一种地空协作车辆拦截方法

技术领域

本发明涉及智能集成部件及方法领域，尤其涉及缉查布控中通过地空协作对拦截车辆的拦截方法。

背景技术

现有的缉查布控环节设备和人员协调性较差，没有统一、高精度、且实时的数字模型作为调度及参考的数据信息源，无法提供部署信息的参考依据，从而导致拦截任务中预估行为错误率较高，拦截行为中容易出现安全性事故的，且拦截行为执行效率较低。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种地空协作车辆拦截方法。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种地空协作车辆拦截方法，包括部署部件：架设在布控卡口路段龙门架上游道路路侧的雷视一体化道路数字化系统，部署在龙门架上的集成拦截指挥箱，无人机停机坪，拦截警示信息发布屏；

设置龙门架与雷视一体化道路数字化系统中间路段为信息采集区；设置龙门架下游固定路段为拦截区；

所述雷视一体化道路数字化系统集成雷达设备、视频采集设备、第一通信设备；

所述集成拦截指挥箱集成数据处理单元、第二通信设备；

所述无人机停机坪集成充电装置、第三通信设备、增强型天线设备；

所述雷视一体化道路数字化系统与所述集成拦截指挥箱通过第一通信设备和第二通信设备数据通信连接；所述集成拦截指挥箱与所述无人机停机坪通过第二通信设备和第三通信设备数据通信连接；所述无人机停机坪与无人机通过增强型天线设备控制连接；所述集成拦截指挥箱与所述拦截警示信息发布屏通过串口通信数据方式连接；所述集成拦截指挥箱通过第二通信设备与三方系统实时数据通信连接；

包括以下方法步骤：

S1：道路状况信息采集：所述雷视一体化道路数字化系统对所述信息采集区和拦截区进行实时信息采集，所述雷视一体化道路数字化系统中雷达设备、视频采集设备采集信息相互结合、相互印证，进行道路状况信息采集，具体包括子步骤：

S11：社会车辆信息采集：包括采集社会车辆信息、所述车辆信息包括社会车辆车牌号、社会车辆颜色信息、社会车辆车型信息、社会车辆品牌信息；

S12:社会车辆状态信息：包括社会车辆行驶车道信息、社会车辆行驶速度信息、社会车前车后车间隔间距信息、社会车辆位置坐标信息；

所述雷视一体化道路数字化系统采集成果通过通讯设备传送给集成拦截指挥箱中数据处理单元，所述数据处理单元对社会车辆信息采集的成果和社会车辆状态信息采集成果进行整理、过滤、去杂操作，同时结合信息采集区和拦截区的道路雷视一体化道路数字化系统采集的历史数据进行学习和加工，生成道路状况信息数据；

S2：部署信息采集：所述雷视一体化道路数字化系统对所述信息采集区和拦截区进行实时信息采集，结合三方系统与所述数据处理单元数据通讯连接信息预存，进行部署信息采集，具体包括子步骤：

S21：工作用车辆信息采集：包括工作用车辆编号信息，工作用车辆位置信息，工作用车辆通讯设备信息；

S22：工作人员信息采集：工作人员编号信息，工作人员位置信息，工作人员通讯设备信息；

S23：无人机信息采集：通过通讯连接所述无人机停机坪，并通过无人机停机坪的增强型天线连接无人机飞控系统，并读取无人机编号，当前编号无人机的高度仪、陀螺仪、磁罗盘、北斗卫星定位系统数据；

所述雷视一体化道路数字化系统将采集成果通过通讯设备传送给集成拦截指挥箱中数据处理单元，所述数据处理单元结合与信息中心三方设备通信结果和无人机停机坪通信获取成果，对工作用车辆信息采集成果、工作人员信息采集成果、无人机信息采集成果进行汇总和加工，生成部署信息数据；

S3：数字孪生：通过建模相关三方系统在数据处理单元导入当前卡口道路中信息采集区和拦截区及其上空的三维数字模型，并将实时采集的道路状况信息数据和部署信息数据，通过三维模型对应的二维或三维坐标转换，实现布控卡口路段信息采集区和拦截区的数字孪生系统模型；

S4：预拦截车辆信息预存：缉查布控的三方系统发送预拦截车辆信息至拦截指挥箱集成的数据处理单元，所述数据处理单元预存预拦截车辆信息，预拦截车辆信息包括预拦截车辆车牌号、预拦截车辆颜色信息、预拦截车辆车型信息、预拦截车辆品牌信息，预拦截车辆行为信息，预拦截车辆拦截等级信息；

S5：多维警示信息警示预拦截车辆：在当前卡口道路中信息采集区和拦截区通行车辆中有预拦截车辆出现的时，拦截指挥箱集成的数据处理单元识别到采集的道路状况信息数据中出现与预存的预拦截车辆数据信息吻合的预拦截车辆，随即触发缉查布控的三方系统的预警系统，缉查布控的三方系统向拦截系统推送预警信息，信息包含所述预拦截车辆信息，拦截系统评估预拦截车辆信息中预拦截车辆行为信息，预拦截车辆拦截等级信息，并确认当前预拦截车辆的预拦截车辆拦截等级信息符合处罚拦截的等级要求，拦截系统则启动预警信息发布，同时拦截系统通过拦截指挥箱集成的数据处理单元持续实时通过数字孪生系统模型锁定当前预拦截车辆，同时拦截系统通过拦截指挥箱集成的数据处理单元根据部署信息数据向工作用车辆通讯设备和工作人员通讯设备推送拦截任务和当前预拦截车辆在数字孪生系统模型中实时信息；并通过拦截警示信息发布屏发布告知信息，通知预拦截车辆在指定区域内靠边停车，配合工作人员的进一步查缉确认；

S6：拦截方案确认：设定多维警示信息警示预拦截车辆警示时限，在时限之内，数字孪生系统模型中当前预拦截车辆未能在指定区域内主动停车，拦截系统即启动拦截方案，依据数字孪生系统模型显示的当前预拦截车辆在道路状况信息数据中社会车辆状态信息的社会车辆行驶车道信息、社会车辆行驶速度信息、社会车前车后车间隔间距信息、社会车辆位置坐标信息，数据处理单元计算得出拦截数据；拦截系统在综合考虑拦截数据和拦截的可行性、安全性后，在预拦截车辆驶出指定区域后，拦截系统依据拦截数据生成拦截预案，发送至卡口拦截总指挥的通讯设备予以确认，并随时待命的卡口拦截总指挥确认后即启动拦截；所述拦截预案遵循安全和效率原则；

S7：实施地空拦截：总指挥确认拦截预案并启动拦截；随即工作人员及工作用车辆根据拦截预案在预案范围内从预案指定方向拦截，同时持续依据数字孪生系统模型构建实景，拦截系统启动无人机，继续通过语音广播向卡口区域的所有社会车辆广播拦截行动，进一步警示预拦截车辆，于并同时告知预拦截车辆周围的其他社会车辆做好自身安全保障，在可能的情况下可以通过协助警方通过降低车速、逐步包围预拦截车辆，同时工作用车辆强行介入，进一步围堵预拦截车辆；在预拦截车辆被围追堵截及无人机逐步紧逼下，在预拦截车辆速度降到预设速度后，无人机则在拦截系统的指令下会在预拦截车辆的前方降落，从而进一步迫使预拦截车辆停车，同时工作人员及工作用车辆持续靠近，直到预拦截车辆被逼停后，工作人员成功控制住预拦截车辆上的人员为止，拦截任务结束。

进一步的，所述信息采集在时间上实时、无间断贯穿于地空协作拦截的整个过程。

进一步的，在S3中，在数字孪生的三维数据模型中，包括工作用车辆数字实景和无人机数字实景，所述工作用车辆数字实景构建依托于当前工作用车辆自带北斗高精度卫星定位系统的坐标实时传输至计算单元；所述无人机数字实景依托于部署信息数据中无人机信息采集时，根据当前编号无人机的高度仪、陀螺仪、磁罗盘、北斗卫星定位系统数据计算获取的当前编号无人机高度、航向、倾斜度数据。

进一步的，在S5中，还可以通过无人机的扩音系统向预拦截车辆发布告知信息。

进一步的，在S7中，所述预拦截车辆速度降到预设速度，为工作人员及工作用车辆逼近的安全速度。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：（1）信息采集操作贯穿于地空协作拦截的整个过程，不是仅仅是在某个时间点，为实现地空协作拦截提供了高要求、可靠性、准确性、实时性信息支撑；（2）利用三维模型与采集到的信息进行数字孪生，建立实时计算，显像的三维模型，方便工作人员基于现有数据计算布设拦截预案，也方便直观的从数字孪生模型中获取拦截车辆的动态，便于地空拦截方案实施。

附图说明

图1为本发明实施例1的实施方法流程示意图。

实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

实施例1 ：一种地空协作车辆拦截方法，包括部署部件：架设在布控卡口路段龙门架上游道路路侧的雷视一体化道路数字化系统，部署在龙门架上的集成拦截指挥箱，无人机停机坪，拦截警示信息发布屏；

实施例中布控卡口一般选择单一直线无岔路路段，便于进行拦截；

设置龙门架与雷视一体化道路数字化系统中间路段为信息采集区；设置龙门架下游固定路段为拦截区；

雷视一体化道路数字化系统集成雷达设备、视频采集设备、第一通信设备；

集成拦截指挥箱集成数据处理单元、第二通信设备；

无人机停机坪集成充电装置、第三通信设备、增强型天线设备；

在本实施例中第一通信设备、第二通信设备、第三通信设备都可以是无线通讯设备且不限于4G或5G网络，也可以是有线通讯设备。

雷视一体化道路数字化系统与集成拦截指挥箱通过第一通信设备和第二通信设备数据通信连接；集成拦截指挥箱与无人机停机坪通过第二通信设备和第三通信设备数据通信连接；无人机停机坪与无人机通过增强型天线设备控制连接；集成拦截指挥箱与拦截警示信息发布屏通过串口通信数据方式连接；集成拦截指挥箱通过第二通信设备与三方系统实时数据通信连接。

在本实施例中，雷视一体化道路数字化系统、拦截指挥箱、无人机停机坪、拦截警示信息发布屏都是属于现有设备，下文不再累述。

在本实施例中，雷视一体化道路数字化系统采集视频流信息，对目标进行雷达测速，并将获取信息传送给集成拦截指挥箱的数据处理单元，数据处理单元对接收到的信息数据进行计算处理；集成拦截指挥箱中的数据处理单元通过通讯连接无人机停机坪参与并通过增强型天线遥控无人机并读取无人机上设备或传感器数据；无人机带有扩音设备；无人机停机坪上的充电器供无人机充电；拦截警示信息发布屏发布集成拦截指挥箱的数据处理单元传递过来的警示信息。

包括以下方法步骤：

S1：道路状况信息采集：雷视一体化道路数字化系统对信息采集区和拦截区进行实时信息采集，雷视一体化道路数字化系统中雷达设备、视频采集设备采集信息相互结合、相互印证，进行道路状况信息采集，具体包括子步骤：

S11：社会车辆信息采集：包括采集社会车辆信息、车辆信息包括社会车辆车牌号、社会车辆颜色信息、社会车辆车型信息、社会车辆品牌信息；

S12:社会车辆状态信息：包括社会车辆行驶车道信息、社会车辆行驶速度信息、社会车前车后车间隔间距信息、社会车辆位置坐标信息；

雷视一体化道路数字化系统采集成果通过通讯设备传送给集成拦截指挥箱中数据处理单元，数据处理单元对社会车辆信息采集的成果和社会车辆状态信息采集成果进行整理、过滤、去杂操作，同时结合信息采集区和拦截区的道路雷视一体化道路数字化系统采集的历史数据进行学习和加工，生成道路状况信息数据。

S2：部署信息采集：雷视一体化道路数字化系统对信息采集区和拦截区进行实时信息采集，结合三方系统与数据处理单元数据通讯连接信息预存，进行部署信息采集，具体包括子步骤：

S21：工作用车辆信息采集：包括工作用车辆编号信息，工作用车辆位置信息，工作用车辆通讯设备信息；

S22：工作人员信息采集：工作人员编号信息，工作人员位置信息，工作人员通讯设备信息；

S23：无人机信息采集：通过通讯连接无人机停机坪，并通过无人机停机坪的增强型天线连接无人机飞控系统，并读取无人机编号，当前编号无人机的高度仪、陀螺仪、磁罗盘、北斗卫星定位系统数据；

雷视一体化道路数字化系统将采集成果通过通讯设备传送给集成拦截指挥箱中数据处理单元，数据处理单元结合与信息中心三方设备通信结果和无人机停机坪通信获取成果，对工作用车辆信息采集成果、工作人员信息采集成果、无人机信息采集成果进行汇总和加工，生成部署信息数据。

信息采集操作贯穿于地空协作拦截的整个过程，而不是仅仅是在某个时间点，要实现地空协作拦截，信息采集的可靠性、准确性、实时性要求都非常高，这也是本发明中重要的环节。

S3：数字孪生：通过建模相关三方系统在数据处理单元导入当前卡口道路中信息采集区和拦截区及其上空的三维数字模型，并将实时采集的道路状况信息数据和部署信息数据，通过三维模型对应的二维或三维坐标转换，实现布控卡口路段信息采集区和拦截区的数字孪生系统模型。

利用无人机飞控系统的高度仪、陀螺仪、磁罗盘、北斗卫星定位系统等感应器提供的精准数据实现精准孪生无人机的高度、航向、倾斜度等，从而为地空协作拦截提供了更精准、更真实、更可靠的应用化数字场景，更为实现精准的拦截指挥提供了数据支撑。

S4：预拦截车辆信息预存：缉查布控的三方系统发送预拦截车辆信息至拦截指挥箱集成的数据处理单元，数据处理单元预存预拦截车辆信息，预拦截车辆信息包括预拦截车辆车牌号、预拦截车辆颜色信息、预拦截车辆车型信息、预拦截车辆品牌信息，预拦截车辆行为信息，预拦截车辆拦截等级信息。

S5：多维警示信息警示预拦截车辆：在当前卡口道路中信息采集区和拦截区通行车辆中有预拦截车辆出现的时，拦截指挥箱集成的数据处理单元识别到采集的道路状况信息数据中出现与预存的预拦截车辆数据信息吻合的预拦截车辆，随即触发缉查布控的三方系统的预警系统，缉查布控的三方系统向拦截系统推送预警信息，信息包含预拦截车辆信息，拦截系统评估预拦截车辆信息中预拦截车辆行为信息，预拦截车辆拦截等级信息，并确认当前预拦截车辆的预拦截车辆拦截等级信息符合处罚拦截的等级要求，拦截系统则启动预警信息发布，同时拦截系统通过拦截指挥箱集成的数据处理单元持续实时通过数字孪生系统模型锁定当前预拦截车辆，同时拦截系统通过拦截指挥箱集成的数据处理单元根据部署信息数据向工作用车辆通讯设备和工作人员通讯设备推送拦截任务和当前预拦截车辆在数字孪生系统模型中实时信息；并通过拦截警示信息发布屏发布告知信息，通知预拦截车辆在指定区域内靠边停车，配合工作人员的进一步查缉确认。

S6：拦截方案确认：设定多维警示信息警示预拦截车辆警示时限，在时限之内，数字孪生系统模型中当前预拦截车辆未能在指定区域内主动停车，拦截系统即启动拦截方案，依据数字孪生系统模型显示的当前预拦截车辆在道路状况信息数据中社会车辆状态信息的社会车辆行驶车道信息、社会车辆行驶速度信息、社会车前车后车间隔间距信息、社会车辆位置坐标信息，数据处理单元计算得出拦截数据；拦截系统在综合考虑拦截数据和拦截的可行性、安全性后，在预拦截车辆驶出指定区域后，拦截系统依据拦截数据生成拦截预案，发送至卡口拦截总指挥的通讯设备予以确认，并随时待命的卡口拦截总指挥确认后即启动拦截；拦截预案遵循安全和效率原则。

S7：实施地空拦截：总指挥确认拦截预案并启动拦截；随即工作人员及工作用车辆根据拦截预案在预案范围内从预案指定方向拦截，同时持续依据数字孪生系统模型构建实景，拦截系统启动无人机，继续通过语音广播向卡口区域的所有社会车辆广播拦截行动，进一步警示预拦截车辆，于并同时告知预拦截车辆周围的其他社会车辆做好自身安全保障，在可能的情况下可以通过协助警方通过降低车速、逐步包围预拦截车辆，同时工作用车辆强行介入，进一步围堵预拦截车辆；在预拦截车辆被围追堵截及无人机逐步紧逼下，在预拦截车辆速度降到预设速度后，无人机则在拦截系统的指令下会在预拦截车辆的前方降落，从而进一步迫使预拦截车辆停车，同时工作人员及工作用车辆持续靠近，直到预拦截车辆被逼停后，工作人员成功控制住预拦截车辆上的人员为止，拦截任务结束。

还包括S71：在实施地空拦截过程中，数字孪生系统模型实时锁定并对预拦截车辆的社会车辆状态信息进行计算更新，在数据处理单元计算得知当前预拦截车辆的社会车辆状态超过极限值时，数据处理单元向工作用车辆通讯设备及工作人员通信设备发送超限警示信息，并提供超限警示信息等级，同时结合数字孪生系统模型预拦截车辆所在环境提供超限警示预案，为工作人员继续实施拦截方案做参考依据，工作人员依据超限警示预案做出继续拦截或放弃拦截决策。

社会车辆状态超过极限值时，极限值指的是预拦截车辆的社会车辆状态信息的社会车辆行驶车道信息、社会车辆行驶速度信息、社会车前车后车间隔间距信息、社会车辆位置坐标信息中，社会车辆行驶车道更换频次限值、社会车辆行驶超速限值、社会车前车后车间隔间距最小限值、社会车辆位置坐标变换限值的一种或多种触发时，社会车辆状态超过极限值；

超限警示信息等级依据为社会车辆行驶车道更换频次限值、社会车辆行驶超速限值、社会车前车后车间隔间距最小限值、社会车辆位置坐标变换限值的一种或多种触发时，触发的百分比及触发的数量为依据，百分比升高，触发种类增多，超限警示信息等级逐级升高。

这样的方式在数字孪生系统模型显示及算力下，尽可能的保证拦截过程稳定实施，更加全面的保护工作人员及社会车辆安全。

无人机在拦截系统通过数字孪生模型系统的全实景及实时动态的数据支撑下、辅以虚拟现实、人工智能算法，指挥调度工作用车辆，同时调度无人机在拦截区域上空紧盯预拦截车辆、雷视一体系统继续采集拦截区域的所有社会车辆及工作用车辆的动态数据（特别是各目标的位置信息），发送至拦截系统，实时计算、实时调度、地空配合、多维警示、攻心与实操并举，在预拦截车辆被围追堵截及无人机逐步紧逼下，在车辆速度降到一定程度后，无人机则在拦截系统的指令下会在预拦截车辆的前方降落，从而进一步迫使预拦截车辆停车，此时警车密切配合，紧盯预拦截车辆，直到预拦截车辆被逼停后，执勤人员成功控制住预拦截车辆上的人员为止，拦截任务结束。无人机在拦截系统指挥下返回龙门架上的无人机停机坪，接入充电装置，等待下一次拦截行动。

进一步的，信息采集在时间上实时、无间断贯穿于地空协作拦截的整个过程。

进一步的，在S3中，在数字孪生的三维数据模型中，包括工作用车辆数字实景和无人机数字实景，工作用车辆数字实景构建依托于当前工作用车辆自带北斗高精度卫星定位系统的坐标实时传输至计算单元；无人机数字实景依托于部署信息数据中无人机信息采集时，根据当前编号无人机的高度仪、陀螺仪、磁罗盘、北斗卫星定位系统数据计算获取的当前编号无人机高度、航向、倾斜度数据。

进一步的，在S5中，还可以通过无人机的扩音系统向预拦截车辆发布告知信息。

进一步的，在S7中，预拦截车辆速度降到预设速度，为工作人员及工作用车辆逼近的安全速度。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。