[发明专利]一种发现和跟踪黑飞无人机遥控者的方法与系统

权利要求书

1.一种发现和跟踪黑飞无人机遥控者的方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤1，利用无人机（1）搭载测向定位装置（2）和摄像头及云台（4）升空；

步骤2，无人机（1）升空后，进入搜寻状态，利用摄像头基于可见光或红外图像，在空中搜寻并识别黑飞无人机，所述摄像头为可见光摄像头或红外摄像头，采用连续单目或双目识别对黑飞无人机进行目标搜索和识别；

步骤3，在识别到黑飞无人机后，通过通信控制模块（3）向地面设备（5）发送预警信息，根据事先设定或者自动转入跟踪状态，或者接受来自地面设备（5）的指令转入跟踪状态，进入跟踪状态后，无人机（1）抵近黑飞无人机并保持一定距离跟踪飞行，使得无人机（1）接收到和黑飞无人机同样强度的遥控信号；

步骤4，利用测向定位装置（2）检测黑飞无人机遥控信号，并进行连续的测向和定位，进入定位状态；所述测向定位装置（2）为正交配置的双干涉仪，同时测向定位；或者，所述测向定位装置（2）为阵列天线，采用DOA估计方法实现测向定位；或者，所述测向定位装置（2）为单干涉仪，定位方法是旋转测向定位；

步骤5，在定位状态，通过通信控制模块（3）向地面设备（5）连续发送黑飞无人机的信息，包括黑飞无人机位置信息、黑飞无人机遥控者位置估计信息以及摄像头采集的图像或视频信号；

步骤6，地面设备（5）内置通信控制模块接收黑飞无人机位置信息。

2.根据权利要求1所述发现和跟踪黑飞无人机遥控者的方法，其特征在于，所述搜寻状态下，控制摄像头及云台（4）在俯仰和偏航两个方向进行转动，连续获得空中可见光或红外图像，并利用传统图像目标识别方法识别黑飞无人机目标，形成待选跟踪目标库。

3.根据权利要求1所述发现和跟踪黑飞无人机遥控者的方法，其特征在于，所述跟踪状态下，无人机（1）按照保持安全距离限定下抵近伴飞。

4.根据权利要求3所述发现和跟踪黑飞无人机遥控者的方法，其特征在于，所述抵近伴飞的控制方法如下：

无人机（1）的高度控制：确实定黑飞无人机目标后，按照保持黑飞无人机在视场的中间位置，并使得云台回归到俯仰初始位置，产生无人机（1）俯仰方向的飞行控制指令；

无人机（1）的偏航控制：确实定黑飞无人机目标后，按照保持黑飞无人机在视场的中间位置，并使得云台回归到偏航初始位置，产生无人机（1）偏航方向的飞行控制指令；

无人机（1）抵近黑飞无人机的距离控制：确实定黑飞无人机目标后，按照保持黑飞无人机在视场的中间位置，保持云台在初始位置，保持黑飞无人机在视场中的目标规定大小，产生控制无人机（1）的飞行控制指令，并实现保持安全距离限定伴飞。

5.根据权利要求1所述发现和跟踪黑飞无人机遥控者的方法，其特征在于，所述步骤4中，采用多架空中无人机平台相互之间通信利用多站无源定位方法进行定位。

6.一种发现和跟踪黑飞无人机遥控者的系统，其特征在于，包括：

无人机（1），作为升空平台，包含卫星导航定位装置；

测向定位装置（2），装载于无人机（1）上，用于检测并定位黑飞无人机遥控信号；所述测向定位装置（2）为正交配置的双干涉仪，同时测向定位；或者，所述测向定位装置（2）为阵列天线，采用DOA估计方法实现测向定位；或者，所述测向定位装置（2）为单干涉仪，定位方法是旋转测向定位；

摄像头及云台（4），装载于无人机（1）上，用于搜寻并追踪目标；

通信控制模块（3），用于实现无人机（1）与地面设备（5）之间的通信与控制；

地面设备（5），用于对无人机（1）进行遥控，包括通信控制模块、无人机遥控模块和信息显示模块。

7.根据权利要求6所述发现和跟踪黑飞无人机遥控者的系统，其特征在于，系统设置三种状态，分别是：

搜寻状态：无人机（1）按规划好的航线飞行，或者在地面遥控者的实时控制下飞行，测向定位装置（2）搜寻黑飞无人机遥控信号，摄像头基于可见光或红外图像/视频搜寻黑飞无人机；

跟踪状态：事先设定或用户指定黑飞无人机目标后，融合摄像头基于可见光或红外图像/视频获得的目标位置信息、摄像头云台捷联信息、无人机（1）位置信息选择合适的导引律输出无人机（1）控制指令，控制空中无人机（1）按照保持设定的安全距离限定下抵近黑飞无人机跟踪伴飞；

定位状态：保持无人机（1）抵近黑飞无人机跟踪伴飞状态，测向定位装置（2）获取地面遥控者方位信息，并在无人机（1）飞行过程中进行连续测向，利用无人机（1）自身的位置、速度信息和测向信息，进行单目标无源跟踪定位，获取黑飞无人机遥控者位置估计信息，通信控制模块（3）向地面设备传递定位的无人机飞行控制信号、黑飞无人机位置信息、黑飞无人机遥控者位置估计信息以及摄像头采集的视频信号。