一种利用网捕无人机反制黑飞无人机的系统及方法

技术领域

本申请涉及无人机反制设备技术领域，尤其涉及一种利用网捕无人机反制黑飞无人机的系统及方法。

背景技术

近几年无人机的广泛应用给人们的工作和生活带来较大便捷，但随着各种无人机的保有量急剧增长，黑飞的情况愈演愈烈，而黑飞给民航飞行安全、军事安全以及公共安全产生了重大威胁，研究和应用切实有效的无人机反制方法和技术对于解决目前黑飞的状况已迫在眉睫。

目前，无人机反制技术大致有信号干扰、雷达探测、激光炮击落、综合型技术几大类。主要通过GPS欺骗、硬件植入GPS欺骗、控制信号干扰与劫持、声波干扰、热武器或激光炮等进行黑飞反制，针对每种反制方法都有其优缺点和严格的应用场景，而针对无人机的反制效率还有待进一步的提高。

发明内容

本申请提供一种利用网捕无人机反制黑飞无人机的系统及方法，能够提高无人机的反制效率。

为达到上述目的，本申请实施例第一方面，提供了一种利用网捕无人机反制黑飞无人机的系统，所述系统包括：车载平台和多个网捕无人机，所述多个网捕无人机设置于所述车载平台上；

所述网捕无人机包括捕网发射管和测距传感器，所述捕网发射管的轴线和测距传感器的测向平行；

所述捕网发射管中还安装有捕获网，所述捕网发射管的内壁开设有螺旋槽，所述螺旋槽的底部连接有点火线，所述捕网发射筒的底部安装有空包弹；

所述车载平台，用于在行进过程中检测黑飞无人机，并确定所述黑飞无人机的实时位置后，控制所述多个网捕无人机起飞；

各所述网捕无人机，用于在起飞后利用所述测距传感器检测与所述黑飞无人机的相对距离，并在确定所述相对距离满足预设的捕获距离范围后，利用所述点火线点燃所述空包弹，以使所述捕获网沿着所述捕网发射管的轴线高速旋转飞出后捕获所述黑飞无人机。

作为一种可能的实现方式，所述车载平台上还包括网捕无人机地面控制终端；

所述车载平台，还用于在检测到所述黑飞无人机后，确定所述黑飞无人机的数量和飞行速度；

所述网捕无人机地面控制终端，用于根据所述黑飞无人机的数量、实时位置和飞行速度，确定所述网捕无人机的起飞数量和飞行路径，并控制所述网捕无人机形成对应的捕获阵列。

作为一种可能的实现方式，所述车载平台上还包括雷达和光电跟踪设备；

所述雷达，用于在所述车载平台行进过程中检测是否存在黑飞无人机；

所述光电跟踪设备，用于在所述雷达检测到存在黑飞无人机时，联合所述雷达确定所述黑飞无人机的数量、实时位置和飞行速度。

作为一种可能的实现方式，所述网捕无人机上包括图像采集装置，所述捕获阵列中包括一个头网捕无人机，所述头网捕无人机为其余所述网捕无人机的领航机；

所述网捕无人机，还用于在起飞后利用所述图像采集装置实时采集图像，并将所述采集图像发送至所述网捕无人机地面控制终端；

所述网捕无人机地面控制终端，还用于在未接收到所述头网捕无人机发送的采集图像后，从其余网捕无人机中重新配置一个头网捕无人机。

作为一种可能的实现方式，所述系统还包括遥控终端，所述遥控终端，用于根据所述网捕无人机的采集图像，并利用VR设备操控所述网捕无人机。

作为一种可能的实现方式，所述网捕无人机还包括

旋翼保护圈，用于保护网捕无人机机翼；

所述捕获网为圆形，所述捕获网的周边设置有多个配重块，所述配重块合并后为圆柱体；

所述捕获网在所述配重块的作用下以旋转运动状态发射出所述捕网发射筒。

作为一种可能的实现方式，所述圆柱体外壁有适配于所述螺旋槽的凸起，所述圆柱体上下端形成上下两个不互通空腔，所以捕获网收叠后可塞入圆柱体上腔，所述圆柱体的下腔可塞入所述空包弹。

本申请实施例第二方面，提供了一种利用网捕无人机反制黑飞无人机的方法，所述方法应用于一种利用网捕无人机反制黑飞无人机的系统，所述系统包括：车载平台和多个网捕无人机，所述多个网捕无人机设置于所述车载平台上；所述网捕无人机包括捕网发射管和测距传感器，所述捕网发射管的轴线和测距传感器的测向平行；所述捕网发射管中还安装有捕获网，所述捕网发射管的内壁开设有螺旋槽，所述螺旋槽的底部连接有点火线，所述捕网发射筒的底部安装有空包弹；

所述方法包括：所述车载平台在行进过程中检测黑飞无人机，并确定所述黑飞无人机的实时位置后，控制所述多个网捕无人机起飞；

各所述网捕无人机在起飞后利用所述测距传感器检测与所述黑飞无人机的相对距离，并在确定所述相对距离满足预设的捕获距离范围后，利用所述点火线点燃所述空包弹，以使所述捕获网沿着所述捕网发射管的轴线高速旋转飞出后捕获所述黑飞无人机。

作为一种可能的实现方式，所述车载平台上还包括网捕无人机地面控制终端，所述还包括：

所述车载平台在检测到所述黑飞无人机后，确定所述黑飞无人机的数量和飞行速度；

所述网捕无人机地面控制终端根据所述黑飞无人机的数量、实时位置和飞行速度，确定所述网捕无人机的起飞数量和飞行路径，并控制所述网捕无人机形成对应的捕获阵列。

作为一种可能的实现方式，所述车载平台上还包括雷达和光电跟踪设备；

所述车载平台在检测到所述黑飞无人机后，确定所述黑飞无人机的数量和飞行速度，包括：

利用所述雷达所述车载平台行进过程中检测是否存在黑飞无人机；

利用所述光电跟踪设备在所述雷达检测到存在黑飞无人机时，联合所述雷达确定所述黑飞无人机的数量、实时位置和飞行速度。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本申请实施例提供的利用网捕无人机反制黑飞无人机的系统，该系统包括：车载平台和多个网捕无人机，多个网捕无人机设置于车载平台上；网捕无人机包括捕网发射管和测距传感器，捕网发射管的轴线和测距传感器的测向平行；捕网发射管中还安装有捕获网，捕网发射管的内壁开设有螺旋槽，螺旋槽的底部连接有点火线，捕网发射筒的底部安装有空包弹；车载平台，用于在行进过程中检测黑飞无人机，并确定黑飞无人机的实时位置后，控制多个网捕无人机起飞；各网捕无人机，用于在起飞后利用测距传感器检测与黑飞无人机的相对距离，并在确定相对距离满足预设的捕获距离范围后，利用点火线点燃空包弹，以使捕获网沿着捕网发射管的轴线高速旋转飞出后捕获黑飞无人机，本申请实施例提供的利用网捕无人机反制黑飞无人机的系统，可以对黑飞无人机自动发动网补，具备自动化程度高、运行可靠、效率高、操作方便、消耗成本低的特点。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种利用网捕无人机反制黑飞无人机的系统的结构图；

图2为本申请实施例提供的一种网捕无人机的结构图一；

图3为本申请实施例提供的一种网捕无人机的结构图二；

图4为本申请实施例提供的一种网捕无人机的捕获网展开的示意图；

图5为本申请实施例提供的一种车载平台内部结构示意图；

图6为本申请实施例的一种利用网捕无人机反制黑飞无人机方法流程图。

附图标记：

1.车载平台；2.光电跟踪设备；3.雷达；4.网捕无人机、5.网捕无人机机体；6.捕获网；7.黑飞无人机；8.机载GPS；9.旋翼保护圈；10.捕网发射筒；11.图像采集装置；12.测距传感器；13.配重块；14.点火线；15.空包弹；16.光电跟踪设备控制终端；17.雷达控制终端；18.网捕无人机图传控制终端；19.网捕无人机地面站控制终端。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

另外，“基于”或“根据”的使用意味着开放和包容性，因为“基于”或“根据”一个或多个条件或值的过程、步骤、计算或其他动作在实践中可以基于额外条件或超出的值。

近几年无人机的广泛应用给人们的工作和生活带来较大便捷，但随着各种无人机的保有量急剧增长，黑飞的情况愈演愈烈，而黑飞给民航飞行安全、军事安全以及公共安全产生了重大威胁，研究和应用切实有效的无人机反制方法和技术对于解决目前黑飞的状况已迫在眉睫。

目前，无人机反制技术大致有信号干扰、雷达探测、激光炮击落、综合型技术几大类。主要通过GPS欺骗、硬件植入GPS欺骗、控制信号干扰与劫持、声波干扰、热武器或激光炮等进行黑飞反制，针对每种反制方法都有其优缺点和严格的应用场景，而针对无人机的反制效率还有待进一步的提高。

为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种利用网捕无人机反制黑飞无人机的系统，如图1-图5所示，该系统包括：

车载平台1和多个网捕无人机4，所述多个网捕无人机4设置于所述车载平台1上；

所述网捕无人机4包括捕网发射管和测距传感器12，所述捕网发射管的轴线和测距传感器12的测向平行；

所述捕网发射管中还安装有捕获网6，所述捕网发射管的内壁开设有螺旋槽，所述螺旋槽的底部连接有点火线14，所述捕网发射筒10的底部安装有空包弹15；

所述车载平台1，用于在行进过程中检测黑飞无人机7，并确定所述黑飞无人机7的实时位置后，控制所述多个网捕无人机4起飞；

各所述网捕无人机4，用于在起飞后利用所述测距传感器12检测与所述黑飞无人机7的相对距离，并在确定所述相对距离满足预设的捕获距离范围后，利用所述点火线14点燃所述空包弹15，以使所述捕获网6沿着所述捕网发射管的轴线高速旋转飞出后捕获所述黑飞无人机7。

可选的，所述车载平台1上还包括网捕无人机4地面控制终端；

所述车载平台1，还用于在检测到所述黑飞无人机7后，确定所述黑飞无人机7的数量和飞行速度；

所述网捕无人机4地面控制终端，用于根据所述黑飞无人机7的数量、实时位置和飞行速度，确定所述网捕无人机4的起飞数量和飞行路径，并控制所述网捕无人机4形成对应的捕获阵列。

具体的，所述车载平台1上还包括雷达3和光电跟踪设备2；所述雷达3，用于在所述车载平台1行进过程中检测是否存在黑飞无人机7；

所述光电跟踪设备2，用于在所述雷达3检测到存在黑飞无人机7时，联合所述雷达3确定所述黑飞无人机7的数量、实时位置和飞行速度。

其中，所述网捕无人机4上包括图像采集装置11，所述捕获阵列中包括一个头网捕无人机4，所述头网捕无人机4为其余所述网捕无人机4的领航机；

所述网捕无人机4，还用于在起飞后利用所述图像采集装置11实时采集图像，并将所述采集图像发送至所述网捕无人机4地面控制终端；

所述网捕无人机4地面控制终端，还用于在未接收到所述头网捕无人机4发送的采集图像后，从其余网捕无人机4中重新配置一个头网捕无人机4。

所述系统还包括遥控终端，所述遥控终端，用于根据所述网捕无人机4的采集图像，并利用VR设备操控所述网捕无人机4。

所述网捕无人机4还包括：旋翼保护圈9，用于保护网捕无人机4机翼；所述捕获网6为圆形，所述捕获网6的周边设置有多个配重块13，所述配重块13合并后为圆柱体；所述捕获网6在所述配重块13的作用下以旋转运动状态发射出所述捕网发射筒10。

此外，所述圆柱体外壁有适配于所述螺旋槽的凸起，所述圆柱体上下端形成上下两个不互通空腔，所以捕获网6收叠后可塞入圆柱体上腔，所述圆柱体的下腔可塞入所述空包弹15。

在实际过程中，本申请实施例提供的利用网捕无人机4反制黑飞无人机7的系统包括车载平台1、雷达3、光电跟踪设备2和网捕无人机4群，分别通过雷达3和光电跟踪设备2在车载平台1行进或静止过程中发现并联合跟踪黑飞无人机7，并通过车载平台1内的光电跟踪设备控制终端16、雷达控制终端17、网捕无人机图传控制终端18、网捕无人机地面站控制终端19联合处置，凭借网捕无人机4群网捕黑飞无人机7，具备自动化程度高、运行可靠、效率高、操作方便、消耗成本低的特点。

本实施例的监控系统位于车载平台1内部，用于对雷达3、光电跟踪设备2和网捕无人机4群的测控和光电跟踪设备2和网捕无人机4群回传视频的显示，其主要包括光电跟踪设备控制终端16、雷达控制终端17、网捕无人机图传控制终端18、网捕无人机地面站控制终端19，监控系统内部相关数据互通，由专人负责。

为便于操控和系统集成，本实施例的雷达3、光电跟踪设备2、网捕无人机4群布置在车载平台1顶部，并由车载平台1提供电能。在雷达3发现黑飞无人机7后，光电跟踪设备2开始辅助跟踪，并回传实时视频，显示在网捕无人机图传控制终端18，便于识别目标。

如图2所示，本实施例的网捕无人机4配备图像采集装置11、机载GPS8、捕网发射筒10和旋翼保护圈9，图像采集装置11将反制时的各网捕无人机4的实时进攻画面视频回传至网捕无人机图传控制终端18，机载GPS8用于网捕无人机地面站实时检测网捕无人机4的实时位置，捕获网发射筒10装载捕获网6，可将捕获网6以螺旋运动发射出去，旋翼保护圈9用于保护网捕无人机4旋翼免遭撞击损坏。

本实施例的捕获网发射筒10内壁有螺旋槽，发射筒底部可安装空包弹15，网捕无人机4通过点火线14点燃上述空包弹15后，捕网将沿着捕获网发射筒10轴线高速旋转飞出发一段距离后在配重块13在旋转离心力的作用下向四周散开，整张捕获网6张开飞向黑飞无人机7。

如图3和图4所示，捕获网6为圆形，其周边均布多块配重块13，配重块13合并后为圆柱体，圆柱体外壁有凸起对应于捕获网发射筒10内壁的螺旋槽，圆柱体上下端形成上下两个不互通空腔，捕获网6收叠后可塞入圆柱体上腔，圆柱体的下腔可塞入空包弹15，并有点火线14连接网捕无人机4。

为提高网补的效率和准确性，上述捕获网6发射采用自主的形式。当网捕无人机4群飞向黑飞无人机7时，网捕无人机地面站控制终端19自动将捕获网6设置为可发射状态，当网捕无人机4沿发射筒轴线安置有测距传感器12检测到黑飞无人机7进入有效射程时，空包弹15电点火发射捕获网6。

为提高系统的反制实效，网捕无人机图传控制终端18和光电跟踪设备控制终端16可实时接受雷达控制终端17获取的黑飞无人机7的位置信息，同时光电跟踪设备2具备白昼和夜视能力，光电跟踪设备控制终端16能自动辨识黑飞无人机7的属性，并将有威胁的目标数据传递给网捕无人机4地面站控制终端。

本申请实施例还提供了一种利用网捕无人机反制黑飞无人机的方法，所述方法应用于本申请实施例提供的一种利用网捕无人机反制黑飞无人机的系统，所述系统包括：车载平台和多个网捕无人机，所述多个网捕无人机设置于所述车载平台上；所述网捕无人机包括捕网发射管和测距传感器，所述捕网发射管的轴线和测距传感器的测向平行；所述捕网发射管中还安装有捕获网，所述捕网发射管的内壁开设有螺旋槽，所述螺旋槽的底部连接有点火线，所述捕网发射筒的底部安装有空包弹；

所述方法包括：所述车载平台在行进过程中检测黑飞无人机，并确定所述黑飞无人机的实时位置后，控制所述多个网捕无人机起飞；

各所述网捕无人机在起飞后利用所述测距传感器检测与所述黑飞无人机的相对距离，并在确定所述相对距离满足预设的捕获距离范围后，利用所述点火线点燃所述空包弹，以使所述捕获网沿着所述捕网发射管的轴线高速旋转飞出后捕获所述黑飞无人机。

在一个实施例中，所述车载平台上还包括网捕无人机地面控制终端，所述还包括：

所述车载平台在检测到所述黑飞无人机后，确定所述黑飞无人机的数量和飞行速度；

所述网捕无人机地面控制终端根据所述黑飞无人机的数量、实时位置和飞行速度，确定所述网捕无人机的起飞数量和飞行路径，并控制所述网捕无人机形成对应的捕获阵列。

在一个实施例中，所述车载平台上还包括雷达和光电跟踪设备；

所述车载平台在检测到所述黑飞无人机后，确定所述黑飞无人机的数量和飞行速度，包括：

利用所述雷达所述车载平台行进过程中检测是否存在黑飞无人机；

利用所述光电跟踪设备在所述雷达检测到存在黑飞无人机时，联合所述雷达确定所述黑飞无人机的数量、实时位置和飞行速度。

在一个实施例中，所述网捕无人机上包括图像采集装置，所述捕获阵列中包括一个头网捕无人机，所述头网捕无人机为其余所述网捕无人机的领航机，所述方法还包括：

网捕无人机在起飞后利用所述图像采集装置实时采集图像，并将所述采集图像发送至所述网捕无人机地面控制终端；

所述网捕无人机地面控制终端在未接收到所述头网捕无人机发送的采集图像后，从其余网捕无人机中重新配置一个头网捕无人机。

在一个实施例中，所述系统还包括遥控终端，所述方法还包括：

所述遥控终端根据所述网捕无人机的采集图像，并利用VR设备操控所述网捕无人机。

在一个实施例中，所述网捕无人机还包括：旋翼保护圈，用于保护网捕无人机机翼；

所述捕获网为圆形，所述捕获网的周边设置有多个配重块，所述配重块合并后为圆柱体；

所述捕获网在所述配重块的作用下以旋转运动状态发射出所述捕网发射筒。

在一个实施例中，所述圆柱体外壁有适配于所述螺旋槽的凸起，所述圆柱体上下端形成上下两个不互通空腔，所以捕获网收叠后可塞入圆柱体上腔，所述圆柱体的下腔可塞入所述空包弹。

在实际执行过程中，本申请实施例提供的利用网捕无人机反制黑飞无人机的方法，如图6所示，该方法具体包括以下过程：

S1、车载平台行进，开启所述雷达及其控制终端、光电跟踪设备及其控制终端和网捕无人机地面站控制终端；

S2、所述雷达发现目标，光电跟踪设备加入跟踪并将目标实施视频显示在光电跟踪设备控制终端，网捕无人机地面站控制终端接收所述雷达发现的目标位置信息；

S3、所述网捕无人机地面站终端起飞所述网捕无人机群，以一定队列次序加速飞向黑飞无人机；

S4、所述网捕无人机群接近目标，所述网捕无人机各自回传视频图像，并由一名或多名人员接管所述任意一架或多架网捕无人机的控制权作为头机，其余无人机由所述地面站控制终端控制，按照一定的队形跟随。

S5、工作人员通过其所控制的网捕无人机群在较近距离内追踪所述黑飞无人机，不断接近黑飞无人机，当达到一定距离后，所述网捕无人机群自动发射补网，形成不同的补网阵型，捕获所述黑飞无人机。若一次网捕失败后无剩余补网，危急情况下亦可操控无补网的网捕无人机群撞击所述黑飞无人机。

S6、网捕反制成功后，所述无人机地面站控制终端接管所有所述网捕无人机群控制权，通过路径规划将所述剩余网捕无人机返航着陆在所述车载平台顶部。

通过该反制方法操作本实施例的无人机网捕反制无人机系统时，首先车载平台行进中，开启所述雷达及其控制终端、光电跟踪设备及其控制终端和网捕无人机地面站控制终端，反制系统进入工作状态；当雷达发现目标后，将目标位置信息实时传递给地面站控制端，光电跟踪设备将参与联合图像跟踪；接着网捕无人机地面站终端根据目标位置规划任务起飞所述网捕无人机群，以一定队列次序加速飞向黑飞无人机，在一定距离范围内切换遥控器操控模式或自动发射所述捕获网，同时回传视频图像，便于观看反制效果；若网补反制成功，所述网捕无人机发射所述捕获网后将进入预规划路径预备返回所述车载平台，若网补全部失败，将召回所述网捕无人机群以一定队列次序撞击黑飞无人机，往复循环撞击程序，直至反制成功。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件程序实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式来实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机执行指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或者数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digitalsubscriber line，DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可以用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)，光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid state disk，SSD))等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。