一种低空无人机防御装置和系统的制作方法

本实用新型涉及无人机技术领域，具体涉及一种低空无人机防御装置和系统。

背景技术：

随着无人机技术的发展，无人机得到越来越广泛的应用。

而随着无人机数量的不断上升，也带来了一些问题。比如，在机场附近飞行的无人机给机场的安全带来威胁。无人机被广泛的用于航拍，有些人利用无人机不经允许对他人住宅进行偷拍，侵犯他人隐私。现有技术中，一般采用电子干扰的方式对入侵的无人机进行攻击，即利用无线干扰信号干扰无人机的遥控，迫使其离开或者降落。为了对入侵的无人机进行防御，首先要发现入侵的无人机，通常雷达系统可以灵敏的发现飞行的无人机，但在民用领域其成本较高。通过视频设备也可以发现入侵的无人机，但视频设备受到视角的限制，其监控具有方向性。

因此，如何提出一种装置，能够提高确认入侵无人机的可靠性成为业界亟待解决的重要课题。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种低空无人机防御装置和系统。

一方面，本实用新型提出一种低空无人机防御装置，包括声学捕获模块、光学捕获模块、Wi-Fi信号扫描模块、处理器，其中：

所述声学捕获模块、所述光学捕获模块、所述Wi-Fi信号扫描模块分别与所述处理器相连；所述处理器根据接收到的声学捕获模块发送的第一信号、所述光学捕获模块发送的第二信号和所述Wi-Fi信号扫描模块发送的第三信号中至少一个确定是否有无人机入侵。

其中，所述声学捕获模块包括至少一个拾音器和音频调理数字化单元，所述拾音器与所述音频调理数字化单元相连。

其中，所述光学捕获模块包括至少一个光学透镜组和光学成像器件。

其中，所述光学捕获模块还包括成像补光器件。

其中，所述Wi-Fi信号扫描模块至少包括一个频段扫描组件。

其中，所述处理器包括声音识别单元、图像识别单元、Wi-Fi信号识别单元和判断单元，所述声音识别单元、所述图像识别单元、所述Wi-Fi信号识别单元分别与所述判断单元相连。

其中，所述装置还包括网络接口模块，所述网络接口模块与所述处理器相连。

其中，所述装置还包括无人机干扰模块，所述无人机干扰模块与所述处理器相连。

其中，所述无人机干扰模块包括至少一个频段干扰波源及其对应的发射天线。

另一方面，本实用新型提供一种低空无人机防御系统，包括多个上述任一项所述的低空无人机防御装置，所述多个低空无人机防御装置联网工作。

本实用新型提供的低空无人机防御装置和系统，由于能够通过声学捕获模块，光学捕获模块，Wi-Fi信号扫描模块分别实时采集进入防御区域的无人机的声、光、无线电信号，经处理器进行声纹比对、图像识别或者Wi-Fi特征比，确认无人机的入侵行为，从而提高了确认无人机入侵行为的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例低空无人机防御装置的结构示意图；

图2为本实用新型另一实施例低空无人机防御装置的结构示意图；

图3为本实用新型再一实施例低空无人机防御装置的结构示意图；

图4为本实用新型又一实施例低空无人机防御装置的结构示意图；

图5为本实用新型一实施例低空无人机防御系统的结构示意图；

附图标记说明：

1-声学捕获模块； 2-光学捕获模块；

3-Wi-Fi信号扫描模块； 4-处理器；

5-网络接口模块； 6-无人机干扰模块；

41-音频特征提取单元； 42-图像特征提取单元；

43-频段提取单元； 44-比较判断电路；

441-第一比较电路单元； 442-第二比较电路单元；

443-第三比较电路单元。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型一实施例低空无人机防御装置的结构示意图，如图1所示，本实用新型提供的低空无人机防御装置，包括声学捕获模块1、光学捕获模块2、Wi-Fi信号扫描模块3、处理器4，其中：声学捕获模块1、光学捕获模块2、Wi-Fi信号扫描模块3分别与处理器4相连。

声学捕获模块1用于捕获设定低空防御范围内的声音信息，并将所述声音信息作为第一信号通过数据总线传输至处理器4。多旋翼无人机旋翼周期性旋转会产生固有的声纹特征，与自然背景声音具有明显差异，处理器4可以判断出接收到的第一信号是否是无人机的声纹特征信号，从而判断出是否有无人机入侵防御区域。

光学捕获模块2用于获取所述设定低空防御范围内的图像信息，并将所述图像信息作为第二信号通过数据总线传输至处理器4。当有无人机闯入光学捕获模块2的监测范围后，光学捕获模块2可以捕获到所述无人机的图像信息，并将所述图像信息作为所述第二信号发送至处理器4，处理器4可以判断出所述第二信号是否是无人机的图像信息，从而判断出是否有无人机入侵防御区域。例如，处理器4将接收到的所述第二信号与预存的无人机图像信息进行对比，如果所述第二信号与预存的无人机图像信息匹配，则说明有无人机入侵防御区域。

Wi-Fi信号扫描模块3用于获取所述设定低空防御范围内的Wi-Fi热点服务集标识(Service Set Identifier，以下简称SSID)和MAC地址，Wi-Fi信号扫描模块3可以通过USB接口将获取的SSID和MAC地址作为第三信号传输至处理器4。根据Wi-Fi通信协议，使用Wi-Fi频段2.4G或者5.8G遥控的无人机，其遥控网络SSID和主机MAC地址可被处理器4通过Wi-Fi信号扫描模块3扫描获得，处理器4可以将所述第三信号与储存的无人机的SSID和MAC地址进行对比，如果扫描获得的SSID和MAC地址，与储存的无人机的SSID和MAC地址均相同，说明有无人机入侵防御区域。其中，所述Wi-Fi信号扫描模块可以采用无线网卡。

可理解的是，处理器4根据所述第一信号、所述第二信号或者所述第三信号中任何一个信号判断出有无人机入侵防御区域，即确认存在无人机入侵。在确认存在无人机入侵后，可以根据预置指令对入侵的无人机进行信号干扰或提供入侵报警输出。

本实用新型提供的低空无人机防御装置，由于能够通过声学捕获模块，光学捕获模块，Wi-Fi信号扫描模块分别实时采集进入防御区域的无人机的声、光、无线电信号，经处理器进行声纹比对、图像识别或者Wi-Fi特征比，确认无人机的入侵行为，从而提高了确认无人机入侵行为的可靠性。

在上述实施例的基础上，进一步地，声学捕获模块1包括至少一个拾音器和音频调理数字化单元，所述拾音器与所述音频调理数字化单元相连。

具体地，声学捕获模块1包括至少一个拾音器和音频调理数字化单元，所述拾音器用于获取低空防御范围内的声音信号，所述音频调理数字化单元对所述声音信号进行处理，并转化为数字信号。例如所述音频调理数字化单元包括运算放大器，所述运算放大器可以对所述声音信号进行调理，所述音频调理数字化单元使用96kbps采样率和24bit分辨率的DA对调理后的声音信号进行数字化处理。音频调理数字化单元可以提升声音信号的信噪比，扩展声源定位。

在上述各实施例的基础上，进一步地，光学捕获模块2包括至少一个光学透镜组和光学成像器件。

具体地，光学捕获2模块包括至少一个光学透镜组和光学成像器件，例如包括一个200万像素星光级可视摄像机配5倍变焦电动镜头，和一个热成像30万像素摄像机，所述摄像机可以获取所述设定低空防御范围内的图像信息，所述热成像相机可以在黑夜，雾霾等条件下改善图像捕获效果，所述摄像机和所述热成像相机可以通过内置的网络交换机的以太网接口与处理器4相连接。

在上述各实施例的基础上，进一步地，光学捕获模块2还包括成像补光器件。所述成像补光器件可以是设置在所述光学透镜组上的光源，可以在光线较暗的情况下，提高图像捕获效果。

在上述各实施例的基础上，进一步地，Wi-Fi信号扫描模块3至少包括一个频段扫描组件。所述频段扫描组件的频段为2.4G或者5.8G，2.4G频段扫描组件可以获取使用Wi-Fi频段2.4G遥控的无人机的SSID和MAC地址，5.8G频段扫描组件可以获取使用Wi-Fi频段5.8G遥控的无人机的SSID和MAC地址。

图2为本实用新型另一实施例低空无人机防御装置的结构示意图，如图2所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，处理器4包括：

音频特征提取单元41、图像特征提取单元42、频段提取单元43以及比较判断电路44；其中，音频特征提取单元41的第一端与声学捕获模块1连接，图像特征提取单元42的第一端与光学捕获模块2连接，频段提取单元43的第一端与Wi-Fi信号扫描模块3连接；其中，音频特征提取单元41用于在获取所述第一信号后，提取所述第一信号中的声纹特征，对声纹特征的提取是现有技术，此处不做详细介绍；图像特征提取单元42用于在获取所述第二信号后，对所述第二信号进行图像识别运算，对图像的识别是现有技术，此处不做详细介绍；频段提取单元43用于在接收到所述第三信号后，获取所述SSID和MAC地址，对所述SSID和MAC地址的获取是现有技术，此处不做详细介绍。

其中，比较判断电路44包括：第一输入接口、第二输入接口、第三输入接口、第四输入接口、第一输出接口、第二输出接口、第三输出接口、第一比较电路单元441、第二比较电路单元442和第三比较电路单元443；

第一比较电路单元441的一端与所述第一输入接口的第二端连接，另一端与所述第一输出接口连接，所述第一输入接口的第一端与音频特征提取单元41的第二端连接；第一比较电路单元441用于比较通过所述第一输入接口输入的音频特征是否与预存的音频特征一致，且在一致时向所述第一输出接口输出高电平信号，在不一致时向第一输出接口输出低电平信号；

第二比较电路单元442的一端与所述第二输入接口的第二端连接，另一端与所述第二输出接口连接；所述第二输入接口的第一端与图像特征提取单元42的第二端连接；第二比较电路单元442用于比较通过所述第二输入接口输入的图像特征是否与预存的图像特征一致，且在一致时向所述第二输出接口输出高电平信号，在不一致时向第二输出接口输出低电平信号；

第三比较电路单元443的一端与所述第三输入接口的第二端连接，另一端与所述第三输出接口连接；所述第三输入接口的第一端与频段提取单元43的第二端连接；第三比较电路单元443用于比较通过所述第三输入接口输入的频段特征是否与预存的频段特征一致，且在一致时向所述第三输出接口输出高电平信号，在不一致时向第三输出接口输出低电平信号。所述第一输出接口、所述第二输出接口和所述第三输出接口有任意一个输出端口输出高电平表示有无人机入侵防御区域。

图3为本实用新型再一实施例低空无人机防御装置的结构示意图，如图3所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，所述低空无人机防御装置还包括网络接口模块5，网络接口模块5与处理器4相连。

具体地，网络接口模块5至少包括一个外部可见的电气性能符合IEEE802.3定义的接口，所述接口可以是所述低空无人机防御装置内置网络交换机的一个端口，也可以是一个内置网卡的端口。所述接口可以用于在确认无人机入侵时报警信号的输出，所述低空无人机防御装置的系统升级，监控数据的获取等。

图4为本实用新型又一实施低空无人机防御装置的结构示意图，如图4所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，所述低空无人机防御装置还包括无人机干扰模块6，无人机干扰模块6与处理器4相连。

具体地，通常无人机的操纵者和需要设防的敏感区域之间有一定距离。无人机从操纵者附近起飞，然后逐渐飞临设防区域。当无人机到达设防区域附近，能够开展有效的侦查或破坏活动时，无人机到设防区域的距离，通常比它到操纵者的距离要近得多。操纵者发送的一切上行信号，通常是遥控信号，直接关系到对无人机的控制。如果上行信号被干扰，操纵者将失去对无人机的控制，无人机只能按照程序预设的步骤运行，例如降落、悬停或者返航。无人机能够返航的条件是无人机能对自身定位，根据记录航线返航，如果无人机的定位信号收到干扰，无人机将不能定位自身位置，无法返航则只能悬停或降落。因此，在确认有无人机入侵防御区域时，所述处理器4的输出信号可以控制无人机干扰模块6开启，通过无人机干扰模块6发射干扰信号，对入侵的无人机的遥控信号或者定位信号进行干扰，迫使入侵的无人机降落、悬停或者返航。

在上述各实施例的基础上，进一步地，无人机干扰模块6包括至少一个频段干扰波源及其对应的发射天线。

具体地，无人机干扰模块6包括至少一个频段干扰波源及其对应的发射天线。其中，所述频段干扰源的频道为1.6G、2.4G或者5.8G，1.6G频段干扰源用于干扰入侵无人机的定位信号，2.4G或者5.8G频段干扰源用于干扰入侵无人机的遥控信号。所述频段干扰源的输出功率可以设定为33dBm，每个所述频段干扰源拥有各自的发射天线，所述发射天线可以使用在水平方向3dbi的鞭状天线。

图5为本实用新型一实施例低空无人机防御系统的结构示意图，如图5所示，本实用新型提供的低空无人机防御系统包括多个上述任一实施例所述的低空无人机防御装置，所述多个低空无人机防御装置联网工作。例如，如图5所示，所述低空无人机防御系统包括1#、2#、3#和4#四个所述低空无人机防御装置，分别设置在建筑物的四个方位，通过网络交换机联网工作，能够扩大监控的防御区域范围。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。