CN214747527U - 一种反无人机系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于反无人机技术领域，公开了一种反无人机系统，包括载车、车载探测模块、无人机模块、机载探测模块、车载数据处理模块、机载数据处理模块、车载通信模块、机载通信模块、机载捕获模块。具有监视范围广，定位精度高，反应灵活的优点，无人机模块同时具有垂直起降和高速平飞能力、还可以分离为两个无人机，因此不但能够对小型慢速无人机进行捕获，还可以捕获高速大型无人机，捕获方式灵活、高效、对地面无二次伤害风险。有效地满足在各种复杂环境条件下对目标的探测搜索、侦查识别、跟踪捕获等任务需求。

Description

一种反无人机系统

技术领域

本实用新型属于反无人机技术领域，具体涉及一种反无人机立体探测、定位、跟踪与捕获系统。

背景技术

近年来，无人机在各种民用场合大量使用，给人民带来了便利的同时，也引起了黒飞问题频发、对重要目标和重要区域带来的威胁也越来越严重等社会难题。另外，无人机在多次局部战争中的出色表现，加速了军用无人机的发展和使用，同时也对现有的防空体系构成了极大威胁。目前无人机的反制手段有很多种，如压制式无线电干扰、欺骗式无人机干扰、直接击毁或者抓捕的物理式反制等，但都存在反制效果不理想、成本过高且容易造成二次伤害等问题。

如申请号为201911376577.1的专利申请给出了一种具有无线电干扰功能的反无人机雷达系统，通过设置四组雷达探测器对多个无人机进行探测，采用无线电干扰技术对无人机进行干扰，但存在作用距离有限、对无人机加密信号识别困难等缺点。

如申请号为202010794206.1的专利申请给出了控制无人机降落的方法及系统，通过控制无人机进入依赖卫星导航信号的自动返航模式，获取无人机实时位置信息向所述无人机发射功率高于真实卫星导航信号的虚假卫星导航信号，使无人机根据虚假卫星导航信号修正自身飞行姿态，直至降落在目标区域降落，但在实际应用中如何破获无人机通信协议以及如何覆盖导航信息并注入虚假导航信息是很难实现的。

如申请号为201811097389.0的专利申请给出了无人机载激光武器反无人机系统，通过机载激光武器实现对无人机的硬杀伤，但激光武器的体积和功耗对现有载机来说过大，且作用距离有限，硬杀伤的无人机还可能对地面产生二次伤害。

如申请号为201610062946.X的专利申请给出了一种固定式反无人机拦截网系统，通过拦截网体、牵引网体火箭装置、碰撞空气发泡冲击装置和电磁引导装置来拦截无人机。当无人机来袭，牵引网体火箭装置携带拦截网体上升，到达最高点，网体在空中悬浮，通过电磁引导装置实现对网体的收拢，形成网兜，达到捕获无人机功能。该实用新型的缺点在于机动性差，只能在一个固定位置捕获无人机。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有反无人机系统中存在的缺陷，提出了一种反无人机立体探测、定位、跟踪与捕获系统，利用该系统能够快速捕获无人机且避免二次伤害。为实现上述目的，本实用新型采用以下具体技术方案：

一种反无人机系统，包括：无人机模块、机载捕获模块；无人机模块上设置机载探测模块、机载数据处理模块、机载通信模块；

机载探测模块用于对探测目标进行三维定位以及获取目标的图像；

机载数据处理模块用于接收机载探测模块的信息对目标进行定位和识别及控制无人机模块的飞行；

机载通信模块用于无人机模块内部通信和与外部通信；

机载捕获模块用于对目标进行捕获。

优选地，还包括：车载探测模块、车载数据处理模块、车载通信模块，以及用于承载无人机模块、车载探测模块、车载数据处理模块、车载通信模块并作为移动平台的载车；

车载探测模块用于监视并探测目标信息；

车载数据处理模块用于处理车载探测模块和机载探测模块获取目标的位置信息并向车载探测模块和机载数据处理模块发出跟踪指令；

车载通信模块用于与机载通信模块在载车和无人机模块之间建立双向通信联系。

优选地，车载探测模块包括监视目标区域的雷达和对目标进行跟踪的光电经纬仪。

优选地，无人机模块包括：通过机翼分离组件对称连接的第一飞翼和第二飞翼、对称设置在第一飞翼与第二飞翼两侧的副翼和两端用于飞行的动力模块、连接在第一飞翼与第二飞翼翼尖部位后缘处的起落架。

优选地，动力模块包括动力源和螺旋桨，通过控制螺旋桨的旋转方向提高整机的升阻比和控制能力；动力源为电机或油机。

优选地，机翼分离组件用于使第一飞翼和第二飞翼分离以捕获尺寸大于第一飞翼和第二飞翼之间距离的目标。

优选地，机载探测模块包含至少八组对称布置于靠近第一飞翼和第二飞翼翼根部的前缘相机和后缘相机；

第一飞翼和第二飞翼上的前缘相机和后缘相机构成双目系统，用于对目标进行三维定位以及获取目标的图像。

优选地，前缘相机和后缘相机为可见光相机或者红外相机。

优选地，机载捕获模块包括：连接捕获网与舵机的牵引绳，舵机连接在第一飞翼和第二飞翼翼尖的后缘处，通过舵机控制牵引绳和舵机连接脱开。

优选地，捕获网和牵引绳为弹性材料，在捕获目标时减小对无人机模块的扰动。

本实用新型能够取得以下技术效果：

1、通过载车与无人机协同探测、定位与跟踪，能够很好的增大监视范围，提高定位精度。

2、本实用新型的无人机模块具有垂直起降与高速平飞能力，并可分离为两个无人机，可对不同大小、不同飞行速度的无人机实现捕获，捕获方式灵活高效，对地面无人员无二次伤害。

3、相比于其他的反无人机探测、定位、跟踪与捕获系统，本实用新型探测范围广，定位精度高，捕获能力强，方式灵活，可重复使用，对地面人员无二次伤害风险。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的一种反无人机系统整体示意图；

图2是本实用新型一个实施例的机载数据处理模块、机载通信模块、机载探测模块以及机载捕获模块相互位置关系示意图；

图3是本实用新型一个实施例的原理框图；

图4是本实用新型一个实施例的车载探测模块的结构示意图；

图5是本实用新型一个实施例的无人机模块的结构示意图；

图6是本实用新型一个实施例的无人机模块的俯视图；

图7是图5的仰视图；

图8是本实用新型一个实施例的机载捕获模块的结构示意图；

图9是本实用新型一个实施例的第二种无人机模块结构示意图；

图10是本实用新型一个实施例的第三种无人机模块结构示意图。

附图标记：

载车1、

车载探测模块2、雷达21、光电经纬仪22、

无人机模块3、第一飞翼31、第二飞翼32、机翼分离组件33、副翼34、起落架35、

动力模块36、第一动力模块361、第二动力模块362、第三动力模块363、第四动力模块364、螺旋桨365、电机366、

垂尾37、平尾38、

机载探测模块4、前缘相机41、后缘相机42、

车载数据处理模块5、机载数据处理模块6、车载通信模块7、机载通信模块8、

机载捕获模块9、捕获网91，牵引绳92、舵机93。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，而不构成对本实用新型的限制。

本实用新型的目的是提供一种反无人机系统，能够快速捕获无人机且避免二次伤害。下面将对本实用新型提供的一种反无人机系统，通过具体实施例来进行详细说明。

参见图1示出的反无人机系统结构，包括无人机模块3、用于捕获目标的机载捕获模块9，参见图2；无人机模块3上设置机载探测模块4、机载数据处理模块6、机载通信模块8，机载捕获模块9与无人机模块3可分离，对入侵的无人机进行捕获；

机载探测模块4用于对探测目标进行三维定位以及获取目标的图像；

机载数据处理模块6用于接收机载探测模块4的信息对目标进行定位和识别及控制无人机模块3的飞行；

机载通信模块8用于无人机模块3的内部通信和与外部通信。

在本实用新型一个优选实施例中，继续参见图1，还包括车载探测模块2、车载数据处理模块5、车载通信模块7，以及用于承载无人机模块3、车载探测模块2、车载数据处理模块5、车载通信模块7并作为移动平台的载车1，载车1可以快速部署至需要防护区域，机动灵活。

车载探测模块2包括用于监视目标区域的雷达21和对目标进行跟踪的光电经纬仪22，如图4所示；

车载数据处理模块5用于处理车载探测模块2和机载探测模块4获取的目标的位置信息并向车载探测模块2和机载数据处理模块6发出跟踪指令；

车载通信模块7用于与机载通信模块8在载车1和无人机模块3之间建立双向通信联系。

图3示出了本实用新型一种反无人机系统的工作原理，利用车载探测模块2对目标区域进行监视，并对目标无人机进行跟踪，车载数据处理模块5经过车载通信模块7将目标无人机信息发送给无人机模块3上的机载通信模块8，经机载数据处理模块6处理后，再利用机载探测模块4对入侵无人机位置进行精准定位，利用机载捕捉模块9对入侵无人机进行捕获。

图5示出了本实用新型一个优选实施例中无人机模块3的结构，参见图5，机翼分离组件33对称连接两个相同结构的第一飞翼31和第二飞翼32，机翼分离组件33的延伸方向分别与第一飞翼31和第二飞翼32垂直；

第一飞翼31和第二飞翼32呈V型，且扁平状，两者平行并排设置，通过对称固定在两端翼尖部位前缘处的动力模块36实现升降；

在第一飞翼31和第二飞翼32两侧对称设有用于转向的副翼34，在第一飞翼31与第二飞翼32翼尖部位后缘处还连接有起落架35。

在本实用新型的一个优选实施例中，第一动力模块361和第二动力模块362分别固定在第一飞翼31两端，第三动力模块363和第四动力模块364分别固定在第二飞翼32两端；

每个动力模块36均包括电机366和连接在电机366上的螺旋桨365；电机366可以用油机替代。

在本实用新型的一个优选实施例中，第一动力模块361与第三动力模块363上的螺旋桨365顺时针旋转，第二动力模块362与第四动力模块364上的螺旋桨365逆时针旋转，使得螺旋桨365的下洗流抑制飞翼翼尖的上反扰流，增加飞翼的气动效率。

在本实用新型的另一个实施例中，两个机翼分离组件33采用对称翼型，在捕获目标的尺寸大于第一飞翼31和第二飞翼32之间的距离时，机翼分离组件33使第一飞翼31和第二飞翼32分离。

图6为无人机模块的俯视图，图7为图6的仰视图，包括对称安装在第一飞翼31和第二飞翼32前缘处的四台前缘相机41和对称安装在第一飞翼31和第二飞翼32后缘处的四台后缘相机42；

前缘相机41用来获取目标无人机的图像，使机载数据处理模块6通过获取的目标无人机图像来定位目标无人机位置、速度和方位；

后缘相机42用来获取降落区域图像，机载数据处理模块6通过获取的降落区域图像计算安全降落位置并引导无人机模块3降落在安全位置。

在本实用新型的一个优选实施例中，同一飞翼上的前缘相机41和后缘相机42构成双目系统；前缘相机41和后缘相机42为可见光相机，或者更换为红外相机，以满足夜间工作的需求。

如图8所示，机载捕获模块9，包括捕获网91、分别对称连接在第一飞翼31和第二飞翼32翼尖后缘处的舵机93以及四台舵机一端各自连接的牵引绳92；

四条牵引绳92的另一端分别与捕获网91的四个边缘连接，牵引绳92在舵机93的控制下，与舵机93脱开连接以释放捕获网91。

在本实用新型的一个优选实施例中，选择弹性材料作为捕获网91和牵引绳92的材料，用以在捕获目标无人机时减小对无人机模块3的扰动。

结合图3示出的反无人机系统工作框图，对本实用新型的工作原理进行详细介绍：

利用车载探测模块2的雷达21对目标区域进行广域监视，发现目标无人机后将目标无人机的定位信息发给车载探测模块2的光电经纬仪22，光电经纬仪22联合雷达21对目标无人机进行跟踪，车载数据处理模块5将目标无人机信息发送给无人机模块3，无人机模块3在螺旋桨365、副翼34的联合控制下从载车1垂直起飞，然后在螺旋桨365、副翼34的联合控制下转为固定翼高速平飞模式向目标无人机位置处飞行；

当无人机模块3和目标无人机距离进入机载探测模块4的有效作用距离内时，机载数据处理模块6控制机载探测模块4对目标无人机进行定位，获得目标无人机高精度位置、速度和方位信息；

无人机模块3在车载探测模块2和机载探测模块4的联合引导下高速飞向目标无人机，将目标无人机捕获在捕获网91中后转为垂直降落模式，无人机模块3带着捕获的目标无人机降落至安全地点。

在本实用新型的另一个实施例中，当机载探测模块4判断目标无人机尺寸大于第一飞翼31和第二飞翼32之间的距离时，第一飞翼31和第二飞翼32间的机翼分离组件33使其分离变成两个无人机，共同牵引机载捕获模块9的捕获网91捕获目标无人机并联合控制螺旋桨365、副翼34转换为垂直降落模式，携带捕获的目标无人机降落至安全地点。

当机载处理模块6监测到无人机模块3的下降速度无法达到期望速度且加速度大于重力加速度时，或机载处理模块6判断捕获的无人机重量超过无人机模块3的载重能力时，机载数据处理模块6通过四组后缘相机42，判断地面的安全范围，引导无人机模块3飞行至安全范围后控制四台舵机93释放牵引绳92，将捕获的目标无人机释放至地面安全地点。

图9为本实用新型的另一个具体实施例中无人机模块结构示意图，其工作原理相同，区别在于的无人机模块3的两个机翼分离组件33后缘处安装垂尾37用以增加无人机模块3水平和垂直飞行时的控制能力。

图10为本实用新型的第三个具体实施例中无人机模块结构示意图，其工作原理相同，区别在于在图9所示的无人机模块3基础上在第一飞翼31和第二飞翼32后缘后部对称增加平尾38，用以增加无人机模块3水平和垂直飞行时的控制能力。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种反无人机系统，其特征在于，包括：无人机模块、机载捕获模块；所述无人机模块上设置机载探测模块、机载数据处理模块、机载通信模块；

所述机载探测模块用于对探测目标进行三维定位以及获取所述目标的图像；

所述机载数据处理模块用于接收所述机载探测模块的信息对所述目标进行定位和识别及控制所述无人机模块的飞行；

所述机载通信模块用于所述无人机模块内部通信和与外部通信；

所述机载捕获模块用于对所述目标进行捕获。

2.根据权利要求1所述的反无人机系统，其特征在于，还包括：车载探测模块、车载数据处理模块、车载通信模块，以及用于承载所述无人机模块、所述车载探测模块、所述车载数据处理模块、所述车载通信模块并作为移动平台的载车；

所述车载探测模块用于监视并探测所述目标信息；

所述车载数据处理模块用于处理所述车载探测模块和所述机载探测模块获取所述目标的位置信息并向所述车载探测模块和所述机载数据处理模块发出跟踪指令；

所述车载通信模块用于与所述机载通信模块在所述载车和所述无人机模块之间建立双向通信联系。

3.根据权利要求2所述的反无人机系统，其特征在于，所述车载探测模块包括监视目标区域的雷达和对所述目标进行跟踪的光电经纬仪。

4.根据权利要求2所述的反无人机系统，其特征在于，所述无人机模块包括：通过机翼分离组件对称连接的第一飞翼和第二飞翼、对称设置在所述第一飞翼与所述第二飞翼两侧的副翼和两端用于飞行的动力模块、连接在所述第一飞翼与所述第二飞翼翼尖部位后缘处的起落架。

5.根据权利要求4所述的反无人机系统，其特征在于，所述动力模块包括动力源和螺旋桨，通过控制所述螺旋桨的旋转方向提高整机的升阻比和控制能力；所述动力源为电机或油机。

6.根据权利要求5所述的反无人机系统，其特征在于，所述机翼分离组件用于使所述第一飞翼和所述第二飞翼分离以捕获尺寸大于所述第一飞翼和所述第二飞翼之间距离的所述目标。

7.根据权利要求4所述的反无人机系统，其特征在于，所述机载探测模块包含至少八组对称布置于靠近所述第一飞翼和所述第二飞翼翼根部的前缘相机和后缘相机；

所述第一飞翼和所述第二飞翼上的所述前缘相机和所述后缘相机构成双目系统，用于对所述目标进行三维定位以及获取所述目标的图像。

8.根据权利要求7所述的反无人机系统，其特征在于，所述前缘相机和所述后缘相机为可见光相机或者红外相机。

9.根据权利要求4所述的反无人机系统，其特征在于，所述机载捕获模块包括：连接捕获网与舵机的牵引绳，所述舵机连接在所述第一飞翼和所述第二飞翼翼尖的后缘处，通过所述舵机控制所述牵引绳和所述舵机连接脱开。

10.根据权利要求9所述的反无人机系统，其特征在于，所述捕获网和所述牵引绳为弹性材料，在捕获所述目标时减小对所述无人机模块的扰动。

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