[發明專利]一種主動捕獲低空小型無人飛行器的系統及方法

有效

• 申請號: 201610134388.3
• 申請日: 2016-03-09
• 公開（公告）號: CN105759834B
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 占云龍;黃葵;皮家甜;曲磊;何為;王營冠;鄭春雷
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10;G05B19/04
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 宋纓;孫健

本發明涉及一種主動捕獲低空小型無人飛行器的系統及方法，其中無人機平臺用于實現低空飛行，并搭載有所述雙目視覺圖像采集單元和彈射捕捉單元；所述雙目視覺圖像采集單元用于對監測空間拍攝雙目視頻圖像信息；所述多信息采集單元用于獲取所述無人機平臺的傾角信息、高度信息和/或地理位置信息；所述信息處理決策單元用于融合所述雙目視頻圖像信息和所述傾角信息、高度信息和/或地理位置信息，并計算分析實現飛行器探測識別、深度信息的獲取、飛行器追蹤、飛行器的捕捉指揮；所述彈射捕捉單元根據所述飛行器的捕捉指揮命令捕捉飛行器。本發明提高了對入侵的小型低空飛行器的主動捕捉能力。

技術領域

本發明涉及低空小型無人飛行器捕獲技術領域，特別是涉及一種主動捕獲低空小型無人飛行器的系統及方法。

背景技術

隨著無線電遙控設備、機械設備等技術的不斷成熟，小型低空飛行器的技術也逐漸成熟，其成本正在逐步的下降，越來越多的小型低空飛行器開始進入攝像攝影、工農業生產、測量測試等領域。隨著越來越多的用戶涌入該領域，其應用的范圍也越來越大。然而隨著小型低空飛行器的應用無限制式的爆炸增長，越來越多的公共安全隱患也隨之突顯出來。國內外的政府部門對小型低空飛行器的安全問題越來越重視，相關的法律法規正在逐步的完善，相應的飛行禁區也正在逐步的制定。但是一些低空小型飛行器的不規范操作、飛行器的失控、基于飛行器的情報探測、恐怖分子的特定襲擊等安全隱患造成飛行器入侵飛行禁區的事件時有發生，所以需要加強對特定區域的低空小型飛行器的監管，并根據現場情況進行有目的的攔截、捕捉，降低因為非法入侵帶來的安全隱患。然而由于低空小型無人機具有體積小、可低空飛行、具備自主飛行能力、空中軌跡可變、飛行區域有時人群較密集等特性，所以不能采用一般的軍事措施進行攔截，設計低成本、具備自主捕捉小型低空飛行器的設備顯得尤為重要。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種主動捕獲低空小型無人飛行器的系統及方法，能自主捕捉非法入侵的小型低空飛行器，減少了傳統方法依靠用戶手工操作帶來的大量作業量。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種主動捕獲低空小型無人飛行器的系統，包括無人機平臺、雙目視覺圖像采集單元、彈射捕捉單元、信息處理決策單元、多信息采集單元和電源管理單元，所述無人機平臺用于實現低空飛行，并搭載有所述雙目視覺圖像采集單元和彈射捕捉單元；所述雙目視覺圖像采集單元用于對監測空間拍攝雙目視頻圖像信息；所述多信息采集單元用于獲取所述無人機平臺的傾角信息、高度信息和/或地理位置信息；所述信息處理決策單元用于融合所述雙目視頻圖像信息和所述傾角信息、高度信息和/或地理位置信息，并計算分析實現飛行器探測識別、深度信息的獲取、飛行器追蹤、飛行器的捕捉指揮；所述彈射捕捉單元根據所述飛行器的捕捉指揮命令捕捉飛行器；所述電源管理單元用于實現各單元的電源供應。

所述信息處理決策單元根據預先機器學習的算法獲得飛行器的識別模型，然后對監測空間拍攝到的雙目視頻圖像信息進行分析識別，檢測是否存在可疑的低空飛行器。

所述信息處理決策單元根據獲得雙目視頻圖像信息以及可疑的低空飛行器的活動空間，采用快速立體匹配的算法計算獲得該低空飛行器所在空間的三維深度信息，結合傾角信息、高度信息和地理位置信息，確定可疑低空飛行器的活動位置和空間方位。

所述信息處理決策單元根據雙目視頻圖像信息和深度信息快速計算并獲得最佳追蹤軌跡，根據最佳追蹤軌跡控制所述無人機平臺對可疑的低空飛行器進行快速逼近。

當可疑的低空飛行器確定為非法入侵飛行器時，如果可疑的低空飛行器在有效捕捉范圍和角度內，所述信息處理決策單元將指揮彈射捕捉器單元實施捕捉作業；如果不在捕捉范圍或有效角度內，信息處理決策單元將根據雙方的空間位置信息，調整所述無人機平臺，直至可疑的低空飛行器在捕捉空間內。