[发明专利]一种基于声探测的反无人机系统

说明书

本发明涉及民用无人机防御领域，特别涉及一种基于声探测的反无人机系统，包括：声探测单元，探测环境声音信号；控制单元，根据声探测单元接收的所述声音信号，判断是否包括无人机声信号，若存在无人机声信号，计算无人机当前空间位置和预测空间位置；反制单元，向无人机发送干扰信号或者物理拦截装置。该反无人机方法，采用声音探测取代图像识别作为无人机监测手段，根据无人机声音信号特征实现对无人机的识别和跟踪，有效提高了通视条件差的应用场景下对于无人机的监测，且监测系统成本更低，监测台网可灵活部署。

技术领域

本发明涉及民用无人机防御领域，特别涉及一种基于声探测的反无人机系统。

背景技术

民用无人机领域近年来发展迅速，在为居民娱乐生活带来便利的同时，也带来了一定的社会安全隐患。基于安保和国防的需要，各国政府正采取积极措施防范无人机等低空慢速小目标飞行器带来的安全问题。现有的无人机反制方案均采用基于光电设备或雷达设备探测无人机，光电设备容易受到环境因素的影响，在通视条件较差的情况下，无人机的图像特征差异不明显，难以利用图像特征将无人机与背景图像区分开。雷达设备则容易受到地面杂波的影响，对于低空环境下的目标探测效果不佳。上述两种低空无人机检测方案还存在设备成本交高的问题，不利于大规模推广应用。

无人机依靠螺旋桨扰动空气实现飞行或悬停，持续向周围空间辐射声波信号，通过监测无人机声信号，通过声信号特征判别空域内是否存在“黑飞”无人机。利用无人机声信号特征判别无人机仍在存在环境杂音的影响，监测台网的布设是压制环境的噪音的关键措施。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种基于声探测的反无人机系统，利用无人机飞行过程中释放的声信号，利用声信号特征实现无人机识别与跟踪，为反制单元提供无人机当前和预测空间位置信息。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种基于声探测的反无人机系统，包括，

声探测单元，探测环境声音信号；

控制单元，根据声探测单元接收的所述声音信号，判断是否包括无人机声信号，若存在无人机声信号，计算无人机当前空间位置和预测空间位置；

反制单元，向无人机发送干扰信号或者物理拦截装置。

进一步地，所述声探测单元为布设在地面的若干麦克风台站构成的声探测台网。所述麦克风作为声探测单元的最小单位，若干麦克风构成麦克风台站，若干台站组成声探测台网。组网式探测保证了对监控空域的完整覆盖，提高探测识别率。

进一步地，所述声探测台网采用蜂窝组网。在相同麦克风台站数量及相同麦克风台站分布密度的情况下，蜂窝组网的覆盖范围最大。此外，蜂窝组网具有积木式结构，受地形影响较小，可按任意几何形态组网，提高了组网的灵活性。

作为一种具体的实施方案，所述各个麦克风台站包括1个麦克风，降低布设成本，提高台网布设效率。

作为一种具体的实施方案，所述各个麦克风台站包括若干麦克风，若干所述麦克风成十字阵列排列或环形阵列排列。采用麦克风阵列接收声信号，可进一步过滤背景噪声的影响，提高识别声源的空间位置精度。具体地，单个麦克风仅能获得声音信号到达，不能获得声音信号来源的方位信息，必须依靠相邻台站的其他麦克风获得声音信号来源的方位信息。麦克风阵列组成的各个麦克风台站均能分析获得声音信号来源的方位信息。

作为一种具体的实施方案，所述声探测单元仅包括布设在地面的1个麦克风台站，所述麦克风台站为十字麦克风阵列或环形麦克风阵列。单个麦克风台站实现声探测单元的快速部署，特别适用于小规模需经常移动的监控场景。

进一步地，所述环形麦克风阵列中心设有1个麦克风。在采用单个麦克风台站作为声探测单元的实施方案中，麦克风阵列中心设置1个麦克风，有利于控制单元对各麦克风数据的空间校准和时间校准。