[发明专利]一种反无人机分布式组网探测方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种反无人机探测方法及其装置，特别是一种反无人机分布式组网探测方法及其装置。

背景技术

随着无人机产业的迅猛发展，小型无人机在物流、搜救、遥感测绘等各个领域的应用日益广泛。与此同时，无人机滥飞、黑飞甚至利用无人机进行恐怖袭击、偷拍、偷运武器、毒品等无序和违法飞行现象也日趋严重，已成为低空领域的重大隐患和公共安全的新问题，迫切需要研究无人机反制技术并研制可靠的技术装备解决公安、民航、军事等行业和部门对保障低空安全的广泛需求。

无人机反制技术研究的起步阶段重点关注于如何拦截无人机，提出了大功率压制干扰和电子对抗两种方式干扰无人机控制和导航通信链路，以实现无人机拦截。然而，无人机反制技术的关键是如何发现和识别无人机，尤其是处于无线电静默状态的无人机，因此用于发现和识别的反无人机探测方法与装置成为目前研究的热点。现有的反无人机探测方法和装置主要利用声波和电磁主动探测手段发现包含无线电静默状态的各类型无人机，而利用可见光和红外成像手段识别无人机，但此类装置均属于单点探测设备，只能布设在单个位置点进行无人机探测，无法布设于多个位置点进行组网探测，受限于探测视角和作用距离，此类单点探测装置存在探测范围小、捕获率低、定位精度差、识别率低的缺点，此外，无人机发现和识别两个阶段的交互较差，发现阶段确定的无人机位置无法自动控制识别阶段的可见光和红外聚焦成像，还需人工介入，操作复杂，探测效率低。上述缺点使得此类单点探测装置难以满足对低空领域的无人机进行大范围、高效稳健探测的实际需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种反无人机分布式组网探测方法及其装置，实现多点探测、满足无人机大范围、高效稳健探测需求。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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+rsinβcosα ty_m＝y_m+rsinβsinα tz_m＝z_m+rcosβ