反无人机能力?反无人机系统的原理是什么

seosqwseo3个月前 (08-19)测评日记34

一、反无人机的原理是什么

一般分为两种:

阻断干扰型

该类型是比较适用于目前无人机泛滥、应用在广的反无人机方式。干扰阻断型反无人机策略应用较为广泛的主要是向目标无人机发射定向的声波或射频,干扰无人机的硬件或切断无人机与遥控器之间的通讯,从而迫使无人机自行降落或者返航。

信号干扰

一般来说,干扰阻断的简单直接的方式是信号干扰,这种方式技术含量相对较低,成本较少。目前市面上大多数无人机均采用GPS卫星导航系统与惯性导航系统相结合的方式,要想让GPS信号受到干扰并不是一件难事,反无人机系统只需向目标无人机发射一定功率的定向射频即可,无人机GPS信号受到干扰后无法获得精确的自身坐标数据,就会导致无人机在一定程度上失控,以至于作业失败。不过这种方式也是诸多“围剿”无人机方式中温和的一种,不至于让无人机坠落,是一种通过干扰降低无人机“有害目的性”的方式。

二、无人机倒着飞能避障吗

无论是飞哥、电工或是阿岛,之所以能成为无人机飞手中的老司机,经验都是从炸机中积累出来的。即使有了“机器视觉”,让无人机有了避障能力,所起到的作用也只是降低我们炸机的机会而已,并不是完全避免炸机。

以往无人机的视觉避障,大的限制就是大部份都只有前向的避障。尽管无人机在往前飞时能探测到障碍物,但倒飞或侧向刷锅时,仍然有可能碰撞炸机。

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所以,当全新的 Mavic 2有了全向避障,是不是就能实现永不炸机了呢?不是的。

接下来,且听飞哥为你揭开“无人机视觉”的秘密。

【永不炸机?不存在的】

无人机的感知能力,其实会受很多客观因素的影响。以大疆无人机为例,Mavic Air或 Mavic 2主要采用的是双目视觉测距,它就像人类的双眼,通过两台相机拍摄的画面,计算两者的视角差距,从而判断障碍物的距离。

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但是,因为双目相机其实就是普通的相机,所以在能见度不足的情况下,双目相机捕捉不到足够的光线,基本上就是瞎了,更谈不上进行避障了(上图)。所以在大雾、黑夜、或是亮度不足的室内飞行时,视觉系统其实是并不能协助你避障的。

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除了亮度之外,障碍物如果是完全没有纹理的物体(例如一面白墙,如上图),视觉系统也是很难测距的,很容易导致避障失效。

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此外,如果障碍物的体积太小或者透光,视觉系统一样也帮不了你。所以如果你在飞行时遇上高架电缆、吊索(上图)、风筝线、铁丝网、甚至是玻璃窗等,一样都可以让你炸机。

没有完美的避障方式,不同方式的视觉系统都有它的优缺点。例如 Mavic 2向上的视觉系统,采用的是红外线 TOF技术,它与前面的双目视觉刚刚相反,在夜晚或者没纹理的情况下可以正常运作,但在大白天偏偏就有机会被阳光干扰,导致避障失败。

所以奉劝大家,即使你的无人机有了全向视觉避障,也不要以为可以无所顾忌地*飞了;通过视觉技术实现的避障,是不足以保你永不炸机的。

【无人机为什么需要视觉?】

既然如此,那为什么大疆等厂商,仍然要往无人机上堆砌视觉传感器呢?

早的无人机,只能通过卫星定位系统(GPS)来定位,以此稳定机身。但 GPS系统容易受到干扰,特别是容易受到天气或场地限制,稳定性不高;所以数年前的无人机,飞行和悬停的稳定性和*控性都会差强人意一些。

但现在,无人机引入了机器视觉后,稳定性就有了巨大的提升。

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一般的无人机相机并没有测距能力,即使障碍物距离不同(上图左),但相机拍出来就只是一个平面(上图右),无法分辨障碍物的远近。

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但带有双目立体相机的新型无人机,就能测出障碍物的距离(上图右方的红线),然后通过不同点的距离数据,勾划建筑的形状,从而建构立体的环境地图(上图右方白色的立方体),看懂四周环境,从而判断自身的所在位置。

我们不妨把无人机的视觉系统,当作是支撑无人机悬空的支架。支架越多,飞行越牢固,无人机就能飞得越稳定,越不容易跟着风飘走。

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这就是所谓的“机器视觉”(上图):无人机知道自己和障碍物的距离之后,不但能实现避障和绕障,而且每一厘米的移动,都能被视觉系统感知,提供细致而精准的手感,让用户能更加随心所欲地爽飞。

【全向视觉的作用】

Mavic 2为什么需要全向视觉?因为它除了为无人机了提供全方位的辅助避障功能外,更重要的是提供了更精准的定位能力,让无人机更容易控制。

无人机在飞行时,很多时候都会受到不同的干扰(例如 GPS定位错误、墙壁没纹理等等),这时部份传感器就会不可避免的出现异常数据。如果只有 GPS或单一的视觉传感器,无人机就可能因此而*飘、甚至炸机。

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但在全向视觉系统下,即使有部份传感器无**常工作,无人机依靠其他方向的视觉传感器的协助,依旧能实现稳定悬停(上图)。

此外,多角度的传感器能收集更多的环境信息,系统把不同的数据进行比对和验证,就能筛选出更可靠的数据,从而实现更稳定的飞行。

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以上图为例,无人机向前的视觉系统和侧向的视觉系统,都能同时提供高度变化数据,即使其中一个的数据受到干扰,但经过比对就能得出精确的数据。

通过全向的视觉传感器协助,Mavic 2就能达到如此的稳定和精准。

【全向视觉的作用】

现阶段的无人机视觉技术,并不能在无人机身上架起隐形的保护罩;它更是像把眼睛给了无人机,让它像人类一样能“看懂”四周的事物、估算自己身处的位置,并让无人机在空中更容易受控制。

所以,今天的无人机能做到普通人都能简单上手,并不是一朝一夕就达到的,这背后其实是经过无数个工程师废寝忘食的研究。作为用户的我们,也更应该做一个负责任的飞手,飞行时多注意四周围境,切不可麻痹大意,过渡依赖避障技术,造成不必要的安全隐患。

三、反无人机系统的原理是什么

简单来说就是发现无人机,之后定位无人机,之后通过信号干扰,反制无人机

发现无人机

雷达:(探测)

电扫雷达:特别贵一面可能上千万,预算少的朋友不要考虑了

机扫雷达:左右扫,6s一圈,雷达需要扫描到物体3次才能确定,也就是说6*3=18s才能确定物体,会给一些无人机有可乘之机。

相控阵雷达:4-5面,面与面夹角90°,1.5秒确一个点,1.5*3=4.5s就能确定物体,让无人机没有可乘之机。是市面上所有无人机反制使用量多的雷达

但是实际中你会遇到这样的情况,当无人机看到有雷达之后,寻找障碍物进行躲藏,比如树后,或者其他障碍物之后,雷达就无法发现这个无人机了。

无线电:(侦测)

目前中国的无人机的频段都是1.5G,2.4G和5.8G频段

通过无线电侦测测向子系统对非法入侵无人机进行自动搜索、发现、识别和测向

无线电是通过频段来探测是否有无人机的出现,所以即使有障碍物,只要无人机发出相应频段,就可以探测到。

问题来了:为什么用了无线电探测还要使用雷达探测呢?

无线电无法发现静默飞行的无人机,什么是静默飞行?

静默飞行:说白了就是使用导航设定好路线的飞行。

跟踪无人机

光电:(跟踪)

光电其实就是一套跟踪系统,当无线电和雷达发现无人机之后进行跟踪锁定,给干扰打击提供定位

可见光监控(彩色,黑白):用于白天或白天的目标检测,验证和跟踪

红外热传感器:可应用于完全没有光线或低光照条件下检测发射到目标的红外线并识别无人机目标。

红外激光监控技术:用于夜间眩光条件下,提高目标监控分辨率

打击无人机

l阻塞式干扰:干扰信号覆盖无人机遥测与图传链路预知的多个频段,其特点是实现简单,不依赖任何外部设备,但存在干扰效率低以及对改造后的无线通信链路无法实施有效干扰等问题。

l伴随式干扰:根据无人机无源探测与定位系统等外部电侦设备实时侦测到的目标遥测链路与图传链路的通信频点、信号带宽及跳频周期等信息,基于软件无线电架构的数字干扰源动态生成频点和带宽相匹配的干扰信号。该模式具有干扰效能高、针对性强以及实现简单等优点,但干扰效果严重依赖于外部侦测设备的探测性能及精度。

l侦听式干扰:采用系统自带的侦听通道对无人机无线通信信号的特征进行实时处理和分析,数字干扰源根据分析结果动态生成频点和带宽相匹配的干扰信号,实现对无人机无线通信链路的有效干扰和压制。该方式是无人机射频干扰设备的技术发展趋势,具有干扰效能高、不依赖任何外部电侦设备等优点,但实现相对复杂,且对数字干扰机的信息处理能力要求较高。

四、反无人机技术有哪些

目前市面上有两种,一是手持式无人机反制设备,而是无人机反制系统

手持式无人机反制设备

其主要工作原理是干扰阻断无人机的飞控系统、信号传输系统、使无人机实现垂直着陆或自动返航,不会击毁或者损坏无人机,第四代打击*单通道功率更大,干扰距离更远,能够更快速更精准的实现打击效果。

产品技术特点

1、设备体积小、重量轻,单兵便携*作;

2、阻断频率精准,定向高增益天线,距离远、目标准;

3、进口芯片,保证质量和稳定性;

4、内置大容量蓄电池,保证超长时间待机,配备两块电池,随时更换;

5、便携手提箱式设计,不受任何地形环境的约束

6、*作简单,开机即可工作,无需专业技能。

主要技术参数:

1、工作电压:12V

2、工作时长:35-40分钟(一块电池连续工作)

3、远距离:可达2.5km

4、作用频段:2.4G,5.1G,5.8G,GNSS: 1.56Ghz-1.61Ghz;

5、单通道功率:10W

6、重量:4.7KG(含电池)

7、尺寸:长860x宽60x高300mm

8、天线规格:

天线增益:9dB

天线夹角: 60度

环境温度:-10℃--+ 50℃

9、电池规格:

内置式电池:(12V, 10Ah)*2

*作温度:-10℃--+ 50℃

适用范围

主要适用于机场、公检院系统、监狱、看守所、戒*所、保密机构、**、大型赛事、演唱会、重要会议、政府机关、反恐领域等重要地点、设施,需要空间保密、无人机管控的地域。

无人机反制系统

探测分为三大块

雷达:(探测)

电扫雷达:特别贵一面可能上千万,预算少的朋友不要考虑了

机扫雷达:左右扫,6s一圈,雷达需要扫描到物体3次才能确定,也就是说6*3=18s才能确定物体,会给一些无人机有可乘之机。

相控阵雷达:4-5面,面与面夹角90°,1.5秒确一个点,1.5*3=4.5s就能确定物体,让无人机没有可乘之机。是市面上所有无人机反制使用量多的雷达

但是实际中你会遇到这样的情况,当无人机看到有雷达之后,寻找障碍物进行躲藏,比如树后,或者其他障碍物之后,雷达就无法发现这个无人机了。

无线电:(侦测)

目前中国的无人机的频段都是1.5G,2.4G和5.8G频段

通过无线电侦测测向子系统对非法入侵无人机进行自动搜索、发现、识别和测向

无线电是通过频段来探测是否有无人机的出现,所以即使有障碍物,只要无人机发出相应频段,就可以探测到。

问题来了:为什么用了无线电探测还要使用雷达探测呢?

无线电无法发现静默飞行的无人机,什么是静默飞行?

静默飞行:说白了就是使用导航设定好路线的飞行。

光电:(跟踪)

光电其实就是一套跟踪系统,当无线电和雷达发现无人机之后进行跟踪锁定,给干扰打击提供定位

可见光监控(彩色,黑白):用于白天或白天的目标检测,验证和跟踪

红外热传感器:可应用于完全没有光线或低光照条件下检测发射到目标的红外线并识别无人机目标。

红外激光监控技术:用于夜间眩光条件下,提高目标监控分辨率

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