[發明專利]一種lightbridge協議通信無人機的探測裝置

有效

• 申請號: 201910180845.6
• 申請日: 2019-03-11
• 公開（公告）號: CN109856686B
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 陳積明;徐彬;何倩雯;劉穎;史治國;吳均峰
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01V3/12
• 分類號: G01V3/12
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜;邱啟旺

本發明公開了一種lightbridge協議通信無人機的探測裝置，該裝置包括天線、無線射頻模塊和微處理器；天線接收環境中的射頻信號并輸入無線射頻模塊；無線射頻模塊的輸入信號被下變頻模塊從無人機頻段變頻到300M以下，然后通過放大器后進入1個8路功分器，每路功分器的輸出依次連接濾波器、射頻能量檢測芯片，濾波器范圍與無人機不同信道頻率范圍對應。無線射頻模塊的輸出信號被微處理器進行AD采樣，再在微處理器中判斷環境中是否存在無人機，判斷依據為信號是否存在周期性且周期占空比是否滿足條件。該裝置通過處理接收的射頻能量大小而非原始高頻信號來判別，所需采樣率很低，因此具有成本低的特點。

技術領域

本發明屬于無人機檢測領域，涉及公開了一種針對無人機的探測裝置。

背景技術

近年來，無人機市場迅速發展，無人機的數量呈現井噴式的增長；與此同時，無人機“黑飛”、“濫飛”的事件層出不窮，對公共安全和個人隱私帶來了嚴重的影響，因此，無人機的監管與防御成了各國學術界和工業界研究的重點。

目前用于無人機的檢測手段主要有雷達、音頻、視頻以及射頻。由于無人機的違法飛行常常出現在一些地形很復雜的如建筑群、監獄附近等等，使用雷達去識別無人機會存在各種各樣的回波，幾乎是不可行的。而使用聲音去檢測無人機則是和容易造成誤檢，因為無人機的聲音方面的特征很容易和其它種類聲音混淆，如蟬叫，電風扇等等。視頻檢測無人機也很容易受周圍環境影響，受到樹葉等等遮擋就很難被檢測到?；谏漕l的無人機檢測目前的論文是很少的，目前的論文也都是在圍繞著無人機和遙控器之間的WiFi信號的強度變化等等進行的，而一部分無人機如大疆，它與遙控器之間的通信已經不再使用WiFi技術，因此使用已有的WiFi手段去檢測這類無人機是幾乎不可能的。

在全球四旋翼無人機占比中，大疆占比70％左右。而從大疆精靈4開始，其無人機大量采用自己的的自研協議，主要為lightbridge協議，使用這些協議可以讓無人機飛得更遠。然而，這帶來的問題是不能通過傳統的WiFi檢測來實現對無人機的檢測了，需要將其信號通過高頻采樣得到，提取特征，作為判斷有無無人機的依據。由于采樣率需要滿足奈奎斯特定律，而無人機帶寬一般在1～10M，再考慮需要變頻器實現從2.4G或者5.8G變頻，因此設備很昂貴。而事實上，由于大疆的lightbridge協議是周期性信號，其周期約為71Hz，所以可以直接通過接收能量的周期性來判斷是否存在無人機。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種低成本的針對大疆系列中使用lightbridge協議通信的無人機的探測裝置。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種lightbridge協議通信無人機的探測裝置，該裝置包括天線、無線射頻模塊和微處理器；天線接收環境中的射頻信號并輸入無線射頻模塊。無線射頻模塊的輸入信號，首先被下變頻模塊從無人機頻段變頻到300M以下，然后通過放大器后進入1個8路功分器，每路功分器的輸出依次連接濾波器、射頻能量檢測芯片，濾波器范圍與無人機不同信道頻率范圍對應，8個射頻能量檢測芯片的輸出即為無線射頻模塊的8路輸出。微處理器擁有8路14位以上的AD，無線射頻模塊的輸出信號被微處理器進行AD采樣，再在微處理器中判斷環境中是否存在無人機，判斷依據為信號是否存在周期性且周期占空比是否滿足條件。

進一步地，無線射頻模塊的射頻能量檢測芯片采用對數放大器芯片。

進一步地，微處理器的AD采樣率滿足能夠采集無人機信號經過無線射頻模塊后形成的方波波形。

進一步地，微處理器根據采集的數據判斷環境中是否存在無人機的步驟如下：

步驟1，將無線射頻模塊的第i路輸出被AD采樣的第k個點的電壓值記為V_i(k)，計算一判決門限V_it(k)：