[發明專利]一種無人機偵測與智能攔截系統

有效

• 申請號: 201811008417.7
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN109099779B
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 薛云鵬
• 申請（專利權）人: 江蘇域盾成鷲科技裝備制造有限公司
• 主分類號: F41H11/04
• 分類號: F41H11/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李淑靜

1.一種無人機偵測與智能攔截系統，其特征在于，包括：地面偵測與指揮基站、智能火控與攔截系統，所述地面偵測與指揮基站、所述智能火控與攔截系統之間無線通信連接；

所述地面偵測與指揮基站用于偵測、識別、跟蹤某區域內目標無人機，接收指揮人員根據目標無人機信息輸入的攔截命令，將所述攔截命令和目標無人機信息發送至所述智能火控與攔截系統；

所述智能火控與攔截系統具備在無人操控模式下自主攔截能力，包括攔截無人機、火控系統、攔截系統、地面輔助引導站，且所述火控系統和攔截系統均設置于攔截無人機上；所述地面輔助引導站用于接收所述目標無人機信息與攔截命令，并將所述目標無人機信息和所述攔截命令轉發給所述火控系統；所述火控系統根據設定的作戰模式控制攔截無人機追蹤目標無人機，在目標無人機進入攔截系統射程后實施攔截；

所述火控系統包括機載雷達、導航與通信模塊、機載光電識別與跟蹤模塊、控制與決策模塊，各個功能模塊安裝在機載吊艙上；

所述機載雷達用于探測目標無人機與攔截無人機的相對位置信息，并將該信息發送給控制與決策模塊；

所述導航與通信模塊用于收發通信指令和無線傳輸圖像，以及定位攔截無人機，并將定位信息發送給控制與決策模塊；

所述機載光電識別與跟蹤模塊用于采集和處理目標無人機圖像，進行目標識別和目標跟蹤，并將目標識別信息發送給控制與決策模塊；

所述控制與決策模塊用于控制攔截無人機的飛行姿態，基于設定的作戰模式進行綜合信息決策，實施攔截；

所述機載光電識別與跟蹤模塊的工作過程如下：利用攝像機拍攝目標無人機的視頻，通過HDMI-USB3.0采集卡傳輸至處理器，處理器采用JetsonTx2對圖像進行預處理，接下來運用CNN算法進行深度學習和訓練后自動識別目標無人機，得到的特征圖像輸入核相關過濾算法計算目標無人機在視場中移動的相對位置，即脫靶量，輸出脫靶量至控制與決策模塊，同時將目標無人機的特征圖像信息信息疊加跟蹤分劃后通過導航與通信模塊無線傳輸至地面輔助引導站。

2.根據權利要求1所述的無人機偵測與智能攔截系統，其特征在于，所述控制與決策模塊接收到機載雷達發送的位置信息和機載光電識別與跟蹤模塊發送的脫靶量信息后，計算火控綜合修正值，控制攔截無人機飛行追蹤目標無人機，并通過導航與通信模塊傳入的攔截無人機的定位信息和相對位置算出目標無人機的經緯度信息，在目標無人機進入攔截系統射程后實施攔截。

3.根據權利要求2所述的無人機偵測與智能攔截系統，其特征在于，所述控制與決策模塊計算火控綜合修正值的方式為：

控制與決策模塊多次采樣脫靶量數據的平均值計算目標無人機運動速度，水平速度分量ω_β，垂直速度分量ω_α；設M為目標無人機現在點，M_q為目標無人機未來點，D為現在點距離攔截系統的距離，D_q為未來點距離攔截系統的距離，O為攔截網發射口位置，m為目標無人機現在點M在水平面的投影點，m_q為目標無人機未來點M_q在水平面的投影點，β_q＝ω_β*t_f，α_q＝ω_α*t_f分別為與目標無人機未來點坐標相關聯的水平提前角和垂直提前角，攔截網飛行時間t_f＝D/V_W，其中V_W由攔截網實際測量數據計算得到的平均速度。

4.根據權利要求1所述的無人機偵測與智能攔截系統，其特征在于，所述作戰模式包括人工作戰模式、半自動作戰模式、自動作戰模式，在所述人工作戰模式下，人員通過地面輔助引導站控制攔截無人機，完成追蹤飛行、攔截捕獲操作；在所述半自動作戰模式下，火控系統自動追蹤目標無人機位置信息進行追蹤飛行，待目標無人機進入攔截系統射程時，由人工確認是否捕獲目標無人機；在所述自動作戰模式下，火控系統自動追蹤目標無人機位置信息進行追蹤飛行，并且在目標無人機進入攔截系統射程后自動完成攔截捕獲。

5.根據權利要求1所述的無人機偵測與智能攔截系統，其特征在于，所述地面偵測與指揮基站包括指揮系統、地面偵測雷達，所述地面偵測雷達采用有源相控陣雷達，將偵測的目標無人機信息傳送至指揮系統，所述目標無人機信息包括速度、距離、高度、經緯度；

所述指揮系統對傳入的信息實時處理，完成對目標的識別和信息顯示，通過預留的通信接口接收指揮人員的攔截命令，并將目標信息和攔截命令發送給智能火控與攔截系統。