一种基于光电搜索的反无人机系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于光电搜索的反无人机系统，属于反无人机系统领域；包括光电搜索跟踪系统，用于对低慢小目标进行图像采集；目标图像快速检测系统，用于对光电搜索跟踪系统采集到的图像进行快速处理，实现复杂背景下对所述低慢小目标进行跟踪定位与识别；云台系统用于，带动光电搜索跟踪系统进行快速周扫；伺服控制系统利用所述目标图像快速检测系统处理后的结果对云台系统进行控制，并实现云台系统的快速启停；将云台的快速启停与目标图像快速检测系统的快速检测结合在一起，实现了仅采用光电搜索跟踪系统即能完成整个搜索跟踪过程的目的，无需额外结合雷达探测系统进行检测。

An anti UAV system based on photoelectric search

The utility model discloses an anti-unmanned aerial vehicle system based on photoelectric search, which belongs to the field of anti-unmanned aerial vehicle system; the anti-unmanned aerial vehicle system comprises a photoelectric search and tracking system for image acquisition of low-slow and small targets; and a target image fast detection system for fast processing and replication of the images collected by the photoelectric search and tracking system. The system is used to drive the electro-optical search and tracking system for fast scanning; the servo control system uses the results of the target image fast detection system to control the cloud platform system and realize the fast start and stop of the cloud platform system; the cloud platform system is used to drive the photoelectric search and tracking system for fast scanning; the servo control system uses the results of the target image fast detection system to control the cloud platform system; and the cloud platform system is used to start and stop quickly. Fast start and stop is combined with the fast detection of target image detection system, which realizes the purpose that only using the photoelectric search and tracking system can complete the whole search and tracking process, and does not need additional detection combined with radar detection system.

【技术实现步骤摘要】
一种基于光电搜索的反无人机系统
本技术涉及一种反无人机系统，特别是一种基于光电搜索的反无人机系统，用于对无人机进行快速搜索、识别、跟踪和干扰。
技术介绍
如今无人机(低慢小目标)在各领域已呈现井喷式的发展，根据相关数据，截止2016年，全球无人机市场已达到70亿美元，而到2025年，将达到1200亿美元。然而无人机这把双刃剑，背后隐藏的安全问题却被人们所忽略，而又频频发生，对我们的生活产生了极大的威胁。随着新式无人机井喷式的涌现，与无人机相关的意外事故也不断进人人们的视野，使用无人机进行犯罪活动事情也不再少见。失控的无人机摔落在了行人或物体上；业余无人机操作员操作无人机飞人禁飞区，无人机干扰民航飞行、干扰救火行动；墨西哥和拉丁美洲的毒贩正利用自制无人机贩毒，英国犯罪集团使用无人机偷运毒品、手机及金钱等给囚犯；而美国康涅狄格州18岁大学生奥斯汀一霍沃特用无人机改装的“飞行手枪”的更是引起网络热议，引得美国联邦航空管理局方面直接介入调查。2016年中央电视台“3.15”晚会上曝光了大疆无人机的安全问题。采用雷达探测系统进行低慢小目标的探测其成本高昂，当采用雷达进行探测识别时，存在着探测盲区，雷达不能对高楼周围的无人机进行识别，采用雷达探测难以实现大多数应用环境的要求、系统难以实现对外部各种干扰环境的影响、系统难以实现快速部署，同时雷达探测需要主动发生射频功率，对外界有微波污染，同时对于贴近地面建筑物的目标难以检测。采用无线电侦测进行低慢小目标的探测的虚警概率较大。上述两种手段都难以直接识别目标类别，需要采用图像处理的方式进行甄别。红外探测可以实现全天候工作，在夜晚、多云、雾、霾等恶劣天气具有良好适应性，相对于雷达、激光成像技术而言红外热成像的成本更低、监控可靠性更高，红外热成像技术为被动成像，系统本身不可发射能量，所以具有很强的隐蔽性和生成性，红外热成像可以清晰显示目标形状，因此可以利用识别技术发现伪装、虚假目标等干扰。同时也不惧怕复杂环境影响。目前反无人机系统均采用雷达或无线电侦测作为目标探测的主要手段，红外探测系统作为辅助判别系统，红外探测系统不能实现独立的搜索，这是由于云台在转动过程中由于红外成像积分时间的关系，在搜索角度变化的过程中成像会模糊，所以即使利用红外系统进行探测，实质还是在反无人机系统中增设有雷达装置，利用雷达探测到目标之后再使用红外系统进行跟踪，因此该类反无人机系统还是具有雷达探测系统的缺点。
技术实现思路
基于以上技术问题，本技术提供了一种基于光电搜索的反无人机系统，从而解决了现有反无人机系统由于无法实现转台系统的快速启停、无法对光电搜索跟踪系统采集到的低空复杂环境下的低慢小目标图像进行的快速检测，从而导致反无人机系统无法只采用光电搜索跟踪系统进行跟踪识别的技术问题。本技术采用的技术方案如下：一种基于光电搜索的反无人机系统，包括光电搜索跟踪系统：用于对低慢小目标进行图像采集；目标图像快速检测系统：用于对光电搜索跟踪系统采集到的图像进行快速处理，实现复杂背景下对所述低慢小目标进行跟踪定位与识别；云台系统：用于带动光电搜索跟踪系统进行快速周扫；伺服控制系统：利用所述目标图像快速检测系统处理后的结果对云台系统进行控制，并实现云台系统的快速启停。进一步的，所述光电搜索跟踪系统包括红外热成像系统和可见光成像系统，所述红外热成像系统用于对搜索空域进行成像，所述可见光成像系统用于辅助所述红外成像系统进行成像。进一步的，所述云台系统包括水平转台和垂直转台，所述水平转台包括电机A、转轴和水平工作台，所述电机A连接转轴，所述转轴带动所述水平工作台做水平转动；所述垂直转台设置在所述水平转台上方，所述垂直转台包括电机B、齿轮、弧形齿条和垂直工作台，所述电机B带动齿轮转动，所述弧形齿条设置在所述垂直工作台上，所述齿轮经弧形齿条使垂直工作台做俯仰运动；所述光电搜索跟踪系统设置在所述垂直工作台上。进一步的，所述伺服控制系统控制所述电机A与所述电机B。综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：1.伺服控制系统控制云台系统进行快速启停，使光电搜索跟踪系统在下一个搜索视窗停下，进行图像的采集，保证云台在较短扫描时间内，光电搜索跟踪系统采集到的图像清晰；目标图像快速检测系统对所述光电搜索跟踪系统采集到的低空复杂环境下的低慢小目标图像进行快速检测，并将检测结果反馈至系统，使系统控制转台进行继续搜索或者进入跟踪模式；将云台的快速启停与目标图像快速检测系统的快速检测结合在一起，实现了仅采用光电搜索跟踪系统即能完成整个搜索跟踪的目的，无需额外结合雷达探测系统，克服了雷达探测系统带来的种种不便。2.伺服控制系统控制云台系统进行转动，从一个搜索角度变换到下一个搜索角度，只需要使用小于50ms的时间即能实现使光电搜索跟踪系统完成启动、加速、运转、减速和停止过程，其中该搜索变换的角度大小为红外热成像系统的观察视场大小；能够满足系统的检测要求。3.本系统相较于传统的反无人机系统，对远距离红外小目标可快速、高精度的检测，检测率可达到95％以上，且抗噪能力强，对环境的容忍度较强，可在相对较恶劣的环境下正常工作，成本较低、安装方面等优点；该系统可全天候的工作，不受光照的影响；基于光学的方法成本低；精度高、数据率高、识别能力高；部署灵活；无源系统，抗干扰隐蔽性强。附图说明图1是本技术的整体架构；图2是本技术的剖视图A；图3是本技术的剖视图B；图中标记：1-水平工作台，2-电机A，3-转轴，4-红外热成像系统，5-可见光成像系统，6-垂直工作台，7-弧形齿条，8-电机B，9-齿轮。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。下面结合附图对本技术作详细说明。具体实施例一种基于光电搜索的反无人机系统(如图1)，目标图像快速检测系统用于对光电搜索跟踪系统采集到的图像进行快速处理，实现复杂背景下对所述低慢小目标进行跟踪定位与识别；云台系统用于带动光电搜索跟踪系统进行快速周扫；伺服控制系统利用所述目标图像快速检测系统处理后的结果对云台系统进行控制，并实现云台系统的快速启停。所述光电搜索跟踪系统采集低慢小目标的图像，每变换一个搜索角度，光电搜索跟踪系统需要停止下来进行图像的采集，每次采集的图像帧数为3-5帧；将所述3-5帧图像传入目标图像快速检测系统进行快速检测；所述云台系统(如图2-3)包括水平转台和垂直转台，所述水平转台包括步进电机A2、转轴3和水平工作台1，所述步进电机A2连接转轴3，所述转轴3带动所述水平工作台1做水平方向的转动；所述垂直转台设置在所述水平转台上方，所述垂直转台包括步进电机B8、齿轮9、弧形齿条7和垂直工作台6，所述步进电机B8带动齿轮9转动，所述弧形齿条7设置在所述垂直工作台6上，所述齿轮9经弧形齿条7使垂直工作台6做俯仰运动；所述光电搜索跟踪系统设置在所述垂直工作台6上；所述伺服控制系统控制所述步进电机A2与所述步进电机B8。水平转台使用的步进电机为EMH3498U14型步进电机，减速器参数为16：1，一个脉冲水平转动角度为伺服控制系统控制所述步进电机实现以下运动过程：水平转台加速运行时间为0.025s，匀速运行时间为0.15本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于光电搜索的反无人机系统，其特征在于：包括光电搜索跟踪系统：用于对低慢小目标进行图像采集；目标图像快速检测系统：用于对光电搜索跟踪系统采集到的图像进行快速处理，实现复杂背景下对所述低慢小目标进行跟踪定位与识别；云台系统：用于带动光电搜索跟踪系统进行快速周扫；伺服控制系统：利用所述目标图像快速检测系统处理后的结果对云台系统进行控制，并实现云台系统的快速启停。

【技术特征摘要】
1.一种基于光电搜索的反无人机系统，其特征在于：包括光电搜索跟踪系统：用于对低慢小目标进行图像采集；目标图像快速检测系统：用于对光电搜索跟踪系统采集到的图像进行快速处理，实现复杂背景下对所述低慢小目标进行跟踪定位与识别；云台系统：用于带动光电搜索跟踪系统进行快速周扫；伺服控制系统：利用所述目标图像快速检测系统处理后的结果对云台系统进行控制，并实现云台系统的快速启停。2.根据权利要求1所述的一种基于光电搜索的反无人机系统，其特征在于：所述光电搜索跟踪系统包括红外热成像系统(4)和可见光成像系统(5)，所述红外热成像系统(4)用于对搜索空域进行成像，所述可见光成像系统(5)用于辅助所述红外成像系统(4)进行成像。3.根据权利要求1所述的一种基...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾海涛，
申请(专利权)人：成都云擎科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51