航判定单元；7、捕捉存档单元；8、基点设定模块；9、场景构建模块；10、坐标定位模块；11、视野定位模块；12、坐标判定模块；13、距离判定模块；14、定区干扰模块；15、强度调节模块；16、效果判定模块；17、轨迹演示模块；18、重合定点模块；19、捕获发射模块；20、返航轨迹模拟模块；21、返航状态分析模块；22、手动切换模块；23、复盘演示模块；24、优化调节模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-7，本发明实施例提供一种技术方案：一种无人机自动捕获方法，具体包括以下步骤：
步骤一、定点移动：在领空范围内搭建空间坐标系，以负重无人机发射点作为坐标原点，将领空范围中0.5m*0.5m*0.5m的立方空间作为一个坐标点，构建出领空范围内的模拟场景，负重无人机在模拟场景中飞行的过程中，实时定位负重无人机所在坐标；
步骤二、对象捕捉：通过雷达扫描和视觉检测配合的方式，检测目标无人机是否出现，在目标无人机出现后，对目标无人机进行持续追踪，过程中，在步骤一中的模拟场景中标示出目标无人机所在坐标，发射负重无人机，根据负重无人机同步过来的坐标和目标无人机的坐标，以相同时间为前提，分析负重无人机和目标无人机之间的间距，计算出负重无人机和目标无人机间距在达到干扰距离的时间；
步骤三、干扰制动：在步骤二中负重无人机达到干扰距离后，根据目标无人机所处的坐标，控制负重无人机发出标准强度的信号干扰，同步判断目标无人机的坐标，分析目标无人机的运动状态，处于停机状态，跳至步骤四，处于正常运行状态，则调节干扰强度，直至目标无人机处于停机状态；
步骤四、捕获演示：根据停机后目标无人机的移动坐标，判定目标无人机的移动轨迹，计算出负重无人机与目标无人机之间间距达到捕捉距离的时间和具体坐标，调节负重无人机上负载捕捉网的发射角度，在负重无人机达到捕捉距离后，发射出捕捉网，对目标无人机进行捕捉；
步骤五、返航判定：捕捉完成后，计算出负重量，分析出最佳回归路线，负重无人机开始沿着最佳回归路线进行返航，同步接收负重无人机返航时的移动坐标，模拟出负重无人机的实际返航轨迹，并将实际返航轨迹与最佳回归路线进行离散度对比，在超出设定间距后，触发手动操作模块，通知工作人员进行手动操控负重无人机；
步骤六、捕捉存档：整理目标无人机从发现到捕捉回收整个过程中的移动坐标和负重无人机的移动坐标，进行目标无人机和负重无人机的移动轨迹演示，对路线进行分析，优化计算出最短时间为主和最短距离为主的移动轨迹路线，并进行存档，在检测到同种目标无人机移动轨迹和演示目标无人机移动轨迹相似度达到设定标准后，直接按照优化移动轨迹路线控制负重无人机进行目标无人机的捕获。
实现上述无人机自动捕获方法的自动捕获系统，包括定点移动单元2、对象捕捉单元3、干扰制动单元4、捕获演示单元5、返航判定单元6和捕捉存档单元7。
作为优选方案，定点移动单元2用于在领空范围内搭建空间坐标系，以负重无人机发射点作为坐标原点，将领空范围中0.5m*0.5m*0.5m的立方空间作为一个坐标点，构建出领空范围内的模拟场景，负重无人机在模拟场景中飞行的过程中，实时定位负重无人机所在坐标，具体的，如附图2所示，定点移动单元2包括基点设定模块8、场景构建模块9和坐标定位模块10，其中基点设定模块8用于在领空范围内搭建空间坐标系，以负重无人机发射点作为坐标原点，设定0.5m*0.5m*0.5m的立方空间作为一个坐标点；
场景构建模块9用于将领空范围中0.5m*0.5m*0.5m的立方空间作为一个坐标点，构建出领空范围内的模拟三维坐标场景；
坐标定位模块10用于接收负重无人机在模拟场景中飞行的过程中的实时坐标。
作为优选方案，对象捕捉单元3用于通过雷达扫描和视觉检测配合的方式，检测目标无人机是否出现，在目标无人机出现后，对目标无人机进行持续追踪，过程中，在模拟场景中标示出目标无人机所在坐标，发射负重无人机，根据负重无人机同步过来的坐标和目标无人机的坐标，以相同时间为前提，分析负重无人机和目标无人机之间的间距，计算出负重无人机和目标无人机间距在达到干扰距离的时间，具体的，如附图3所示，对象捕捉单元3包括视野定位模块11、坐标判定模块12和距离判定模块13，其中视野定位模块11用于通过雷达扫描和视觉检测配合的方式，检测目标无人机是否出现，在目标无人机出现后，对目标无人机进行持续追踪；
坐标判定模块12用于在模拟场景中标示出目标无人机所在坐标；
距离判定模块13用于发射负重无人机，根据负重无人机同步过来的坐标和目标无人机的坐标，以相同时间为前提，分析负重无人机和目标无人机之间的间距，计算出负重无人机和目标无人机间距在达到干扰距离的时间。
作为优选方案，干扰制动单元4用于在负重无人机达到干扰距离后，根据目标无人机所处的坐标，控制负重无人机发出标准强度的信号干扰，同步判断目标无人机的坐标，分析目标无人机是否处于停机状态，处于正常运行状态，则调节干扰强度，直至目标无人机处于停机状态，具体的，如附图4所示，干扰制动单元4包括定区干扰模块14、强度调节模块15和效果判定模块16，其中定区干扰模块14用于在负重无人机达到干扰距离后，根据目标无人机所处的坐标，控制负重无人机发出标准强度的信号干扰；
强度调节模块15用于接收干扰强度调节加强信号，用于加强信号干扰的强度；
效果判定模块16用于判断目标无人机的坐标，分析目标无人机是否处于停机状态，处于正常运行状态，则触发干扰强度调节，用于保证目标无人机处于停机状态。
作为优选方案，捕获演示单元5用于根据停机后目标无人机的移动坐标，判定目标无人机的移动轨迹，计算出负重无人机与目标无人机之间间距达到捕捉距离的时间和具体坐标，调节负重无人机上负载捕捉网的发射角度，在负重无人机达到捕捉距离后，发射出捕捉网，对目标无人机进行捕捉，具体的，如附图5所示，捕获演示单元5包括轨迹演示模块17、重合定点模块18和捕获发射模块19，其中轨迹演示模块17用于根据停机后目标无人机的移动坐标，判定目标无人机的移动轨迹；
重合定点模块18用于计算出负重无人机与目标无人机之间间距达到捕捉距离的时间和具体坐标，调节负重无人机上负载捕捉网的发射角度；
捕获发射模块19用于在负重无人机达到捕捉距离后，发射出捕捉网，对目标无人机进行捕捉。
作为优选方案，返航判定单元6用于捕捉完成后，计算出负重量，分析出最佳回归路线，负重无人机开始沿着最佳回归路线进行返航，同步接收负重无人机返航时的移动坐标，模拟出负重无人机的实际返航轨迹，并将实际返航轨迹与最佳回归路线进行离散度对比，在超出设定间距后，触发手动操作模块，通知工作人员进行手动操控负重无人机，具体的，如附图6所示，返航判定单元6包括返航轨迹模拟模块20、返航状态分析模块21和手动切换模块22，其中返航轨迹模拟模块20用于捕捉完成后，计算出负重量，分析出最佳回归路线，负重无人机开始沿着最佳回归路线进行返航，同步接收负重无人机返航时的移动坐标，模拟出负重无人机的实际返航轨迹；
返航状态分析模块21用于将实际返航轨迹与最佳回归路线进行离散度对比，对负载无人机的返航状态进行分析；
手动切换模块22用于在离散度在超出设定间距后，触发手动操作模块，通知工作人员进行手动操控负重无人机。
作为优选方案，捕捉存档单元7用于整理目标无人机从发现到捕捉回收整个过程中的移动坐标和负重无人机的移动坐标，进行目标无人机和负重无人机的移动轨迹演示，对路线进行分析，优化计算出最短时间为主和最短距离为主的移动轨迹路线，并进行存档，在检测到同种目标无人机移动轨迹和演示目标无人机移动轨迹相似度达到设定标准后，直接按照优化移动轨迹路线控制负重无人机进行目标无人机的捕获，具体的，如附图7所示，捕捉存档单元7包括复盘演示模块23、优化调节模块24和优化触发模块1，其中复盘演示模块23用于整理目标无人机从发现到捕捉回收整个过程中的移动坐标和负重无人机的移动坐标，进行目标无人机和负重无人机的移动轨迹演示；
优化调节模块24用于对轨迹演示路线进行分析，优化计算出最短时间为主和最短距离为主的移动轨迹路线，并进行存档；
优化触发模块1用于在检测到同种目标无人机移动轨迹和演示目标无人机移动轨迹相似度达到设定标准后，直接按照优化移动轨迹路线控制负重无人机进行目标无人机的捕获。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种无人机自动捕获方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
步骤一、定点移动：在领空范围内搭建空间坐标系，以负重无人机发射点作为坐标原点，将领空范围中0.5m*0.5m*0.5m的立方空间作为一个坐标点，构建出领空范围内的模拟场景，负重无人机在模拟场景中飞行的过程中，实时定位负重无人机所在坐标；
步骤二、对象捕捉：通过雷达扫描和视觉检测配合的方式，检测目标无人机是否出现，在目标无人机出现后，对目标无人机进行持续追踪，过程中，在步骤一中的模拟场景中标示出目标无人机所在坐标，发射负重无人机，根据负重无人机同步过来的坐标和目标无人机的坐标，以相同时间为前提，分析负重无人机和目标无人机之间的间距，计算出负重无人机和目标无人机间距在达到干扰距离的时间；
步骤三、干扰制动：在步骤二中负重无人机达到干扰距离后，根据目标无人机所处的坐标，控制负重无人机发出标准强度的信号干扰，同步判断目标无人机的坐标，分析目标无人机的运动状态，处于停机状态，跳至步骤四，处于正常运行状态，则调节干扰强度，直至目标无人机处于停机状态；
步骤四、捕获演示：根据停机后目标无人机的移动坐标，判定目标无人机的移动轨迹，计算出负重无人机与目标无人机之间间距达到捕捉距离的时间和具体坐标，调节负重无人机上负载捕捉网的发射角度，在负重无人机达到捕捉距离后，发射出捕捉网，对目标无人机进行捕捉；
步骤五、返航判定：捕捉完成后，计算出负重量，分析出最佳回归路线，负重无人机开始沿着最佳回归路线进行返航，同步接收负重无人机返航时的移动坐标，模拟出负重无人机的实际返航轨迹，并将实际返航轨迹与最佳回归路线进行离散度对比，在超出设定间距后，触发手动操作模块，通知工作人员进行手动操控负重无人机；
步骤六、捕捉存档：整理目标无人机从发现到捕捉回收整个过程中的移动坐标和负重无人机的移动坐标，进行目标无人机和负重无人机的移动轨迹演示，对路线进行分析，优化计算出最短时间为主和最短距离为主的移动轨迹路线，并进行存档，在检测到同种目标无人机移动轨迹和演示目标无人机移动轨迹相似度达到设定标准后，直接按照优化移动轨迹路线控制负重无人机进行目标无人机的捕获。
2.一种实现如权利要求1所述的一种无人机自动捕获方法的自动捕获系统，其特征在于：包括定点移动单元（2）、对象捕捉单元（3）、干扰制动单元（4）、捕获演示单元（5）、返航判定单元（6）和捕捉存档单元（7），其中定点移动单元（2）用于在领空范围内搭建空间坐标系，以负重无人机发射点作为坐标原点，将领空范围中0.5m*0.5m*0.5m的立方空间作为一个坐标点，构建出领空范围内的模拟场景，负重无人机在模拟场景中飞行的过程中，实时定位负重无人机所在坐标；
所述对象捕捉单元（3）用于通过雷达扫描和视觉检测配合的方式，检测目标无人机是否出现，在目标无人机出现后，对目标无人机进行持续追踪，过程中，在模拟场景中标示出目标无人机所在坐标，发射负重无人机，根据负重无人机同步过来的坐标和目标无人机的坐标，以相同时间为前提，分析负重无人机和目标无人机之间的间距，计算出负重无人机和目标无人机间距在达到干扰距离的时间；
所述干扰制动单元（4）用于在负重无人机达到干扰距离后，根据目标无人机所处的坐标，控制负重无人机发出标准强度的信号干扰，同步判断目标无人机的坐标，分析目标无人机是否处于停机状态，处于正常运行状态，则调节干扰强度，直至目标无人机处于停机状态；
所述捕获演示单元（5）用于根据停机后目标无人机的移动坐标，判定目标无人机的移动轨迹，计算出负重无人机与目标无人机之间间距达到捕捉距离的时间和具体坐标，调节负重无人机上负载捕捉网的发射角度，在负重无人机达到捕捉距离后，发射出捕捉网，对目标无人机进行捕捉；
所述返航判定单元（6）用于捕捉完成后，计算出负重量，分析出最佳回归路线，负重无人机开始沿着最佳回归路线进行返航，同步接收负重无人机返航时的移动坐标，模拟出负重无人机的实际返航轨迹，并将实际返航轨迹与最佳回归路线进行离散度对比，在超出设定间距后，触发手动操作模块，通知工作人员进行手动操控负重无人机；
所述捕捉存档单元（7）用于整理目标无人机从发现到捕捉回收整个过程中的移动坐标和负重无人机的移动坐标，进行目标无人机和负重无人机的移动轨迹演示，对路线进行分析，优化计算出最短时间为主和最短距离为主的移动轨迹路线，并进行存档，在检测到同种目标无人机移动轨迹和演示目标无人机移动轨迹相似度达到设定标准后，直接按照优化移动轨迹路线控制负重无人机进行目标无人机的捕获。
3.根据权利要求2所述的一种无人机自动捕获系统，其特征在于：所述定点移动单元（2）包括基点设定模块（8）、场景构建模块（9）和坐标定位模块（10），其中基点设定模块（8）用于在领空范围内搭建空间坐标系，以负重无人机发射点作为坐标原点，设定0.5m*0.5m*0.5m的立方空间作为一个坐标点；
所述场景构建模块（9）用于将领空范围中0.5m*0.5m*0.5m的立方空间作为一个坐标点，构建出领空范围内的模拟三维坐标场景；
所述坐标定位模块（10）用于接收负重无人机在模拟场景中飞行的过程中的实时坐标。
4.根据权利要求2所述的一种无人机自动捕获系统，其特征在于：所述对象捕捉单元（3）包括视野定位模块（11）、坐标判定模块（12）和距离判定模块（13），其中视野定位模块（11）用于通过雷达扫描和视觉检测配合的方式，检测目标无人机是否出现，在目标无人机出现后，对目标无人机进行持续追踪；
所述坐标判定模块（12）用于在模拟场景中标示出目标无人机所在坐标；
所述距离判定模块（13）用于发射负重无人机，根据负重无人机同步过来的坐标和目标无人机的坐标，以相同时间为前提，分析负重无人机和目标无人机之间的间距，计算出负重无人机和目标无人机间距在达到干扰距离的时间。
5.根据权利要求2所述的一种无人机自动捕获系统，其特征在于：所述干扰制动单元（4）包括定区干扰模块（14）、强度调节模块（15）和效果判定模块（16），其中定区干扰模块（14）用于在负重无人机达到干扰距离后，根据目标无人机所处的坐标，控制负重无人机发出标准强度的信号干扰；
所述强度调节模块（15）用于接收干扰强度调节加强信号，用于加强信号干扰的强度；
所述效果判定模块（16）用于判断目标无人机的坐标，分析目标无人机是否处于停机状态，处于正常运行状态，则触发干扰强度调节，用于保证目标无人机处于停机状态。
6.根据权利要求2所述的一种无人机自动捕获系统，其特征在于：所述捕获演示单元（5）包括轨迹演示模块（17）、重合定点模块（18）和捕获发射模块（19），其中轨迹演示模块（17）用于根据停机后目标无人机的移动坐标，判定目标无人机的移动轨迹；
所述重合定点模块（18）用于计算出负重无人机与目标无人机之间间距达到捕捉距离的时间和具体坐标，调节负重无人机上负载捕捉网的发射角度；
所述捕获发射模块（19）用于在负重无人机达到捕捉距离后，发射出捕捉网，对目标无人机进行捕捉。
7.根据权利要求2所述的一种无人机自动捕获系统，其特征在于：所述返航判定单元（6）包括返航轨迹模拟模块（20）、返航状态分析模块（21）和手动切换模块（22），其中返航轨迹模拟模块（20）用于捕捉完成后，计算出负重量，分析出最佳回归路线，负重无人机开始沿着最佳回归路线进行返航，同步接收负重无人机返航时的移动坐标，模拟出负重无人机的实际返航轨迹；
所述返航状态分析模块（21）用于将实际返航轨迹与最佳回归路线进行离散度对比，对负载无人机的返航状态进行分析；
所述手动切换模块（22）用于在离散度在超出设定间距后，触发手动操作模块，通知工作人员进行手动操控负重无人机。
8.根据权利要求2所述的一种无人机自动捕获系统，其特征在于：所述捕捉存档单元（7）包括复盘演示模块（23）、优化调节模块（24）和优化触发模块（1），其中复盘演示模块（23）用于整理目标无人机从发现到捕捉回收整个过程中的移动坐标和负重无人机的移动坐标，进行目标无人机和负重无人机的移动轨迹演示；
所述优化调节模块（24）用于对轨迹演示路线进行分析，优化计算出最短时间为主和最短距离为主的移动轨迹路线，并进行存档；
所述优化触发模块（1）用于在检测到同种目标无人机移动轨迹和演示目标无人机移动轨迹相似度达到设定标准后，直接按照优化移动轨迹路线控制负重无人机进行目标无人机的捕获。
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