[发明专利]一种无源定位寻的系统

说明书

本发明涉及低小慢目标无源探测与定位技术领域，特别涉及一种无人机无源定位寻的系统，包括传声器阵列、预警电路单元、电源供应单元、声信号采集电路、信息处理单元、伺服单元、中央控制单元、目标打击机构和无人机平台。本系统安装在无人机平台上探测黑飞无人机时，实现低空可疑飞行器的无源全方位探测，信号处理单元采用时延估计算法计算目标精确位置，伺服系统控制无人机平台自动导航接近目标，在有效打击范围内发射毁伤弹药打击目标。该系统能够实现复杂环境下，可疑无人机的识别，自动跟踪和捕获，其通过目标噪声信号分析处理引导无人机平台自动跟踪目标弥补了已有视频图像跟踪技术视角有限的不足，大大减少了处理的数据量。

技术领域

本发明涉及低小慢目标无源探测与定位技术领域，特别涉及一种无人机无源定位寻的系统。

背景技术

以下对本发明的相关技术背景进行说明，但这些说明并不一定构成本发明的现有技术。

低小慢目标是指飞行高度低，雷达截面积小，飞行速度慢的一类飞行器的统称。无人机作为低小慢的典型代表，由于缺少有效的监管措施，由其引发的非法入侵事件日渐增多。为了提高重要场所的安全性，加强“黑飞”无人机的侦测与打击十分重要。

在目标探测方面，由于无人机体积小，且位于地面雷达探测盲区，常规地面雷达，光电/红外探测手段均有一定的局限性。在无人机跟踪方面，主要通过人工判断无人机平台摄像头获取的视频图像信息，采用遥控的方式追踪目标。对于公开在国家知识产权局的一种主动捕获低空小型无人飞行器的系统及方法等专利材料，该材料利用无人机平台携带的摄像头采集目标视频图像信息，通过立体图像处理算法实现了目标的自动跟踪，但是其采用的视觉信息采集手段，视角有限；对于空间目标的三维定位，图像数据量大，处理过程较为复杂。声探测是一种被动，全方位探测技术，它利用无人机飞行过程中产生的辐射噪声工作。由于飞行高度低，采用声阵列探测技术更容易捕捉到无人机旋翼噪声，由于飞行速度慢，有利于声定位系统的稳定跟踪。

针对非法入侵的无人机监测与跟踪问题，本发明提供了一种无源定位寻的系统，其通过传声器阵列接收飞行器产生的旋翼噪声，再由系统内部电路单元完成目标识别，空间定位及无人机平台的自动寻的。

发明内容

为解决低空无人飞行器的无源探测及自动跟踪问题，提出一种无人机无源定位寻的系统，利用声阵列探测智能雷技术对无人机进行探测、识别、跟踪与打击。

在根据本发明的一个优选的实施例中，一种无源定位寻的系统，包括传声器阵列、预警电路单元、电源供应单元、声信号采集电路、信息处理单元、伺服单元、中央控制单元、目标打击机构和无人机平台；传声器阵列用于获取区域内目标无人机旋翼噪声信号并将噪声信号转换成电信号；预警电路单元用于判断目标预警，并向中央控制单元发出系统启动信号；电源供应单元用于系统工作的各个阶段，并为各单元的电源供应；声信号采集电路用于对传声器阵列获取的噪声信号的预处理；信息处理单元用于对声信号采集电路预处理后的信号进行数据处理，计算出目标当前方位信息并计算追踪路线，最终输出相关控制量参数给伺服单元和中央控制单元；伺服单元用于对无人机平台飞行方向的调整，使无人机平台能够按照最佳路线逼近目标；中央控制单元用于整个过程中系统工作状态的指挥控制，并且控制目标打击机构动作；目标打击机构用于低空可疑飞行器的有效捕获。

预警电路单元包括前置放大电路、滤波电路、整形电路、检测电路和启动电路，初始状态下预警电路单元处于低功耗工作模式，传声器阵列获取到的噪声信号依次经过放大-滤波-整形后由检测电路进行检测，当检测电路接收的噪声信号幅度超过设定阈值时，检测电路通过信号分析方法提取噪声信号的多重特征量进行目标识别，若识别为目标，则通过启动电路向电源供应单元发送启动信号，以开启整个系统使声信号采集电路和信息处理单元开启工作。

声信号采集电路包括有放大滤波电路和A/D转换模块，由传声器阵列获取的噪声信号通过放大滤波电路处理后，通过采样输入到A/D转换模块，向信息处理单元输出含有噪声信号特征的数字信号。