本发明涉及了无人机，具体涉及了一种无人机抓捕系统及其工作方法。
背景技术：
1、当前随着无人机控制技术的发展，无人机的使用范围越来越广。无人机在各个领域应用非常广泛，这使得无人机在领空的无序使用以及在非授权领空使用，进而威胁到社会和个人隐私以及公共安全。因此通过无人机抓捕设备将不明飞行体进行抓捕。无人机抓捕设备通常装载捕获网，一般以大型多旋翼为机载平台，携带捕获设备对入侵无人机或者其它结构进行捕获。无人机捕获系统通过压缩气体发射装置发射捕获设备，捕获设备发射后以惯性弹道飞向目标，接近目标后，捕获设备释放捕获网，捕获目标。然而当地面环境复杂或者地面为政府军事等政治敏感区域时，无人机捕获设备捕获目标后，整体以自由落体方式降落，不但会令自身结构损坏，还会对地面人员以及其他附着物造成二次损伤。不适合在人口密集或政府军事等政治敏感区域使用，导致无人机抓捕设备的使用安全性及通用性降低。有的不明无人机会对抓捕设备产生干扰、在抓捕过程中失控进而威胁无人机抓捕设备的安全。
2、因此，如何提高无人机抓捕设备的使用安全性及通用性，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本发明提供了一种无人机抓捕系统及其工作方法，解决了当前的无人机抓捕系统抓捕不准确、安全性较差的问题。
2、本发明的目的是由以下技术方案实现的：
3、一种无人机抓捕系统工作方法，包括：
4、获取目标机的位置坐标，根据目标机的位置坐标控制抓捕无人机飞往目标所在区域，到达目标所在区域后，对目标机进行搜寻，发现目标机后将该目标机的位置信息进行锁定；
5、锁定目标机后对该目标机进行识别追踪，并实时测量目标机和抓捕无人机的相对距离、速度和角度，采用比例引导算法控制抓捕无人机靠近目标机，当目标机与所述抓捕无人机的相对距离缩短至可抓捕距离范围后，对目标机进行抓捕。
6、作为本发明的进一步改进，当目标机与所述抓捕无人机的相对距离缩短至可抓捕距离范围后，还包括获取目标机相对于抓捕无人机的角速度、脱靶量和轴角信息，根据角速度、脱靶量和轴角信息调整抓捕无人机的行驶方向和行驶高度，当目标机与抓捕无人机的角速度为第一设定值、脱靶量和轴角信息均满足第一范围时，且行驶高度高于目标机后，捕获目标机。
7、作为本发明的进一步改进，根据角速度、脱靶量和轴角信息调整抓捕无人机的行驶方向和行驶高度时，还考虑当前目标机与抓捕无人机的相对方向，所述相对方向包括同向、相向以及法向：
8、当抓捕无人机与目标机同向飞行时，根据抓捕无人机根据与目标机的相对距离和抓捕无人机当前的速度计算目标机的速度，基于目标机的速度预测可抓捕距离范围，在目标机行驶至可抓捕距离范围时进行抓捕；
9、当抓捕无人机与目标机相向飞行时，当根据当前的相对距离得到目标机的速度，基于目标机的速度以及抓捕无人机响应时间预测可抓捕距离范围，在目标机行驶至可抓捕距离范围时进行抓捕；
10、当抓捕无人机与目标机法向飞行时，获取目标机的飞行轨迹，计算与目标机的最短距离，得到抓捕无人机的最佳航路，基于最佳航路调整抓捕飞行机的位姿，当行驶高度高于目标机时，转换为同向飞行，根据抓捕无人机根据与目标机的相对距离和抓捕无人机当前的速度计算目标机的速度，基于目标机的速度预测可抓捕距离范围，在目标机行驶至可抓捕距离范围时进行抓捕。
11、作为本发明的进一步改进，第一设定值的数字范围在0～5°/s。
12、作为本发明的进一步改进，发现目标机后将该目标机的位置信息进行锁定后，抓捕无人机按照当前速度匀速行驶，并基于内置的毫米波雷达和光电探测设备进行识别追踪。
13、本发明还提供了一种无人机抓捕系统，包括：
14、地面控制终端，用于为抓捕无人机机体提供目标位置坐标；
15、抓捕无人机机体，所述机体包括：
16、任务载荷模块，用于在机体到达目标所在区域后，对目标机进行搜寻，发现目标机后进行锁定，对锁定的目标机进行识别追踪，并实时计算目标机和机体的相对距离，根据比例引导算法得到可抓捕距离范围，并用于在目标机与所述机体的相对距离缩短至可抓捕距离范围后，对目标机进行抓捕；
17、飞行控制模块，用于根据目标机位置坐标和任务载荷模块的可抓捕距离范围，生成对应的指令信息控制机体的位姿和行驶速度；
18、数据链模块，用于通信连接抓捕无人机机体与地面控制终端。
19、作为本发明的进一步改进，任务载荷模块包括测距雷达、光电吊舱、抓捕控制模块、网枪以及瞄准伺服平台，所述测距雷达、光电吊舱、网枪以及瞄准伺服平台均与抓捕控制模块通信连接，所述测距雷达用于测量目标机的相对距离；所述光电吊舱用于对目标机进行搜寻和锁定；所述网枪以及瞄准伺服平台用于瞄准目标机，并用于在目标机的相对距离缩短至可抓捕距离范围后，计算目标机相对于所述机体的脱靶量和轴角信息，根据脱靶量和轴角信息生成调整信号，将该调整信号发送至飞行控制模块；所述抓捕控制模块用于综合测距雷达、光电吊舱的数据信息，在满足第一条件时控制网枪以及瞄准伺服平台实施抓捕动作。
20、作为本发明的进一步改进，所述第一条件为：满足角速度为第一设定值、脱靶量和轴角信息均满足第一范围且行驶高度高于目标机。
21、作为本发明的进一步改进，抓捕控制模块包括初引导模式和末引导模式，所述初引导模式指的是抓捕无人机在空域中搜寻目标机时，由地面雷达和/或光电吊舱信息引向目标机；末制导指的是抓捕无人机由机载的光电吊舱的可见光或红外光电引头，以及毫米雷达探测设备跟踪信息引向目标机。
22、作为本发明的进一步改进，该系统还包括设置在地面的探测设备，所述探测设备用于与地面控制终端通信连接，用于对设定区域内的空域进行监测，当监测到目标机后，将该目标机的目标位置坐标发送给地面控制终端。
23、本发明的有益效果在于：本发明的一种无人机抓捕系统工作方法，该方法实时测量目标机和抓捕无人机的相对距离、速度和角度，并利用比例引导算法控制抓捕无人机靠近目标机，当目标机与所述抓捕无人机的相对距离缩短至可抓捕距离范围后，对目标机进行抓捕，该方法能够精确地计算出可抓捕的范围，精准的捕获目标机，同时不会保证了抓捕无人机的安全性。
1.一种无人机抓捕系统工作方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的无人机抓捕系统工作方法，其特征在于，当目标机与所述抓捕无人机的相对距离缩短至可抓捕距离范围后，还包括获取目标机相对于抓捕无人机的角速度、脱靶量和轴角信息，根据角速度、脱靶量和轴角信息调整抓捕无人机的行驶方向和行驶高度，当目标机与抓捕无人机的角速度为第一设定值、脱靶量和轴角信息均满足第一范围时，且行驶高度高于目标机后，捕获目标机。
3.根据权利要求2所述的无人机抓捕系统工作方法，其特征在于，根据角速度、脱靶量和轴角信息调整抓捕无人机的行驶方向和行驶高度时，还考虑当前目标机与抓捕无人机的相对方向，所述相对方向包括同向、相向以及法向：
4.根据权利要求2所述的无人机抓捕系统工作方法，其特征在于，第一设定值的数字范围在0～5°/s。
5.根据权利要求2所述的无人机抓捕系统工作方法，其特征在于，发现目标机后将该目标机的位置信息进行锁定后，抓捕无人机按照当前速度匀速行驶，并基于内置的毫米波雷达和光电探测设备进行识别追踪。
6.一种无人机抓捕系统，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的无人机抓捕系统，其特征在于，任务载荷模块包括测距雷达、光电吊舱、抓捕控制模块、网枪以及瞄准伺服平台，所述测距雷达、光电吊舱、网枪以及瞄准伺服平台均与抓捕控制模块通信连接，所述测距雷达用于测量目标机的相对距离；所述光电吊舱用于对目标机进行搜寻和锁定；所述网枪以及瞄准伺服平台用于瞄准目标机，并用于在目标机的相对距离缩短至可抓捕距离范围后，计算目标机相对于所述机体的脱靶量和轴角信息，根据脱靶量和轴角信息生成调整信号，将该调整信号发送至飞行控制模块；所述抓捕控制模块用于综合测距雷达、光电吊舱的数据信息，在满足第一条件时控制网枪以及瞄准伺服平台实施抓捕动作。
8.根据权利要求7所述的无人机抓捕系统，其特征在于，所述第一条件为：满足角速度为第一设定值、脱靶量和轴角信息均满足第一范围且行驶高度高于目标机。
9.根据权利要求7所述的无人机抓捕系统，其特征在于，抓捕控制模块包括初引导模式和末引导模式，所述初引导模式指的是抓捕无人机在空域中搜寻目标机时，由地面雷达和/或光电吊舱信息引向目标机；末制导指的是抓捕无人机由机载的光电吊舱的可见光或红外光电引头，以及毫米雷达探测设备跟踪信息引向目标机。
10.根据权利要求6所述的无人机抓捕系统，其特征在于，该系统还包括设置在地面的探测设备，所述探测设备用于与地面控制终端通信连接，用于对设定区域内的空域进行监测，当监测到目标机后，将该目标机的目标位置坐标发送给地面控制终端。
