[发明专利]一种反无人机分布式组网探测方法及其装置

权利要求书

1.一种反无人机分布式组网探测方法，其特征在于包含以下步骤：

步骤一：将至少两台光电红外复合传感探测组件分布放置于探测区域周围组成反无人机探测网络；

步骤二：以每台光电红外复合传感探测组件的位置建立三维探测直角坐标系；

步骤三：每台光电红外复合探测组件中的宽带有源相控阵雷达单元通过电控波束扫描探测发现并确定待测无人机的位置；

步骤四：确定无人机位置的光电红外复合探测组件的可见光和红外成像单元对待测无人机进行聚焦联合成像，可见光图像和红外图像通过图像融合形成清晰的单一角度的无人机图像；

步骤五：多台光电红外复合探测组件确定的多个待测无人机位置融合后输出高精度的无人机位置，进而由航迹管理和跟踪滤波处理完成待测无人机的稳定准确跟踪；

步骤六：多台光电红外复合探测组件形成的多幅不同角度的待测无人机图像拼接后输出完整的无人机图像，进而由目标识别处理完成待测无人机的自动正确识别。

2.按照权利要求1所述的一种反无人机分布式组网探测方法，其特征在于：所述步骤一具体为，将至少两台光电红外复合传感探测组件均匀布设于半径为R的圆形探测区域边界外侧并同时开机工作，各台光电红外复合传感探测组件中宽带有源相控阵单元的探测视角为θ，即形成的扫描波束能够覆盖角度为θ的扇形区域，全部光电红外复合传感探测组件中宽带有源相控阵单元的扇形探测区域的组合包含了整个圆形探测区域。

3.按照权利要求1所述的一种反无人机分布式组网探测方法，其特征在于：所述步骤二中，每台光电红外复合传感探测组件通过卫星定位单元确定自身的位置。

4.按照权利要求1所述的一种反无人机分布式组网探测方法，其特征在于：所述步骤三具体为，各台光电红外复合传感探测组件中宽带有源相控阵单元均使用二维面阵列，形成在方位和俯仰两个方向上扫描的波束，实现对进入圆形探测区域的无人机所在方位和俯仰信息的获取，宽带信号确定该无人机的距离信息，单台宽带有源相控阵单元实现对无人机方位角、俯仰角和距离三个信息的综合获取，获得无人机在三维极坐标系下的空间位置信息。

5.按照权利要求4所述的一种反无人机分布式组网探测方法，其特征在于：将无人机在三维极坐标系下的位置信息转换为三维直角坐标系下的位置信息，具体过程为

对于某台处于(x_m，y_m，z_m)的光电红外复合传感探测组件，由其中宽带有源相控阵单元获取的无人机在三维极坐标系下的位置信息分别表示方位角α、俯仰角β和距离r，则转换为在三维直角坐标系下的xyz位置坐标计算为：

tx_m＝x_m+r sin β cos α ty_m＝y_m+r sin β sin αtz_m＝z_m+r cos β

其中，光电红外复合传感探测组件自身的位置(x_m，y_m，z_m)由卫星定位单元通过GPS或北斗系统以及差分定位方法提供。

6.按照权利要求1所述的一种反无人机分布式组网探测方法，其特征在于：所述步骤四具体为，单台光电红外复合探测组件中宽带有源相控阵单元获取的无人机方位角和俯仰角信息，自动引导此台复合探测组件中的可见光和红外成像单元沿此方位角和俯仰角对无人机进行聚焦联合成像，当遇到夜晚、雾天等弱光条件时，自动引导探照灯单元沿此方位角和俯仰角照射以保障成像质量，形成的无人机可见光图像和红外图像通过图像融合形成一幅清晰的单一角度的无人机图像。

7.按照权利要求1所述的一种反无人机分布式组网探测方法，其特征在于：所述步骤五具体为，对于多台光电红外复合探测组件独立探测获取的多组无人机xyz位置坐标，进行位置坐标融合输出一组高精度的无人机xyz位置坐标，无人机位置坐标通过航迹管理和跟踪滤波处理实现无人机的稳定准确跟踪。

8.按照权利要求1所述的一种反无人机分布式组网探测方法，其特征在于：所述步骤六具体为，对于多台光电红外复合探测组件独立探测获取的多幅不同角度的无人机图像，进行图像拼接输出一幅清晰完整的无人机图像，无人机图像通过目标识别处理实现无人机的自动正确识别。

9.一种用于实现权利要求1-8任一项的反无人机分布式组网探测方法的反无人机分布式组网探测装置，包括至少两台光电红外复合传感探测组件和一台显示控制系统；

每台光电红外复合传感探测组件包含卫星定位单元、宽带有源相控阵雷达单元、可见光成像单元、红外成像单元、探照灯单元、有线/无线IP网络通信单元和控制单元，显示控制系统包含有线通信单元、无线通信单元和信息处理与显控单元；

所述卫星定位单元用于确定各台光电红外复合传感探测组件的位置，建立三维探测直角坐标系；

所述宽带有源相控阵雷达单元用以形成电控扫描波束探测发现并确定无人机的位置；

所述可见光成像单元用以形成无人机的可见光图像；所述红外成像单元用以形成无人机的红外图像；

所述探照灯单元在夜晚、雾天等弱光情况下照射无人机以保障可见光和红外成像质量；

所述有线/无线IP网络通信单元用来与显示控制系统相连，一方面将光电红外复合传感探测组件的探测数据传送给显示控制系统，一方面接收来自显示控制系统的控制指令；

所述控制单元用以根据显示控制系统的控制指令控制光电红外复合传感探测组件的工作状态，协调其他各单元的有序工作；

所述雷达单元、可见光成像单元、红外成像单元、探照灯单元均配置伺服电机用以根据控制指令调整各单元指向；

所述显示控制系统的有线通信单元和无线通信单元用来与全部多台光电红外复合传感探测组件相连，一方面将控制指令传送给探测组件，一方面接收来自探测组件的探测数据；

所述信息处理与显控单元由硬件处理平台、显控图形化人机交互软件系统和信息处理算法组成，主要完成来自光电红外复合传感探测网络获取的探测信息的处理、处理结果的图形化界面显示和人机交互。