无人机定位及位置显示装置的制作方法

本实用新型涉及光电探测技术领域，具体地，涉及一种使用红外技术，搜索跟踪无人机，并通过多个显示终端显示目标无人机信息的装置。

背景技术：

近年来随着小型无人机的普及，以及世界范围内暴恐活动的频繁发生，给传统安防领域带来严峻挑战。由于小型无人机具有飞行高度低、速度慢、体积小等特点，且操作简单，隐蔽性高，很容易被恐怖分子利用。使用雷达等传统侦察手段已经无法满足要求，给机场、军事设施、大型活动等场所的安全造成严重威胁。而以人力为主的搜索模式为：用肉眼和光学观瞄装置在大范围内搜寻可疑目标无人机，发现可疑目标无人机后，再用光学观瞄装置确认目标无人机，进行打击。此搜索模式有如下缺点：

1)肉眼观测距离近，在城市中，对于轴距50cm左右的无人机，观测距离为0.5km左右；光学观瞄装置观测距离可达2km，但视场较小，一般不超过7°；观测效率及效果均不理想。

2)在长时间观测中，观测人员容易疲惫，导致目标无人机遗漏。

3)在不同方向，需要多名使用人员同时观测。

4)不能在夜间使用。

综上所述，研发一款小型无人机的定位探测系统已经迫在眉睫。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种无人机定位及位置显示装置，利用红外热成像技术，对特定区域的小型无人机进行搜索和定位，并提供预警；协助安保人员对目标无人机进行再识别，为打击目标无人机提供指引。

为实现上述目的，本实用新型提供一种无人机定位及位置显示装置，所述装置包括红外搜索定位装置以及显示终端，其中：

一个所述红外搜索定位装置与一个或多个所述显示终端连接，或者，一个所述显示终端与一个或多个所述红外搜索定位装置连接；

所述红外搜索定位装置放置在警戒区域中心，所述显示终端分布在所述红外搜索定位装置周围且位置不同；

所述红外搜索定位装置发现并跟踪目标无人机后，通过有线或无线的方式将目标无人机信息发送至显示终端。

优选地，所述红外搜索定位装置包括：红外探测器组件、红外光学系统、光机扫描部件、处理器和图像处理部件，这些部件之间通过内部总线连接，其中：所述光机扫描部件的一端连接所述处理器，所述光机扫描部件的另一端连接所述红外光学系统的一端，所述红外光学系统的另一端连接所述红外探测器组件的一端，所述红外探测器组件的另一端连接所述图像处理部件的一端，所述图像处理部件的另一端连接所述处理器，所述处理器的输出端连接所述显示终端。

进一步的，所述装置中：

所述红外光学系统用于将来自目标无人机的红外光线聚焦到红外探测器组件；

所述光机扫描部件用于跟踪目标无人机，带动所述红外光学系统实时追踪目标无人机；

所述红外探测器组件进行光电转换，形成未经处理的红外图像，输入图像处理部件；

所述图像处理部件对所述红外图像进行处理提升红外图像的质量；

所述处理器，根据所述图像处理部件的红外图像进行目标无人机位置定位，将位置通过有线或无线方式发送到显示终端。

优选地，所述红外光学系统包括：扫描反射镜、固定反射镜和物镜装置，所述扫描反射镜一端连接所述光机扫描部件，另一端经过固定反射镜连接所述物镜装置；来自目标无人机的红外光线经扫描反射镜反射后到达固定反射镜，经固定反射镜进一步反射后进入物镜装置。

优选地，所述光机扫描部件包括扫描电机、角度传感器和扫描控制装置，所述扫描控制装置连接所述扫描电机并控制所述扫描电机工作，所述角度传感器用于检测扫描反射镜角度。

优选地，所述处理器包括：通讯部件、DSP控制部件和用于识别目标无人机的检测识别部件，所述DSP控制部件连接所述通讯部件和所述检测识别部件，所述通讯部件用于与所述显示终端通讯。

优选地，所述显示终端内置惯性陀螺组件，能实时显示所述红外搜索定位装置发送的目标无人机坐标与显示终端操作者正面的相对角度。

优选地，所述显示终端为手持式平板设备，或者，所述显示终端固定在观瞄装置上。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1)本实用新型采用上述各组件之间的配合，实现无人机定位及目标无人机位置显示；所述装置可以作为区域防御系统，探测识别区域范围大，预警时间充足。目前主流无人机的速度范围为10～30m/s，穿越1.5～3km探测范围，需要50～150s的时间，因此，可根据预警信息提前在来机方向部署显示终端。

2)本实用新型采用红外搜索定位装置以及显示终端配合，所述显示终端分布在所述红外搜索定位装置周围且位置不同，在目标无人机探测阶段全自动化工作，探测效率高，不会遗漏目标无人机，且只需要1名使用人员监测设备运行情况。

3)进一步的，本实用新型红外搜索定位装置在目标无人机识别时，通过显示终端显示能快速瞄准目标无人机，增加了一种识别手段，提高了识别准确度。

4)进一步的，本实用新型红外搜索定位装置采用红外探测器组件、红外光学系统，可在夜间使用。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型一实施例的装置结构框图；

图2为本实用新型一实施例中红外搜索定位装置的结构示意图；

图中：红外搜索定位装置100，显示终端200；

红外光学系统1，光机扫描部件2，红外探测器组件3，图像处理部件4，处理器5；

扫描反射镜101，物镜装置102，固定反射镜103；

扫描电机201，角度传感器202，扫描控制装置203；

通讯部件501，DSP控制部件502，检测识别部件503。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实施例提供一种无人机定位及位置显示装置，包括红外搜索定位装置100以及显示终端200，其中：

一个所述红外搜索定位装置100与多个所述显示终端200连接；

所述红外搜索定位装置100放置在警戒区域中心，所述显示终端200分布在所述红外搜索定位装置100周围且位置不同；

所述红外搜索定位装置100发现并跟踪目标无人机后，通过有线或无线的方式将目标无人机信息发送至显示终端200。

进一步的，如图1所示，所述红外搜索定位装置100包括：红外光学系统1、光机扫描部件2、红外探测器组件3、图像处理部件4、处理器5，这些部件之间通过内部总线连接，其中：所述光机扫描部件2的一端连接所述处理器5，所述光机扫描部件2的另一端连接所述红外光学系统1的一端，所述红外光学系统1的另一端连接所述红外探测器组件3的一端，所述红外探测器组件3的另一端连接所述图像处理部件4的一端，所述图像处理部件4的另一端连接所述处理器5，所述处理器5的输出端连接所述显示终端200。

所述装置中：

所述红外光学系统1用于将来自目标无人机的红外光线聚焦到红外探测器组件3；

所述光机扫描部件2用于跟踪目标无人机，带动所述红外光学系统1实时追踪目标无人机；

所述红外探测器组件3进行光电转换，形成未经处理的红外图像，输入图像处理部件4；

所述图像处理部件4对所述红外图像进行处理提升红外图像的质量；

所述处理器5，根据所述图像处理部件4的红外图像进行目标无人机位置定位，将位置通过有线或无线方式发送到显示终端200。

本实用新型中，上述的红外光学系统1是接收或发射红外光波的光学系统。可以采用现有技术实现，在部分实施例中也可以采用如下所述的结构，即：

所述红外光学系统1包括：扫描反射镜101、固定反射镜103和物镜装置102，所述扫描反射镜101一端连接所述光机扫描部件2，另一端经过固定反射镜103连接所述物镜装置102。来自目标无人机的红外光线经扫描反射镜101反射后到达固定反射镜103，经固定反射镜103进一步反射后进入物镜装置102。由此，红外光学系统1通过扫描反射镜101和物镜装置102接收来自目标无人机的红外光线并将红外光波输出到红外探测器组件3，以实现实时追踪目标无人机。

本实用新型中，上述光机扫描部件2用于跟踪目标无人机，可以采用现有技术实现，在部分实施例中也可以采用如下所述的结构，即：

所述光机扫描部件2包括扫描电机201、角度传感器202和扫描控制装置203，所述扫描控制装置203连接所述扫描电机204并控制所述扫描电机204工作，所述角度传感器202用于检测扫描反射镜角度。

利用扫描控制装置203驱动扫描电机201运动，在扫描电机201周期性的驱动下，红外光学系统1的扫描反射镜在一定角度范围内摆动，从而达对整个视场进行扫描的目的，最终红外探测器组件3形成红外图像。

本实用新型中，上述图像处理部件4可以采用现有常见的器件，包括但不限于：逻辑组合电路，集成电路，DSP处理器等，其中的图像处理主要目的是为了提高红外图像的质量，但是具体采用的处理技术可以是现有常用技术，比如非均匀性校正、数字滤波、帧间图像配准、自适应红外弱小目标无人机增强等一种或多种，该技术不属于本实用新型的改进。

本实用新型中，上述处理器5可以采用现有设备，进一步的，可以是能实现执行目标无人机检测识别与跟踪的处理器或计算机等设备，在部分实施例中也可以采用如下所述的结构，即：

所述处理器5包括：通讯部件501、DSP控制部件502和用于识别目标无人机的检测识别部件503，所述DSP控制部件502连接所述通讯部件501和所述检测识别部件503，所述通讯部件501用于与所述显示终端200通讯。

上述的处理器5中的目标无人机检测识别与跟踪技术采用现有技术中的一种实现，该技术不属于本实用新型的改进。

本实用新型中，所述显示终端200内置惯性陀螺组件，能实时显示所述红外搜索定位装置100发送的目标无人机坐标与显示终端200操作者正面的相对角度。

在部分实施例中，所述显示终端200为手持式平板设备，或者，所述显示终端200固定在观瞄装置上，比如固定在光学望远镜上。

在其他实施例中，也可以是多个所述红外搜索定位装置100与一个或多个所述显示终端200连接，这对于本实用新型的实现没有影响。所述显示终端200可以接收来自多个红外搜索定位装置100的目标无人机信息。

使用时，红外搜索定位装置100放置在警戒区域中心，一部红外搜索定位装置100可为区域内的多个显示终端200提供目标无人机定位信息，红外搜索定位装置100对应的显示终端200数量可根据实际需要确定，显示终端200分布在红外搜索定位装置100周围，红外搜索定位装置100发现并跟踪目标无人机后，通过有线或无线的方式将目标无人机信息发送至显示终端200。具体的，目标无人机位置信息通过处理器5发送到显示终端200，使用者可迅速发现并使用显示终端200瞄准目标无人机。显示终端200内置惯性陀螺组件，可实时显示红外搜索定位装置100发送的目标无人机坐标与显示终端200操作者正面的相对角度，操作者可在数秒内发现并瞄准目标无人机。

进一步的，所述显示终端200工作方式：显示终端200提供一种以使用者为极点、使用者面对方向为极轴方向的极坐标系，显示的信息包括：目标无人机在该极坐标系中相对于显示终端200的坐标。

本实用新型上述的装置可与电磁发射终端配合使用，所述电磁发射终端用于瞄准目标无人机。

本实用新型采用上述各组件之间的配合，利用红外热成像技术，实现无人机定位及目标无人机位置显示，位于不同位置的使用者可迅速发目标无人机。对于本领域技术人员将能理解的是，上述红外探测技术、处理器的控制和处理本身是属于常规的技术。本实用新型在于提供一种上述各个硬件部件构成的装置。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。