一种无人机检测方法、装置及设备
技术领域
本申请涉及信号处理领域,具体涉及一种无人机检测方法、装置及设备。
背景技术
目前,无人机产业出现了爆发式的发展,越来越多的无人机应用场景相继产生,不仅包括合法应用场景,如合法航拍、快递送货等;还包括非法应用场景,如偷拍、投掷非法物体等。由于无人机价格相对低廉且容易获取,所以越来越多的人拥有并使用无人机。仅通过法律手段对无人机进行管制已经无法满足目前无人机规范使用的需求。无人机产业的发展亟需规范的对无人机进行管制的有效方法及设备。
对无人机的检测、防御、干扰等均属于对无人机管制的一部分,其中,对无人机的检测属于各个部分的基础。目前,对无人机进行检测的方法不仅可以采用摄像头、雷达等物理方式,还可以通过检测无人机遥控信号和图传信号的方式实现。
目前,大部分无人机检测方法是采用无线通信芯片对无人机的遥控信号和图传信号进行检测实现的,但是,由于无线通信芯片一般仅支持特定的信号协议,如WIFI协议或蓝牙协议等,所以,这种无人机检测方式只能对单一信号协议的无人机进行检测,而不同厂家、不同机型的无人机通常采用不同的信号协议实现,所以,目前的检测方式无法实现对不同厂家、不同机型、不同信号协议的无人机的同时检测。
发明内容
为解决上述问题,本申请提供了一种无人机检测方法、装置及设备,具体技术方案如下:
第一方面,本申请提供了一种无人机检测方法,所述方法包括:
以预设的信号采集参数,采集宽带信号,所述信号采集参数包括接收中心频率、采样率和信号采集时长;
将所述宽带信号从时域信号转换成频域信号;
根据预设窄带信号参数,从所述宽带信号中提取窄带信号;其中,所述预设窄带信号参数包括提取中心频率和提取带宽;
将提取到的各个窄带信号从频域信号转换成时域信号;
对转换到时域信号的各个窄带信号进行同步和解调,分别得到各个窄带信号的解调信息;
根据所述各个窄带信号的解调信息,确定是否存在无人机。
可选的,所述根据预设窄带信号参数,从所述宽带信号中提取窄带信号;其中,所述预设窄带信号参数包括提取中心频率和提取带宽,包括:
获取所述宽带信号的宽带频谱;
根据所述预设窄带信号参数,从所述宽带频谱中提取窄带信号频谱;
根据提取到的所述窄带信号频谱,确定对应的窄带信号。
可选的,所述将所述宽带信号从时域信号转换成频域信号,包括:
采用快速傅里叶变换FFT,将所述宽带信号从时域信号转换成频域信号;
相应的,所述将提取到的各个窄带信号从频域信号转换成时域信号,具体为:
采用反快速傅里叶变换IFFT,将提取到的各个窄带信号从频域信号转换成时域信号。
可选的,所述预设窄带信号参数还包括信号类型,所述根据所述各个窄带信号的解调信息,确定是否存在无人机,包括:
检测各个窄带信号的解调信息中是否存在对应的信号类型;
如果任一窄带信号的解调信息中存在对应的信号类型,则确定存在无人机。
可选的,所述方法还包括:
在确定存在无人机后,根据所述窄带信号的解调信息确定所述无人机的跳频序列、跳频间隔和\或无人机识别码。
第二方面,本申请还提供了一种无人机检测装置,所述装置包括:
采集模块,用于以预设的信号采集参数,采集宽带信号,所述信号采集参数包括接收中心频率、采样率和信号采集时长;
第一转换模块,用于将所述宽带信号从时域信号转换成频域信号;
提取模块,用于根据预设窄带信号参数,从所述宽带信号中提取窄带信号;其中,所述预设窄带信号参数包括提取中心频率和提取带宽;
第二转换模块,用于将提取到的各个窄带信号从频域信号转换成时域信号;
同步解调模块,用于对转换到时域信号的各个窄带信号进行同步和解调,分别得到各个窄带信号的解调信息;
第一确定模块,用于根据所述各个窄带信号的解调信息,确定是否存在无人机。
可选的,所述提取模块,包括:
获取子模块,用于获取所述宽带信号的宽带频谱;
提取子模块,用于根据所述预设窄带信号参数,从所述宽带频谱中提取窄带信号频谱;
第一确定子模块,用于根据提取到的所述窄带信号频谱,确定对应的窄带信号。
可选的,所述第一转换模块,具体用于:
采用快速傅里叶变换FFT,将所述宽带信号从时域信号转换成频域信号;
相应的,所述第二转换模块,具体用于:
采用反快速傅里叶变换IFFT,将提取到的各个窄带信号从频域信号转换成时域信号。
可选的,所述预设窄带信号参数还包括信号类型,所述第一确定模块,包括:
检测子模块,用于检测各个窄带信号的解调信息中是否存在对应的信号类型;
第二确定子模块,用于在任一窄带信号的解调信息中存在对应的信号类型时,确定存在无人机。
可选的,所述装置还包括:
第二确定模块,用于在确定存在无人机后,根据所述窄带信号的解调信息确定所述无人机的跳频序列、跳频间隔和\或无人机识别码。
第三方面,本申请还提供了一种无人机检测设备,所述设备包括存储器和处理器,
所述存储器用于存储程序代码,并将所述程序代码传输给所述处理器;
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令,执行第一方面中任一项所述的无人机检测方法。
本申请提供的无人机检测方法中,以预设的信号采集参数,采集宽带信号,所述信号采集参数包括接收中心频率、采样率和信号采集时长;将所述宽带信号从时域信号转换成频域信号;根据预设窄带信号参数,从所述宽带信号中提取窄带信号;其中,所述预设窄带信号参数包括提取中心频率和提取带宽;将提取到的各个窄带信号从频域信号转换成时域信号;对转换到时域信号的各个窄带信号进行同步和解调,分别得到各个窄带信号的解调信息;根据所述各个窄带信号的解调信息,确定是否存在无人机。本申请能够基于单一宽带信号采集,完成同时对各种无人机的检测。另外,由于在信号处理过程中,能够实现从宽带信号中一次性分离提取到所需的各种窄带信号,所以,本申请能够高效完成同时对各种无人机的检测,大大提高了无人机的检测效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种无人机检测方法的流程图;
图2为本申请实施例提供的一种无人机检测装置的结构示意图;
图3为本申请实施例提供一种无人机检测设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
目前,大部分无人机是通过无线电通信的方式传输遥控信号和图像传输(图传)信号。根据厂家的不同、机型的不同等,这些无人机信号采用不同的通信方式、频带及通信协议进行传输。为了降低干扰,大部分无人机还采用了跳频扩频(英文:Frequency hoppingspectrum spreading)的方式发送上述无人机信号,因此,不同无人机之间在时间和频带使用上很少重合。
然而,目前大部分无线通信芯片仅支持特定的信号协议,如WiFi协议等,这类芯片无法在单一平台上同时检测多种无人机对应的多种无线通信协议。另外,有些无人机使用的无线通信协议为厂家私有协议,并未公开,如大疆全系列无人机,目前很难找到对应的芯片对其进行检测。因此,目前需要一种能够在单一平台上同时检测出多种使用不同无线通信协议的无人机,以提高无人机的检测效率。
为此,本申请提供了一种无人机检测方法,直接采集宽带信号,并一次性从采集到的宽带信号中分离提取出各种机型、各种厂商、各种无线通信协议对应的窄带信号,进而通过对分离出的各个窄带信号进行同步与解调,最终根据各个窄带信号解调出的信息完成对无人机的检测。本申请通过对宽带信号的采集,能够实现通过单一信号检测出多种无人机,另外,对采集到的宽带信号处理高效,能够实现在较短时间内完成对无人机的检测。
以下具体介绍本申请提供的一种无人机检测方法的实施例,参考图1,为本申请实施例提供的一种无人机检测方法的流程图,该方法具体包括:
S101:以预设的信号采集参数,采集宽带信号,所述信号采集参数包括接收中心频率、采样率和信号采集时长。
本申请实施例中,利用信号接收机采集宽带信号,具体的,预先为信号接收机设置信号采集参数,其中,信号采集参数包括接收中心频率、采样率和信号采集时长等,例如,将信号接收机的接收中心频率设置为2450MHZ,将采样率设置为100MHZ,将信号采集时长设置为1s,则利用该信号接收机采集到连续1s的信号,且采集到的信号所覆盖带宽为100MHZ,包含2400~2500MHZ 中的所有信号。
S102:将所述宽带信号从时域信号转换成频域信号。
本申请实施例中,在信号接收机采集到宽带信号后,由处理器对采集到的宽带信号进行处理,具体包括:将宽带信号从时域信号转换成频域信号。
一种实施方式中,采用快速傅里叶变换FFT,将宽带信号从时域信号转换成频域信号。由于FFT的计算复杂度低,采用FFT对宽带信号进行处理,能够将宽带信号高效的从时域信号转换成频域信号,所以,本申请的这种处理方式能够提高无人机的检测效率。
S103:根据预设窄带信号参数,从所述宽带信号中提取窄带信号;其中,所述预设窄带信号参数包括提取中心频率和提取带宽。
本申请实施例中,在将采集到的宽带信号从时域信号转换成频域信号后,从转换成频域信号的宽带信号中一次性的提取需要的窄带信号。具体的,根据窄带信号提取需求,预先设置窄带信号参数,并根据预设窄带信号参数,从宽带信号中提取窄带信号。
实际应用中,工作人员可以预先对目前无人机市场上使用的无人机厂商、类型等进行调研统计,以确定目前常用的无人机所在的频段、所使用的无线通信协议等,进而根据统计的信息设置提取中心频率和提取带宽。
在完成提取中心频率和提取带宽的设置后,根据提取中心频率和提取带宽,从采集到的宽带信号中提取窄带信号。具体的,设置的窄带信号参数中可以包括多个提取中心频率和提取带宽,根据多个提取中心频率和提取带宽,提取出多个窄带信号。例如,以提取中心频率2404MHz和提取带宽1MHz,从采集到的宽带信号中提取出对应的窄带信号;同时,以提取中心频率2405MHz 和提取带宽1MHz,从采集到的宽带信号中提取出对应的窄带信号;同时,以提取中心频率2412MHz和提取带宽20MHz,从采集到的宽带信号中提取出对应的窄带信号。
实际应用中,预设窄带信号参数中还包括信号类型,具体为各个提取中心频率与提取带宽对应的信号类型。例如,提取中心频率2432MHz和提取带宽 20MH对应的信号类型为WIFI信号,即运行在2422MHz~2442MHz频段的无人机的无线通信协议为WIFI协议,如果检测到该频段存在WIFI信号,则说明存在无人机。
一种可选的实施方式中,从宽带信号提取窄带信号具体可以为,首先获取宽带信号的宽带频谱,其次,根据预设窄带信号参数,从宽带频谱中提取窄带信号频谱,最终,根据提取到的窄带信号频谱,确定对应的窄带信号,以完成窄带信号的提取。该方法能够一次性的从宽带信号中提取到所需的所有窄带信号,提高了无人机检测的效率。
S104:将提取到的各个窄带信号从频域信号转换成时域信号。
本申请实施例中,在提取到各个窄带信号后,由处理器将各个窄带信号从频域信号转换成时域信号。
一种实施方式中,可以采用反快速傅里叶变换IFFT,将提取到的各个窄带信号从频域信号转换成时域信号。
S105:对转换到时域信号的各个窄带信号进行同步和解调,分别得到各个窄带信号的解调信息。
本申请实施例中,将各个窄带信号转换成时域信号后,对各个窄带信号进行同步和解调,分别得到各个窄带信号的解调信息,其中,各个窄带信号的解调信息中携带有该窄带信号的各种信息,例如,信号类型(如WIFI信号等)、无人机识别码(ID)等信息。
另外,对信号进行同步和解调属于本领域常用技术,在此不再详细阐述。
S106:根据所述各个窄带信号的解调信息,确定是否存在无人机。
本申请实施例中,根据预设窄带信号参数,从宽带信号中提取到各种无人机所在频段的窄带信号,通过对各个窄带信号的处理得到各个窄带信号的解调信息,最终通过对各个窄带信号的解调信息的分析,确定是否存在无人机。
实际应用中,由于各种无人机所在的频段固定,且使用特定的无线通信协议,例如,某款无人机在2400~2483MHZ之间拥有30到50个跳频频道,且每个跳频信道带宽为1MHz,并使用OFDM调制方案,则本申请实施例在对该频段的窄带信号的解调信息进行分析后,如果确定携带1MHz带宽的OFDM 信号,则说明该频段存在无人机,否则该频段不存在无人机。利用上述方式可以确定各个频段是否存在无人机,从而实现基于单一的宽带信号的采集,完成各种无人机的检测。
另外,在S106中确定存在无人机后,还可以根据各个窄带信号的解调信息进一步的确定存在的无人机的跳频序列、跳频间隔和\或无人机识别码,为后续进一步的对无人机进行干扰提供信息。
具体的,通过分析窄带信号的解调信息可以获知对应的无人机的信号收发规律,从而根据无人机的信号收发规律可以确定该无人机的跳频序列、跳频间隔等,便于后续准确的对该无人机进行有效干扰。
另外,通过对窄带信号得到解调信息进行分析还可以获知对应无人机的无人机识别码,以便后续利用能够唯一标识该无人机的无人机识别码建立黑白名单。例如,对于警用、军用的无人机,可以利用无人机识别码建立白名单,以排除对其的干扰。
利用上述实施例提供的无人机检测方法,能够基于宽带信号的单一信号采集,完成同时对各种无人机的检测。另外,由于在信号处理过程中,能够实现从宽带信号中一次性分离提取到所需的各种窄带信号,所以,本申请实施例能够高效完成同时对各种无人机的检测,大大提高了无人机的检测效率。
与上述方法实施例相对应的,本申请还提供了一种无人机检测装置,参考图2,为本申请实施例提供的一种无人机检测装置的结构示意图,所述装置包括:
采集模块201,用于以预设的信号采集参数,采集宽带信号,所述信号采集参数包括接收中心频率、采样率和信号采集时长;
第一转换模块202,用于将所述宽带信号从时域信号转换成频域信号;
提取模块203,用于根据预设窄带信号参数,从所述宽带信号中提取窄带信号;其中,所述预设窄带信号参数包括提取中心频率和提取带宽;
第二转换模块204,用于将提取到的各个窄带信号从频域信号转换成时域信号;
同步解调模块205,用于对转换到时域信号的各个窄带信号进行同步和解调,分别得到各个窄带信号的解调信息;
第一确定模块206,用于根据所述各个窄带信号的解调信息,确定是否存在无人机。
其中,所述提取模块203,包括:
获取子模块,用于获取所述宽带信号的宽带频谱;
提取子模块,用于根据所述预设窄带信号参数,从所述宽带频谱中提取窄带信号频谱;
第一确定子模块,用于根据提取到的所述窄带信号频谱,确定对应的窄带信号。
具体的,所述第一转换模块,具体用于:
采用快速傅里叶变换FFT,将所述宽带信号从时域信号转换成频域信号;
相应的,所述第二转换模块,具体用于:
采用反快速傅里叶变换IFFT,将提取到的各个窄带信号从频域信号转换成时域信号。
一种实施方式中,所述预设窄带信号参数还包括信号类型,所述第一确定模块,包括:
检测子模块,用于检测各个窄带信号的解调信息中是否存在对应的信号类型;
第二确定子模块,用于在任一窄带信号的解调信息中存在对应的信号类型时,确定存在无人机。
另外,所述装置还包括:
第二确定模块,用于在确定存在无人机后,根据所述窄带信号的解调信息确定所述无人机的跳频序列、跳频间隔和\或无人机识别码。
本申请实施例提供的无人机检测装置能够实现以下功能:以预设的信号采集参数,采集宽带信号,所述信号采集参数包括接收中心频率、采样率和信号采集时长;将所述宽带信号从时域信号转换成频域信号;根据预设窄带信号参数,从所述宽带信号中提取窄带信号;其中,所述预设窄带信号参数包括提取中心频率和提取带宽;将提取到的各个窄带信号从频域信号转换成时域信号;对转换到时域信号的各个窄带信号进行同步和解调,分别得到各个窄带信号的解调信息;根据所述各个窄带信号的解调信息,确定是否存在无人机。本申请实施例能够基于宽带信号的单一信号采集,完成同时对各种无人机的检测。另外,由于在信号处理过程中,能够实现从宽带信号中一次性分离提取到所需的各种窄带信号,所以,本申请实施例能够高效完成同时对各种无人机的检测,大大提高了无人机的检测效率。
相应的,本发明实施例还提供一种无人机检测设备,参见图3所示,可以包括:
处理器301、存储器302、输入装置303和输出装置304。无人机检测设备中的处理器301的数量可以一个或多个,图3中以一个处理器为例。在本发明的一些实施例中,处理器301、存储器302、输入装置303和输出装置304可通过总线或其它方式连接,其中,图3中以通过总线连接为例。
存储器302可用于存储软件程序以及模块,处理器301通过运行存储在存储器302的软件程序以及模块,从而执行无人机检测设备的各种功能应用以及数据处理。存储器302可主要包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等。此外,存储器302可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。输入装置303可用于接收输入的数字或字符信息,以及产生与无人机检测设备的用户设置以及功能控制有关的信号输入。
具体在本实施例中,处理器301会按照如下的指令,将一个或一个以上的应用程序的进程对应的可执行文件加载到存储器302中,并由处理器301来运行存储在存储器302中的应用程序,从而实现上述无人机检测方法中的各种功能。
对于装置实施例而言,由于其基本对应于方法实施例,所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本申请实施例所提供的一种无人机检测方法、装置及设备进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。