[发明专利]一种保障公共安全的无人机禁飞区防卫系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及公共安全保护装置系统领域，特别是涉及一种保障公共安全的无人机禁飞区防卫系统和方法。

背景技术

无人机是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。得益于技术进步和资本推动，近年来消费级无人机呈现出前所未有的发展，但是无人机影响公共安全的事例屡有发生。

中央军委、国务院颁布的《通用航空飞行管制条例》第一章第四条指出，从事通用航空飞行活动的单位、个人，必须按照《中华人民共和国民用航空法》的规定取得从事通用航空活动的资格，并遵守国家有关法律、行政法规的规定。《中华人民共和国民用航空法》第一百四十六条规定，从事通用航空活动，应当具备下列条件：（一）有与所从事的通用航空活动相适应，符合保证飞行安全要求的民用航空器；（二）有必需的依法取得执照的航空人员；（三）符合法律、行政法规规定的其他条件。因此，无人机飞行须满足航空器安全要求、无人机操作员资质要求以及其他法律法规的要求。

由于目前我国很多无人机还无法达到民航局的适航要求，安全性难以保障。同时，无人机技术数据链尚需完善。数据链丢失容易导致无人机失控，即使带有自动回收功能的无人机，也难以保证在无人机自动返回期间的安全性。最为严重的是，民用无人机在感知规避方面的技术还不成熟，无人机一般也没有配备空中防撞系统。例如在民航机场附近飞行的无人机，给民航客机带来了严重的安全隐患。民用无人机航空作业活动的严格管理还需加强，民众也要增强安全使用无人机的意识，避免危害公共安全。

新技术的出现，往往需要对应的法规和另一种技术来对其约束。针对无人机违法事件可能危及人民群众生命财产安全，扰乱社会治安的问题，亟需一种保障公共安全的无人机禁飞区防卫系统，设立在禁飞边界区域，当无人机靠近禁飞边界时，飞行控制系统遭到控制或破坏而迫降。

发明内容

因此，本发明为了保障人民群众生命财产安全和维护社会治安，提供一种保障公共安全的无人机禁飞区防卫系统，设立在禁飞边界区域处，当无人机靠近禁飞区域时，这种禁飞区防卫系统根据机翼发出的声音快速锁定无人机方位，然后定向发射高频波，引起无人机的陀螺仪共振，无人机失去稳定后迫降。

本发明提供一种保障公共安全的无人机禁飞区防卫系统，包括竖直步进电机，旋转柱，水平步进电机，旋转头，电路板，通信天线，螺钉，电线，销钉，声音接收器，高频波发射器。

所述竖直步进电机的输出轴竖直向上，壳体尾部设有法兰，螺钉穿过法兰将其固定在基体上，竖直步进电机的输出轴上开设有通孔。

所述旋转柱的下部分为圆柱体，底面沿圆柱轴线方向开设电机轴安装孔，用于装配竖直步进电机的输出轴，圆柱体中间部分径向开设通孔，所述销钉分别穿过竖直步进电机的输出轴的通孔和旋转柱的圆柱体径向的通孔，将旋转柱装配在竖直步进电机上；所述旋转柱的上部分中间切除，形成左右两个安装立壁，右侧安装立壁外侧铣平并开设电机轴孔和螺钉孔。

所述水平步进电机的输出轴水平向左，壳体前端设有法兰，螺钉穿过法兰将其固定在旋转柱的右侧安装立壁外侧，水平步进电机的输出轴上开设有通孔。

所述旋转头为圆柱状，嵌在旋转柱两个安装立壁中间，旋转头轴线方向开设电机轴安装孔，旋转头径向方向开设通孔，销钉分别穿过旋转头径向通孔和水平步进电机输出轴的通孔，将旋转头装配在水平步进电机上。

所述电路板底面设有法兰，螺钉穿过法兰将电路板固定在基体上，所述通信天线安装在电路板上侧。电路板内含A/D转换电路、MCU、通信电路、高频振荡电路。

所述声音接收器和高频波发射器安装在旋转头的圆柱面上，高频波发射器安装在声音接收器中间。

本发明的工作原理为：维持无人机飞行稳定的元件是陀螺仪，除了专业军事设备中配备有高成本的光纤陀螺仪和激光陀螺仪，市场现有电器设备中装备的均是微机械(MEMS)陀螺仪。微机械陀螺仪依赖于由相互正交的振动和转动引起的交变科里奥利力，振子被柔软的弹性结构悬挂在基底之上，整体动力学系统是二维弹性阻尼系统，在这个系统中振动和转动诱导的科里奥利力把正比于角速度的能量转移到传感模式。无人机利用微机械陀螺仪感知角速度的变化，及时调节各种飞行动力参数以维持机身保持稳定。

无人机在飞行时，螺旋桨的旋动产生较大分贝的噪音，声音接收器在捕获无人机噪音后，MCU控制竖直步进电机的输出轴水平面旋转，控制水平步进电机的输出轴竖直面旋转，实现禁飞区防卫设备周边三维立体空间的全方位扫描，在旋转头的运动过程中，通过声音强度对比，驱动声音接收器朝向更大噪音方向，实现声音接收器始终锁定无人机方位的目的。