一种针对特定目标的空域安防方法及系统

摘要

本发明提供一种针对特定目标的空域安防方法及系统，包括通过安防无人机上搭载的全向摄像模块检测安防无人机的视场范围内是否存在设定类型的入侵飞行物；若安防无人机的视场范围内存在设定类型的入侵飞行物，则对入侵飞行物进行标记并将入侵飞行物的信息发送给地面操作终端；安防无人机检测预设时长内是否接收到地面操作终端发送的跟踪控制指令；若安防无人机在预设时长内接收到跟踪控制指令，则根据跟踪控制指令跟踪对应的入侵飞行物并向地面操作终端发送实时跟踪信息；若安防无人机在预设时长内未接收到跟踪控制指令，则安防无人机自动跟踪距离最近的入侵飞行物并向地面操作终端发送实时跟踪信息。

说明书

技术领域

本发明涉及安防技术领域，具体而言，涉及一种针对特定目标的空域安防方法及系统。

背景技术

目前，现有的无人机防入侵技术，主要采用的技术手段为地面站持续搜索目标，采用的方法主要是基于图形的特征识别技术或者图像匹配技术，当入侵无人机出现在视场中后，采用电磁干扰或者发射捕获网等形式进行无人机的捕获。对于鸟类的捕获，除了传统的声波驱赶，还有传统的图像识别技术或者红外成像技术。但是，现有的方式只能依靠多点布局来实现全区域的安防，这样的成本无疑增加很多。所以需要提供一种方案以便于在降低无人机安防成本的同时提高用户使用的便捷性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种针对特定目标的空域安防方法及系统，用以实现在降低无人机安防成本的同时提高用户使用的便捷性的技术效果。

本发明提供了一种针对特定目标的空域安防方法，包括通过安防无人机上搭载的全向摄像模块检测所述安防无人机的视场范围内是否存在设定类型的入侵飞行物；若所述安防无人机的视场范围内存在设定类型的入侵飞行物，则对所述入侵飞行物进行标记并将所述入侵飞行物的信息发送给地面操作终端；所述安防无人机检测预设时长内是否接收到地面操作终端发送的跟踪控制指令；若所述安防无人机在所述预设时长内接收到所述跟踪控制指令，则根据所述跟踪控制指令跟踪对应的所述入侵飞行物并向所述地面操作终端发送实时跟踪信息；若所述安防无人机在所述预设时长内未接收到所述跟踪控制指令，则所述安防无人机自动跟踪距离最近的所述入侵飞行物并向所述地面操作终端发送实时跟踪信息。

进一步地，所述方法还包括：所述安防无人机在跟踪所述入侵飞行物的过程中实时检测是否接收到地面操作终端发送的目标处理指令；所述目标处理指令包括驱赶指令、击落指令和捕获指令；若所述安防无人机在跟踪所述入侵飞行物的过程中接收到地面操作终端发送的目标处理指令，则根据所述目标处理指令启动对应的机载安防设备对所述入侵飞行物进行处理；所述机载安防设备至少包括激光武器模块、驱鸟器和网弹枪。

进一步地，所述方法还包括：若干个所述安防无人机将视场范围内的图像信息发送给所述地面操作终端，所述地面操作终端根据获取到的所述图像信息构建安防无人机监控网络，同时所述地面操作终端对所述图像信息中出现区域重合的部分使用图像拼接和目标性质判断的方式进行处理。

进一步地，所述方法还包括：对各种型号的无人机和各种鸟类进行图像提取，利用深度学习算法进行学习，得到对应的识别模型，并将所述识别模型植入所述安防无人机。

进一步地，所述安防无人机对所述入侵飞行物进行跟踪时对所述入侵飞行物运行轨迹进行预测，并根据所述预测结果对所述入侵飞行物进行跟踪。

进一步地，所述方法还包括：若所述入侵飞行物飞出当前安防无人机的视场，则所述地面操作终端控制下一视场的安防无人机继续对所述入侵飞行物进行跟踪。

进一步地，所述方法还包括：所述安防无人机在跟踪所述入侵飞行物的过程中，通过所述全向摄像模块实时检测各个方向的飞行物，控制与各个飞行物之间的安全距离。

第二方面，本发明提供了一种针对特定目标的空域安防系统，包括地面操作终端以及与所述地面操作终端通信连接的安防无人机；所述安防无人机包括安装在所述安防无人机上的全向摄像模块；与所述全向摄像模块连接的第一控制器；与所述第一控制器连接的第一通信模块；与所述第一控制器连接的机载安防设备；所述地面操作终端包括第二控制器；与所述第二控制器连接的触控显示屏；与所述第二控制器连接的第二通信模块；所述第一控制器用于通过所述全向摄像模块检测所述安防无人机的视场范围内是否存在设定类型的入侵飞行物；若所述安防无人机的视场范围内存在设定类型的入侵飞行物，则对所述入侵飞行物进行标记并将所述入侵飞行物的信息通过第一通信模块发送给地面操作终端；同时检测预设时长内是否接收到地面操作终端发送的跟踪控制指令；若接收到所述跟踪控制指令，则根据所述跟踪控制指令跟踪对应的所述入侵飞行物并向所述地面操作终端发送实时跟踪信息；所述触控显示屏用于输入跟踪控制指令，所述第二控制器用于通过所述第二通信模块将所述跟踪控制指令发送给所述安防无人机。

进一步地，所述地面操作终端还包括与所述第二控制器连接的操纵手柄。

进一步地，所述机载安防设备至少包括激光武器模块、驱鸟器和网弹枪。

本发明能够实现的有益效果是：本发明提供的针对特定目标的空域安防方法通过安防无人机和地面操作终端相互配合，通过无人机对目标空域进行巡逻，在巡逻的过程中通过全向摄像模块对入侵飞行物进行识别并将识别结果发送给地面操作终端，用户通过地面操作终端可以根据识别的结果向安防无人机下发跟踪控制指令，从而控制安防无人机对特定的入侵飞行物进行跟踪。通过这种方式，在降低无人机安防成本的同时提高用户使用的便捷性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一种针对特定目标的空域安防方法流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种针对特定目标的空域安防系统拓扑结构示意图。

图标：10-空域安防系统；100-安防无人机；110-第一控制器；120-全向摄像模块；130-第一通信模块；140-机载安防设备；200-地面操作终端；210-第二控制器；220-触控显示屏；230-第二通信模块；240-操纵手柄。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参看图1，图1为本发明实施例提供的一种针对特定目标的空域安防方法流程示意图。

经申请人研究发现，现有的无人机防入侵技术主要依靠地面站进行无人机的识别和跟踪。但是，依靠图像处理进行空域搜索的地面站，所能安防的空域极为有限，尤其是在现阶段无人机小型化的情况下，图像匹配技术很难准确识别和定位低像素目标，只能依靠多点布局来实现全区域的安防，这样的成本无疑增加很多。所以，本发明实施例提供了一种针对特定目标的空域安防方法，其具体内容如下所述。

步骤S101，通过安防无人机上搭载的全向摄像模块检测所述安防无人机的视场范围内是否存在设定类型的入侵飞行物。

在一种实施方式中，安防无人机中可以植入入侵飞行物的识别模型，该识别模型可以采用深度学习算法yolo v3进行训练得到。具体地，用户可以对各种型号的无人机和各种鸟类进行图像提取，然后使用深度学习算法yolo v3进行训练，得到针对各种无人机和鸟类的识别模型，然后通过该识别模型对全向摄像模块获取到的图像信息进行识别，分析视场范围内是否存在入侵飞行物。

步骤S102，若所述安防无人机的视场范围内存在设定类型的入侵飞行物，则对所述入侵飞行物进行标记并将所述入侵飞行物的信息发送给地面操作终端。

在一种实施方式中，安防无人机的视场范围内存在设定类型的入侵飞行物，就会对入侵飞行物进行标记，同时通过无线通信模块将入侵飞行物的信息发送给地面操作终端。

示例性地，安防无人机可以按照入侵飞行物与自身的距离从近到远依次对视场内的入侵飞行物进行标记，同时入侵飞行物的信息包括入侵飞行物的位置、速度、种类等信息。

步骤S103，所述安防无人机检测预设时长内是否接收到地面操作终端发送的跟踪控制指令。

在一种实施方式中，地面操作终端接收到入侵飞行物的信息后就会在显示屏上显示对应的图像并进行提示，以便于用户及时获知入侵事件；同时用户可以通过地面操作终端向安防无人机下发跟踪控制指令选择需要跟踪的入侵飞行物，安防无人机在预设时长内会检测是否接收到该跟踪控制指令，以便于进行自动跟踪和手动跟踪的模式切换。

步骤S104，若所述安防无人机在所述预设时长内接收到所述跟踪控制指令，则根据所述跟踪控制指令跟踪对应的所述入侵飞行物并向所述地面操作终端发送实时跟踪信息；若所述安防无人机在所述预设时长内未接收到所述跟踪控制指令，则所述安防无人机自动跟踪距离最近的所述入侵飞行物并向所述地面操作终端发送实时跟踪信息。

在一种实施方式中，若安防无人机在预设时长内接收到跟踪控制指令，则根据跟踪控制指令跟踪对应的入侵飞行物并向地面操作终端发送实时跟踪信息，地面操作终端接收到该实时跟踪信息后在显示屏上进行显示。若安防无人机在预设时长内未接收到跟踪控制指令，则安防无人机自动跟踪距离最近的入侵飞行物并向地面操作终端发送实时跟踪信息，地面操作终端接收到该实时跟踪信息后在显示屏上进行显示。

安防无人机在跟踪过程中还可以对入侵飞行物运行轨迹进行预测，预判多个入侵飞行物种需要跟踪的目标在下一帧目标中出现的大概区域，如果下一帧图像的大概区域出现了一个目标，那么判定该目标就是需要跟踪的目标，如果区域内无或者有多个目标，那么自动扩大或者缩小搜索区域，直到区域内只有一个特定的目标为止。示例性地，对入侵飞行物运行轨迹进行预测时可以使用卡尔曼滤波算法。

进一步地，安防无人机在跟踪入侵飞行物的过程中还可以实时检测是否接收到地面操作终端发送的目标处理指令；目标处理指令包括驱赶指令、击落指令和捕获指令；若安防无人机在跟踪入侵飞行物的过程中接收到地面操作终端发送的目标处理指令，则根据目标处理指令启动对应的机载安防设备对入侵飞行物进行处理；机载安防设备至少包括激光武器模块、驱鸟器和网弹枪。通过设置的机载安防设备可以及时对入侵飞行物进行处理。

在一种实施方式中，若干个安防无人机将视场范围内的图像信息发送给地面操作终端，地面操作终端根据获取到的图像信息构建安防无人机监控网络，同时地面操作终端对图像信息中出现区域重合的部分使用图像拼接和目标性质判断的方式进行处理。通过多个安防无人机可以进行组网，构建一个范围更广的监控网络。在该监控网络中若入侵飞行物飞出当前安防无人机的视场，则地面操作终端控制下一视场的安防无人机继续对入侵飞行物进行跟踪。

在一种实施方式中，安防无人机在跟踪入侵飞行物的过程中，通过全向摄像模块实时检测各个方向的飞行物，控制与各个飞行物之间的安全距离。通过上述方式，可以避免安防无人机在跟踪目标时与其他飞行物发生碰撞。

请参看图2，图2为本发明实施例提供的一种针对特定目标的空域安防系统拓扑结构示意图。

在一种实施方式中，本发明还提供了一种针对特定目标的空域安防系统10，包括地面操作终端200以及与地面操作终端200通信连接的安防无人机100；安防无人机100包括安装在安防无人机100上的全向摄像模块120；与全向摄像模块120连接的第一控制器110；与第一控制器110连接的第一通信模块130；与第一控制器110连接的机载安防设备140；地面操作终端200包括第二控制器210；与第二控制器210连接的触控显示屏220；与第二控制器210连接的第二通信模块230；第一控制器110用于通过全向摄像模块120检测安防无人机100的视场范围内是否存在设定类型的入侵飞行物；若安防无人机100的视场范围内存在设定类型的入侵飞行物，则对入侵飞行物进行标记并将入侵飞行物的信息通过第一通信模块130发送给地面操作终端200；同时检测预设时长内是否接收到地面操作终端200发送的跟踪控制指令；若接收到跟踪控制指令，则根据跟踪控制指令跟踪对应的入侵飞行物并向地面操作终端200发送提示信息；触控显示屏220用于输入跟踪控制指令，第二控制器210用于通过第二通信模块230将跟踪控制指令发送给安防无人机100。

进一步地，为了方便手动操控安防无人机100，上述地面操作终端200还包括与第二控制器210连接的操纵手柄240。

在一种实施方式中，机载安防设备140至少包括激光武器模块、驱鸟器和网弹枪，通过设置的机载安防设备140可以对无人机、鸟类等特定目标进行处理。

综上所述，本发明实施例提供一种针对特定目标的空域安防方法及系统，包括通过安防无人机上搭载的全向摄像模块检测安防无人机的视场范围内是否存在设定类型的入侵飞行物；若安防无人机的视场范围内存在设定类型的入侵飞行物，则对入侵飞行物进行标记并将入侵飞行物的信息发送给地面操作终端；安防无人机检测预设时长内是否接收到地面操作终端发送的跟踪控制指令；若安防无人机在预设时长内接收到跟踪控制指令，则根据跟踪控制指令跟踪对应的入侵飞行物并向地面操作终端发送提示信息；若安防无人机在预设时长内未接收到跟踪控制指令，则安防无人机自动跟踪距离最近的入侵飞行物并向地面操作终端发送提示信息。通过上述方式，在降低无人机安防成本的同时提高用户使用的便捷性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。