本发明属于无人船技术领域，更具体地，涉及一种基于无人机干扰的敌对无人船捕获方法与系统。
背景技术：
无人船是一种借助精确卫星定位和自身传感即可按照预设任务在水面航行的全自动水面机器人。随着国防及民用的需求发展，在各种海域(例如国防海域、内湖海域等)中有越来越多的无人船在运行并执行任务。为了防止敌对无人船对己方海域的破坏行为，有必要对其实施抓捕行动。
目前已有的抓捕方式通常是由己方无人船通过攻击手段使其失去动力或者失去通信功能，然后再对其进行捕获。然而在抓捕过程中，敌对无人船往往可能还与敌方控制中心保持着通信，敌方控制中心可能还会不断向敌对无人船下发指令以阻挠甚至逃脱己方无人船的抓捕。
技术实现要素：
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于无人机干扰的敌对无人船捕获方法与系统，其目的在于在抓捕过程中，切断敌对无人船与敌方控制中心的通信，使敌对无人船处于持续脱离敌方控制状态，由此解决现有技术中敌方控制中心可能还会不断向敌对无人船下发指令以阻挠甚至逃脱己方无人船的抓捕的技术问题。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于无人机干扰的敌对无人船捕获方法，己方无人船载有可由其操控的无人机，或其周围海域存在可供其操控的无人机，所述方法包括：
当己方无人船监测到敌对无人船时，向所述无人机下达干扰行动指令，所述干扰行动指令中至少包括敌对无人船的特征信息，以及干扰行为信息；
所述无人机接到干扰行动指令后，根据所述敌对无人船的特征信息确定所述敌对无人船为干扰目标，并根据所述干扰行为信息对所述干扰目标实施干扰行为，以使所述敌对无人船脱离敌方控制中心控制；
所述己方无人船判断所述敌对无人船是否已脱离敌方控制，如果是，则由所述无人机保持对所述敌对无人船的干扰以使所述敌对无人船处于持续脱离敌方控制状态，所述己方无人船将所述敌对无人船捕获。
本发明的一个实施例中，所述敌对无人船的特征信息包括所述敌对无人船的运行特征信息，和/或所述敌对无人船的外观特征信息，其中所述运行特征信息包括航速，和/或航向，和/或坐标位置，和/或通信频率。
本发明的一个实施例中，所述干扰行为信息包括干扰种类，和/或干扰强度，和/或干扰频率，和/或干扰持续时长，其中所述干扰种类为电磁辐射干扰。
本发明的一个实施例中，所述己方无人船判断所述敌对无人船是否已脱离敌方控制，具体为：
所述己方无人船获取所述敌对无人船的行为特征，根据所述敌对无人船的行为特征判断所述敌对无人船是否已脱离敌方控制；或者，
所述己方无人船从所述无人机获取所述敌对无人船是否已脱离敌方控制的消息；其中，所述无人机获取所述敌对无人船的行为特征，根据所述敌对无人船的行为特征判断所述敌对无人船是否已脱离敌方控制，并将所述敌对无人船是否已脱离敌方控制的消息发送给所述己方无人船。
本发明的一个实施例中，所述己方无人船将所述敌对无人船捕获，具体为：
所述己方无人船利用自身的拖曳装置将所述敌对无人船拖回己方监管区或者己方回收无人船；或者，
所述己方无人船通知其周围的具有拖曳装置的无人船或无人船集群，由所述无人船或无人船集群将所述敌对无人船拖回己方监管区或者己方回收无人船；或者，
所述己方无人船通知其周围的具有拦截装置的无人船或无人船集群，由所述无人船或无人船集群拦截并抓获所述敌对无人船；或者，
所述己方无人船通知其周围的具有攻击装置的无人船或无人船集群，由所述无人船或无人船集群攻击并破坏所述敌对无人船，使所述敌对无人船失去动力或通信异常，然后将其拖回己方监管区或者己方回收无人船。
本发明的一个实施例中，所述方法还包括：
所述己方无人船还记录敌对无人船的历史行驶路径；根据所述敌对无人船的历史行驶路径预测所述敌对无人船的后续行驶路径；根据所述敌对无人船的后续行驶路径实施捕获动作从而捕获所述敌对无人船。
按照本发明的另一方面，还提供了一种基于无人机干扰的敌对无人船捕获系统，包括己方无人船，所述己方无人船载有可由其操控的无人机，或其周围海域存在可供其操控的无人机，其中：
所述己方无人船包括监测模块和指令下达模块，其中所述监测模块用于监测敌对无人船，所述指令下达模块用于在所述监测模块监测到敌对无人船时，向所述无人机下达干扰行动指令，所述干扰行动指令中至少包括敌对无人船的特征信息，以及干扰行为信息；
所述无人机包括指令接收模块、敌对无人船确认模块和干扰执行模块，其中所述指令接收模块用于接收所述干扰行动指令，所述敌对无人船确认模块用于根据所述敌对无人船的特征信息确定所述敌对无人船为干扰目标，所述干扰执行模块用于根据所述干扰行为信息对所述干扰目标实施干扰行为，以使所述敌对无人船脱离敌方控制中心控制；
所述己方无人船还包括判断模块和捕获控制模块，其中所述判断模块用于判断所述敌对无人船是否已脱离敌方控制，如果是，则由所述无人机保持对所述敌对无人船的干扰以使所述敌对无人船处于持续脱离敌方控制状态，所述捕获控制模块控制所述己方无人船将所述敌对无人船捕获。
本发明的一个实施例中，所述敌对无人船的特征信息包括所述敌对无人船的运行特征信息，和/或所述敌对无人船的外观特征信息；所述干扰行为信息包括干扰种类，和/或干扰强度，和/或干扰频率，和/或干扰持续时长，其中所述干扰种类为电磁辐射干扰。
本发明的一个实施例中，
所述判断模块包括特征获取子模块和特征判断子模块，其中，所述特征获取子模块，用于获取所述敌对无人船的行为特征；所述特征判断子模块，用于根据所述敌对无人船的行为特征判断所述敌对无人船是否已脱离敌方控制；
或者，所述判断模块包括判断结果接收子模块，所述判断结果接收子模块用于从所述无人机获取所述敌对无人船是否已脱离敌方控制的消息；其中，所述无人机包括敌对无人船判断子模块，所述敌对无人船判断子模块用于获取所述敌对无人船的行为特征，根据所述敌对无人船的行为特征判断所述敌对无人船是否已脱离敌方控制，并将所述敌对无人船是否已脱离敌方控制的消息发送给所述己方无人船。
本发明的一个实施例中，
所述捕获控制模块控制所述己方无人船将所述敌对无人船捕获，具体为：
所述捕获控制模块控制己方无人船利用自身的拖曳装置将所述敌对无人船拖回己方监管区或者己方回收无人船；或者，
所述捕获控制模块控制己方无人船通知其周围的具有拖曳装置的无人船或无人船集群，由所述无人船或无人船集群将所述敌对无人船拖回己方监管区或者己方回收无人船；或者，
所述捕获控制模块控制己方无人船通知其周围的具有拦截装置的无人船或无人船集群，由所述无人船或无人船集群拦截并抓获所述敌对无人船；或者，
所述捕获控制模块控制己方无人船通知其周围的具有攻击装置的无人船或无人船集群，由所述无人船或无人船集群攻击并破坏所述敌对无人船，使所述敌对无人船失去动力或通信异常，然后将其拖回己方监管区或者己方回收无人船。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)本发明提供的基于无人机干扰的敌对无人船捕获方法，在发现敌对无人船之后不直接实施抓捕行动，而是先通过无人机对敌对无人船进行干扰，以阻挠或切断敌对无人船与敌方控制中心的通信和联系，使敌对无人船处于持续脱离敌方控制状态，然后由己方无人船将所述敌对无人船捕获；通过本发明方法，可以在抓捕行动实施前，切断敌对无人船与敌方控制中心的联系，从而在抓捕行动过程中占据主动性，有助于提高捕获的成功率；
(2)本发明提供的基于无人机干扰的敌对无人船捕获方法，可以采用各种不同的干扰手段进行干扰，例如电磁辐射干扰，并且干扰方式可以为瞄准式干扰、半瞄准式干扰、阻塞式干扰或扫频干扰，从而干扰手段灵活多样，可根据敌对无人船的实际情况采用相应的干扰手段，提升干扰的有效性和成功率；
(3)本发明提供的基于无人机干扰的敌对无人船捕获方法，在实施抓捕前，会判断所述敌对无人船是否已脱离敌方控制，并在无人机保持对所述敌对无人船的干扰以使所述敌对无人船处于持续脱离敌方控制状态下，再进行抓捕行动，从而保证了在抓捕行动过程中，敌对无人船脱离敌方控制中心的持续性，保证了抓捕过程的主动性和可控性，可提升捕获成功率；
(4)本发明提供的基于无人机干扰的敌对无人船捕获方法，在确定敌对无人船脱离敌方控制后，可采取各种抓捕手段，例如拖回监管区、拦截或者攻击等，从而抓捕手段灵活多样，可根据敌对无人船的实际情况采用相应的抓捕手段，提升捕获行动的有效性和成功率；
(5)本发明提供的基于无人机干扰的敌对无人船捕获方法，还可以通过路径预测的方式对敌对无人船进行主动捕获，即在发现敌对无人船之后预测其后续行驶路径，在其后续行驶路径上实施主动捕获；保证了抓捕过程的主动性和可控性，可提升捕获成功率。
附图说明
图1是本发明实施例中一种基于无人机干扰的敌对无人船捕获方法的流程示意图；
图2是本发明实施例中一种基于无人机干扰的敌对无人船捕获方法的效果示意图；
图3是本发明实施例中一种基于无人机干扰的敌对无人船捕获系统的结构示意图；
图4是本发明实施例中一种基于无人机干扰的敌对无人船捕获系统中己方无人船和无人机的结构示意图；
图5是本发明实施例中己方无人船的判断模块的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
在对敌对无人船进行捕获的过程中发现，如果在发现敌对无人船后直接对其实施捕获行动，则可能会使敌对无人船对捕获行动有所防范(例如逃跑，或进行抵抗，或者与敌方控制中心通信交互)，从而导致捕获行动失败。因此，如果能在发现敌对无人船时先对其实施干扰，从而切断敌对无人船与敌方控制中心的通信和联系，则在后续捕获过程中可以掌握更大的主动性，提高捕获的成功率。
如图1所示，本发明提供了一种基于无人机干扰的敌对无人船捕获方法，己方无人船载有可由其操控的无人机，或其周围海域存在可供其操控的无人机，所述方法包括：
s1、当己方无人船监测到敌对无人船时，向所述无人机下达干扰行动指令，所述干扰行动指令中至少包括敌对无人船的特征信息，以及干扰行为信息；
当己方无人船在执行任务或者巡逻海域过程中，发现了敌对无人船时，此时需要对敌对无人船进行捕获，而为了提升捕获的成功率，本发明实施例中不直接开始捕获行动，而是先通过无人机对敌对无人船进行干扰，以阻挠或切断敌对无人船与敌方控制中心的通信和联系；
具体地，所述敌对无人船的特征信息可以包括所述敌对无人船的运行特征信息，和/或所述敌对无人船的外观特征信息；当然，还可以是其他可以识别所述敌对无人船的一些特征信息；
其中所述运行特征信息包括航速，和/或航向，和/或坐标位置，和/或通信频率。
具体地，所述干扰行为信息可以包括干扰种类，和/或干扰强度，和/或干扰频率，和/或干扰持续时长，其中所述干扰种类为电磁辐射干扰。
电磁辐射干扰按频谱特性分类，可分为瞄准式干扰、半瞄准式干扰、阻塞式干扰、扫频干扰。
在本发明实施例启动无人机电磁辐射干扰之前，需要通过无人船对敌对无人船周边全频段信号进行捕获和采集，在确定的一个或者多个频段内存在无线信号时，则将相应确定出来的存在无线信号的频段信息发送给无人机。
无人机在获取到所述频段信息后，在相应频段内发射电磁辐射干扰信号，由于无人机存在高机动性，并且可以配备高清摄像头来识别敌对无人船中布局天线的位置，因此，结合本发明实施例存在一种优选的扩展方案，即无人机通过摄像头从高空位置识别出敌对无人船的天线位置，并瞄准所述天线区域发射己方无人船的所指定频段的电磁辐射干扰信号，从而实现无线通信的干扰，逼迫其采取急停或者返航的既定应急操作。
为了进一步提高无人机处于电磁辐射干扰工作状态下，与己方无人船的正常通讯，还可以控制无人机的电磁辐射干扰发射器、自身无线信号接收器和己方无人船三者之间保持单相性，例如：电磁辐射干扰发射器位于无人机底部(起落架附近)、自身无线信号接收器位于无人机机身顶部，则可以控制无人机飞行状态处于30°-90°倾斜，并且，控制电磁辐射干扰发射器的朝向是对准敌方无人船的，而自身无线信号接收器是朝向己方无人船的，如此完成位置设定后便能够保证无人机所发射的控制电磁辐射干扰对自身的无线信号接收器的无线信号接收产生尽可能少的影响。基于上述无人机中电磁辐射干扰发射器、自身无线信号接收器的设置方式，还可以进一步在无人机身处，位于电磁辐射干扰发射器和自身无线信号接收器之间设置电磁屏蔽网，即利用电磁屏蔽材料制作的一层网状结构，隔离开上述电磁辐射干扰发射器和自身无线信号接收器之间的信号。
s2、所述无人机接到干扰行动指令后，根据所述敌对无人船的特征信息确定所述敌对无人船为干扰目标，并根据所述干扰行为信息对所述干扰目标实施干扰行为，以使所述敌对无人船脱离敌方控制中心控制中心控制；
所述无人机根据干扰行为信息中的干扰种类，和/或干扰强度，和/或干扰频率，和/或干扰持续时长，对敌对无人船实施干扰；
s3、所述己方无人船判断所述敌对无人船是否已脱离敌方控制，如果是，则由所述无人机保持对所述敌对无人船的干扰以使所述敌对无人船处于持续脱离敌方控制状态，所述己方无人船将所述敌对无人船捕获。
当无人机对敌对无人船实施干扰一段时间后，敌对无人船会与敌方控制中心断开通信，此时可对其实施抓捕行动。为了提高抓捕的成功率，应在抓捕行动之前判断敌对无人船是否已脱离敌方控制，如果是，则再对其实施抓捕行动；
在本发明实施例中，所述己方无人船判断所述敌对无人船是否已脱离敌方控制，可以有两种方式，即自身直接判断或者利用无人机来判断，具体地：
所述己方无人船获取所述敌对无人船的行为特征，根据所述敌对无人船的行为特征判断所述敌对无人船是否已脱离敌方控制；或者，
所述己方无人船从所述无人机获取所述敌对无人船是否已脱离敌方控制的消息；其中，所述无人机获取所述敌对无人船的行为特征，根据所述敌对无人船的行为特征判断所述敌对无人船是否已脱离敌方控制，并将所述敌对无人船是否已脱离敌方控制的消息发送给所述己方无人船；
具体地，所述行为特征可以为敌对无人船的航速，和/或航向，和/或坐标位置，和/或通信频率等。例如，所述敌对无人船脱离敌方控制后，不再继续运行(即航速为零)，或者航向无规则。
本发明实施例中，在切断敌对无人船与敌方控制中心的通信后，可以通过各种捕获手段将敌对无人船捕获。具体地，所述己方无人船将所述敌对无人船捕获，可以为：
所述己方无人船利用自身的拖曳装置将所述敌对无人船拖回己方监管区或者己方回收无人船；或者，
所述己方无人船通知其周围的具有拖曳装置的无人船或无人船集群，由所述无人船或无人船集群将所述敌对无人船拖回己方监管区或者己方回收无人船；或者，
所述己方无人船通知其周围的具有拦截装置的无人船或无人船集群，由所述无人船或无人船集群拦截并抓获所述敌对无人船；例如该拦截无人船上装有拦截网，可以用拦截网将敌对无人船捕捞；或者由多个拦截无人船以拉网的方式将敌对无人船捕捞；或者，
所述己方无人船通知其周围的具有攻击装置的无人船或无人船集群，由所述无人船或无人船集群攻击并破坏所述敌对无人船，使所述敌对无人船失去动力或通信异常，然后将其拖回己方监管区或者己方回收无人船。
本发明提供的基于无人机干扰的敌对无人船捕获方法，在发现敌对无人船之后不直接实施抓捕行动，而是先通过无人机对敌对无人船进行干扰，以阻挠或切断敌对无人船与敌方控制中心的通信和联系，使敌对无人船处于持续脱离敌方控制状态，然后由己方无人船将所述敌对无人船捕获；通过本发明方法，可以在抓捕行动实施前，切断敌对无人船与敌方控制中心的联系，从而在抓捕行动过程中占据主动性，有助于提高捕获的成功率。
进一步地，除了利用干扰的方式切断敌对无人船与敌方控制中心的通信从而捕获敌对无人船之外，还可以通过路径预测的方式对敌对无人船进行主动捕获，即在发现敌对无人船之后预测其后续行驶路径，在其后续行驶路径上实施主动捕获。
具体地，为了实现上述目的，本发明方法还包括，
所述己方无人船还记录敌对无人船的历史行驶路径；根据所述敌对无人船的历史行驶路径预测所述敌对无人船的后续行驶路径；根据所述敌对无人船的后续行驶路径实施捕获动作从而捕获所述敌对无人船。
具体地，路径预测的实现方式可以是所述己方无人船将所述敌对无人船的历史行驶路径上传到服务器端，由所述服务器端根据所述敌对无人船的历史行驶路径预测所述敌对无人船的后续行驶路径；所述己方无人船从所述服务器端接收所述敌对无人船的后续行驶路径；
进一步地，服务器端根据历史行驶路径预测后续行驶路径的方式可以为：
所述服务器端存储有所述己方无人船所在海域的航行路径图集合，所述服务器端根据所述敌对无人船的历史行驶路径以及所述航行路径图集合预测所述敌对无人船的后续行驶路径；或者，
所述服务器端获取所述己方无人船所在海域的卫星地图，所述服务器端根据所述敌对无人船的历史行驶路径以及所述己方无人船所在海域的卫星地图预测所述敌对无人船的后续行驶路径。
如图2所示，为本发明实施例中一种基于无人机干扰的敌对无人船捕获方法的效果示意图。己方无人船在发现敌对无人船后，通知无人机对敌对无人船进行干扰，待敌对无人船已脱离敌方控制(例如与敌方控制中心断开通信)后，再对敌对无人船实施捕获行动。
进一步地，如图3所示，本发明实施例还提供了一种基于无人机干扰的敌对无人船捕获系统，包括己方无人船1，所述己方无人船载有可由其操控的无人机2，或其周围海域存在可供其操控的无人机2。
在运行过程中，在己方无人船上载有无人机，或者在其周围海域布置无人机，己方无人船可对所述无人机下达指令，操控其按照下达的指令执行干扰动作。当己方无人船在发现敌对无人船时，不直接对其实施捕获，而是先控制无人机对敌对无人船实施干扰，使敌对无人船脱离敌方控制后，再对其实施捕获行动。如图4所示，其中：
所述己方无人船1包括监测模块11和指令下达模块12，其中所述监测模块1111用于监测敌对无人船，所述指令下达模块12用于在所述监测模块11监测到敌对无人船时，向所述无人机下达干扰行动指令，所述干扰行动指令中至少包括敌对无人船的特征信息，以及干扰行为信息；
所述无人机包括指令接收模块21、敌对无人船确认模块和干扰执行模块，其中所述指令接收模块21用于接收所述干扰行动指令，所述敌对无人船确认模块22用于根据所述敌对无人船的特征信息确定所述敌对无人船为干扰目标，所述干扰执行模块23用于根据所述干扰行为信息对所述干扰目标实施干扰行为，以使所述敌对无人船脱离敌方控制中心控制；
所述己方无人船还包括判断模块13和捕获控制模块14，其中所述判断模块13用于判断所述敌对无人船是否已脱离敌方控制，如果是，则由所述无人机保持对所述敌对无人船的干扰以使所述敌对无人船处于持续脱离敌方控制状态，所述捕获控制模块14控制所述己方无人船将所述敌对无人船捕获。
进一步地，所述敌对无人船的特征信息包括所述敌对无人船的运行特征信息，和/或所述敌对无人船的外观特征信息；
其中，所述干扰行为信息包括干扰种类，和/或干扰强度，和/或干扰频率，和/或干扰持续时长，其中所述干扰种类为电磁辐射干扰。
进一步地，如图5所示，所述判断模块13包括特征获取子模块131和特征判断子模块132，其中，所述特征获取子模块131，用于获取所述敌对无人船的行为特征；所述特征判断子模块132，用于根据所述敌对无人船的行为特征判断所述敌对无人船是否已脱离敌方控制；
或者，所述判断模块13包括判断结果接收子模块133，所述判断结果接收子模块133用于从所述无人机获取所述敌对无人船是否已脱离敌方控制的消息；其中，所述无人机包括敌对无人船判断子模块24，所述敌对无人船判断子模块24用于获取所述敌对无人船的行为特征，根据所述敌对无人船的行为特征判断所述敌对无人船是否已脱离敌方控制，并将所述敌对无人船是否已脱离敌方控制的消息发送给所述己方无人船。
进一步地，所述捕获控制模块14控制所述己方无人船将所述敌对无人船捕获，具体为：
所述捕获控制模块14控制己方无人船1利用自身的拖曳装置将所述敌对无人船拖回己方监管区或者己方回收无人船；或者，
所述捕获控制模块14控制己方无人船1通知其周围的具有拖曳装置的无人船或无人船集群，由所述无人船或无人船集群将所述敌对无人船拖回己方监管区或者己方回收无人船；或者，
所述捕获控制模块14控制己方无人船1通知其周围的具有拦截装置的无人船或无人船集群，由所述无人船或无人船集群拦截并抓获所述敌对无人船；或者，
所述捕获控制模块14控制己方无人船1通知其周围的具有攻击装置的无人船或无人船集群，由所述无人船或无人船集群攻击并破坏所述敌对无人船，使所述敌对无人船失去动力或通信异常，然后将其拖回己方监管区或者己方回收无人船。
本发明提供的基于无人机干扰的敌对无人船捕获系统，在发现敌对无人船之后不直接实施抓捕行动，而是先通过无人机对敌对无人船进行干扰，以阻挠或切断敌对无人船与敌方控制中心的通信和联系，使敌对无人船处于持续脱离敌方控制状态，然后由己方无人船将所述敌对无人船捕获；通过本发明方法，可以在抓捕行动实施前，切断敌对无人船与敌方控制中心的联系，从而在抓捕行动过程中占据主动性，有助于提高捕获的成功率。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。