一种针对民用多旋翼无人机的跟随式电磁干扰系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种针对民用多旋翼无人机的跟随式电磁干扰系统及方法，包括无人机监测装置、无人机定位锁定装置、跟随式电磁干扰装置、以及控制台。本发明专利技术完善了针对民用多旋翼无人机的干扰技术，可以对民用多旋翼无人机进行跟随式电磁干扰，解决了当前多旋翼无人机干扰技术无法定向定位、易对周边地区产生电磁干扰影响生产生活、无法对指定区域内入侵无人机进行有效电磁干扰的问题。解决了市面上现有电磁无人机干扰系统无法定向定位跟随式干扰的问题，使得无人机干扰系统的性能大大改良。

【技术实现步骤摘要】
一种针对民用多旋翼无人机的跟随式电磁干扰系统及方法
本专利技术涉及无人机拦截
，具体涉及无人机电磁干扰的方法和相关装置。
技术介绍
2016年5月，国家公布了《互联网+人工智能三年行动实施方案》，重点支持无人机发展，并将进一步开放低空空域，无人机产业已经成为国家战略的重要部分之一。我国消费级民用无人机的市场份额，在“大疆”企业的带领下，更是占到了全球市场的70％以上，占据了绝对优势。2015年，全球无人机大约销售58.7万架，其中军用无人机约占3％，民用无人机占97％；民用无人机销量中，专业级无人机销量约17.1万架，消费级无人机销量约39.9万架。但无人机技术发展是一把双刃剑。无人机带来窥视隐私危机、无人机运送货物掉落、无人机边境走私毒品等一系列不安全的问题。因此，由无人机引发的各种担忧也应运而生，尤其是在安全方面的隐患，成为监管部门限制无人机发展的一个重要因素。无人机虽多用于摄影、录像等用途，但仍有可能被不法分子利用来实施犯罪，对反恐、维稳、安保、警卫、禁毒等领域的安全构成潜在而现实的风险挑战。另外，无人机一旦被不法分子利用进行非法拍摄，甚至用来进行投毒、爆炸等破坏活动，后果将不堪设想。无人机“黑飞”屡次逼停民航成“隐形杀手”。基于无人机带来的安全问题，无人机拦截技术具有广泛的应用前景，无人机拦截技术将广泛应用监狱、机场、科研中心、看守所、政府大楼以及各类军事重地等禁止无人机拍摄的场所。目前国内外在反无人机领域研究主要针对无人机飞行电磁干扰或诱骗等，主要有四种类型，阻断干扰型、暴力摧毁型、系统控制型和物理捕捉型，但跟随式无人机的电磁干扰研究相对较少，针对民用多旋翼无人机的干扰系统跟随性不强，针对性不强，容易对非干扰区域产生电磁干扰，影响人们正常的生产生活。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术旨在提供一种针对民用多旋翼无人机的跟随式电磁干扰系统和方法，通过对低空目标的预警和监视，达到对入侵目标做出预警，再通过高清激光摄像头对入侵目标进行图像识别，利用CCD摄像机和成像定位技术，达到对入侵无人机进行锁定追踪，从而达到对入侵无人机的跟随式电磁干扰。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种针对民用多旋翼无人机的跟随式电磁干扰系统，包括无人机监测装置、无人机定位锁定装置、跟随式电磁干扰装置、控制台、能源供电设备和通信装置；所述无人机监测装置包括高清激光摄像头、电磁监控设备以及无人机监测装置控制单元，无人机监测装置控制单元分别与高清激光摄像头以及电磁监控设备进行有线电性连接，无人机监测装置控制单元再通过通信装置与控制台有线电性连接，实现用户对无人机监测装置的控制；所述无人机定位锁定装置包括无人机定位锁定装置CCD摄像机模块、无人机定位锁定装置控制单元、支撑模块，其中无人机定位锁定装置CCD摄像机模块安装在支撑模块上并与无人机定位锁定装置控制单元进行有线电性连接，无人机定位锁定装置控制单元通过通信装置与控制台有线电性连接，实现用户对无人机定位锁定装置的控制；所述跟随式电磁干扰装置包括电磁信号干扰装置、驱动装置、支撑装置、跟随式电磁干扰装置控制单元，其中电磁信号干扰装置通过驱动模块实现制动，并且安装在支撑装置上，并与跟随式电磁干扰装置控制单元进行有线电性连接，跟随式电磁干扰装置控制单元通过通信装置与控制台进行有线电性连接，实现用户对跟随式电磁干扰装置的控制；所述控制台包括控制模块、数据处理模块、显示模块，其中用户通过控制模块实现对跟随式电磁干扰装置、无人机定位锁定装置和无人机监测装置的控制，和对整个系统的启动与停止；数据处理模块用于将跟随式电磁干扰装置、无人机定位锁定装置和无人机监测装置采集并传送到控制台的数据信息进行处理，实现数据信息的处理、保存、删除；显示模块用于将经过处理后的数据信息显示出来，实时显示各装置的工作状态以及受保护空域的情况；所述能源供电设备用于为整个所述针对民用多旋翼无人机的跟随式电磁干扰系统供电。需要说明的是，所述高清激光摄像头包括光强传感器、低照度CCD摄像机、激光照明器、护罩、控制器和驱动电机，其中光强传感器、滤光片、激光照明器均安装于低照度CCD摄像机上，低照度CCD摄像机安装于驱动电机上并用护罩进行保护，低照度CCD摄像机和驱动电机通过控制器与无人机监测控制单元控制模块进行有线电性连接实现用户对高清激光摄像头的控制。需要说明的是，所述电磁监控设备包括低空监视雷达、信号接收天线、HackRF无线电平台、电磁监控设备驱动电机、支撑框架，其中低空监视雷达与电磁监控设备驱动电机有线电性连接，并与信号接收天线、HackRF无线电平台一起安装在支撑框架上，信号接收天线与HackRF无线电平台进行有线电性连接，低空监视雷达、信号接收天线、HackRF无线电平台、电磁监控设备驱动电机均有线电性连接于所述无人机监测装置控制单元。进一步需要说明的是，所述信号接收天线为室外信号接收天线，用于以接收无人机通讯信号与GPS定位信号，并将接收到的无人机信号发送给控制台。进一步需要说明的是，所述HackRF无线电平台包括PC机，通过USB接口与NXPLP43xx微控制器通信；NXPLP43xx微控制器通过并行总线及GPIO模拟的JTAG接口与CPLD连接；MAX5864对发送的数据进行数模转换DAC，对接收到的数据进行模数转换ADC；MAX2837完成上/下变频，并通过宽带混频器RFFC5072提高频率范围；射频前端采用一级LNA/PA进行放大，并最终通过收发转换开关与信号接收天线连接。需要说明的是，所述无人机定位锁定装置控制单元以Xilinx-6LX45FPGA为核心，通过无人机定位锁定装置CCD摄像机完成图像数据的采集、压缩、存储及发送工作，并通过接收所述控制台的命令，对所述无人机定位锁定装置CCD摄像机内部参数设置，控制无人机定位锁定装置CCD摄像机运动，实现以最佳角度观测目标。需要说明的是，在所述跟随式电磁干扰装置中，所述驱动装置包括方位电机和仰角电机，所述方位电机可控制电磁信号干扰装置进行360度全方位旋转；所述仰角电机用于控制电磁信号干扰装置进行110°仰角调节。需要说明的是，所述电磁信号干扰装置包括射频信号源和定向天线，射频信号源与定向天线电性连接，通过定向天线发射射频信号源产生的射频信号，从而进行对无人机的通讯干扰。需要说明的是，所述能源供电设备包括供电系统和铅蓄电池，所述供电系统用于将220V交流电压转换为直流电压并为各用电部件供电；所述铅蓄电池电性连接于所述供电系统，作为应急能源使用。利用上述针对无人机的跟随式电磁干扰系统进行无人机电磁干扰的方法，包括如下步骤：1)系统开启，进行初始化设置，控制台将受保护空域划分为若干子空域，一个高清激光摄像头的视域恰好可覆盖一个子空域；将无人机定位锁定装置CDD摄像头分布在指定的位置，并建立世界坐标系、相机坐标系、图像平面坐标系和像素坐标系，世界坐标系用于描述受保护空域任一点位置；摄像机坐标系通常建立在无人机定位锁定装置CDD摄像头的机体上，以无人机定位锁定装置CDD摄像头的光心O为原点，xoy平面与无人机定位锁定装置CDD摄像头的接收平面平行，与光轴重合建立；图像平面坐标系建立在无人机定位锁定装置CDD摄像头的成像平面上，原点在O；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种针对民用多旋翼无人机的跟随式电磁干扰系统，其特征在于，包括无人机监测装置、无人机定位锁定装置、跟随式电磁干扰装置、控制台、能源供电设备和通信装置；所述无人机监测装置包括高清激光摄像头、电磁监控设备以及无人机监测装置控制单元，无人机监测装置控制单元分别与高清激光摄像头以及电磁监控设备进行有线电性连接，无人机监测装置控制单元再通过通信装置与控制台有线电性连接，实现用户对无人机监测装置的控制；所述无人机定位锁定装置包括无人机定位锁定装置CCD摄像机模块、无人机定位锁定装置控制单元、支撑模块，其中无人机定位锁定装置CCD摄像机模块安装在支撑模块上并与无人机定位锁定装置控制单元进行有线电性连接，无人机定位锁定装置控制单元通过通信装置与控制台有线电性连接，实现用户对无人机定位锁定装置的控制；所述跟随式电磁干扰装置包括电磁信号干扰装置、驱动装置、支撑装置、跟随式电磁干扰装置控制单元，其中电磁信号干扰装置通过驱动模块实现制动，并且安装在支撑装置上，并与跟随式电磁干扰装置控制单元进行有线电性连接，跟随式电磁干扰装置控制单元通过通信装置与控制台进行有线电性连接，实现用户对跟随式电磁干扰装置的控制；所述控制台包括控制模块、数据处理模块、显示模块，其中用户通过控制模块实现对跟随式电磁干扰装置、无人机定位锁定装置和无人机监测装置的控制，和对整个系统的启动与停止；数据处理模块用于将跟随式电磁干扰装置、无人机定位锁定装置和无人机监测装置采集并传送到控制台的数据信息进行处理，实现数据信息的处理、保存、删除；显示模块用于将经过处理后的数据信息显示出来，实时显示各装置的工作状态以及受保护空域的情况；所述能源供电设备用于为整个所述针对民用多旋翼无人机的跟随式电磁干扰系统供电。...

【技术特征摘要】
1.一种针对民用多旋翼无人机的跟随式电磁干扰系统，其特征在于，包括无人机监测装置、无人机定位锁定装置、跟随式电磁干扰装置、控制台、能源供电设备和通信装置；所述无人机监测装置包括高清激光摄像头、电磁监控设备以及无人机监测装置控制单元，无人机监测装置控制单元分别与高清激光摄像头以及电磁监控设备进行有线电性连接，无人机监测装置控制单元再通过通信装置与控制台有线电性连接，实现用户对无人机监测装置的控制；所述无人机定位锁定装置包括无人机定位锁定装置CCD摄像机模块、无人机定位锁定装置控制单元、支撑模块，其中无人机定位锁定装置CCD摄像机模块安装在支撑模块上并与无人机定位锁定装置控制单元进行有线电性连接，无人机定位锁定装置控制单元通过通信装置与控制台有线电性连接，实现用户对无人机定位锁定装置的控制；所述跟随式电磁干扰装置包括电磁信号干扰装置、驱动装置、支撑装置、跟随式电磁干扰装置控制单元，其中电磁信号干扰装置通过驱动模块实现制动，并且安装在支撑装置上，并与跟随式电磁干扰装置控制单元进行有线电性连接，跟随式电磁干扰装置控制单元通过通信装置与控制台进行有线电性连接，实现用户对跟随式电磁干扰装置的控制；所述控制台包括控制模块、数据处理模块、显示模块，其中用户通过控制模块实现对跟随式电磁干扰装置、无人机定位锁定装置和无人机监测装置的控制，和对整个系统的启动与停止；数据处理模块用于将跟随式电磁干扰装置、无人机定位锁定装置和无人机监测装置采集并传送到控制台的数据信息进行处理，实现数据信息的处理、保存、删除；显示模块用于将经过处理后的数据信息显示出来，实时显示各装置的工作状态以及受保护空域的情况；所述能源供电设备用于为整个所述针对民用多旋翼无人机的跟随式电磁干扰系统供电。2.根据权利要求1所述的针对民用多旋翼无人机的跟随式电磁干扰系统，其特征在于，所述高清激光摄像头包括光强传感器、低照度CCD摄像机、激光照明器、护罩、控制器和驱动电机，其中光强传感器、滤光片、激光照明器均安装于低照度CCD摄像机上，低照度CCD摄像机安装于驱动电机上并用护罩进行保护，低照度CCD摄像机和驱动电机通过控制器与无人机监测控制单元控制模块进行有线电性连接实现用户对高清激光摄像头的控制。3.根据权利要求1所述的针对民用多旋翼无人机的跟随式电磁干扰系统，其特征在于，所述电磁监控设备包括低空监视雷达、信号接收天线、HackRF无线电平台、电磁监控设备驱动电机、支撑框架，其中低空监视雷达与电磁监控设备驱动电机有线电性连接，并与信号接收天线、HackRF无线电平台一起安装在支撑框架上，信号接收天线与HackRF无线电平台进行有线电性连接，低空监视雷达、信号接收天线、HackRF无线电平台、电磁监控设备驱动电机均有线电性连接于所述无人机监测装置控制单元。4.根据权利要求3所述的针对民用多旋翼无人机的跟随式电磁干扰系统，其特征在于，所述信号接收天线为室外信号接收天线，用于以接收无人机通讯信号与GPS定位信号，并将接收到的无人机信号发送给控制台。5.根据权利要求3所述的针对民用多旋翼无人机的跟随式电磁干扰系统，其特征在于，所述HackRF无线电平台包括PC机，通过USB接口与NXPLP43xx微控制器通信；NXPLP43xx微控制器通过并行总线及GPIO模拟的JTAG接口与CPLD连接；MAX5864对发送的数据进行数模转换DAC，对接收到的数据进行模数转换ADC；MAX2837完成上/下变频，并通过宽带混频器RFFC5072提高频率范围；射频前端采用一级LNA/PA进行放大，并最终通过收发转换开关与信号接收天线连接。6.根据权利要求1所述的针对民用多旋翼无人机的跟随式电磁干扰系统，其特征在于，所述无人机定位锁定装置控制单元以XilinxLX45FPGA为核心，通过无人机定位锁定装置CCD摄像机完成...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊宽刚，刘平川，王渠，徐文堂，张小根，刘汉森，王文帅，
申请(专利权)人：江西理工大学，
类型：发明
国别省市：江西,36