一种基于电子围栏的区域安防预警系统

本发明涉及电子围栏预警领域，具体涉及一种基于电子围栏的区域安防预警系统。

背景技术：

1、随着科技的发展，无人机的发展迅速，无人机通过搭载高清摄像头和多种传感器，可以进行巡逻、电影拍摄、农业监测和环保监测等工作，同时也可以对远程目标进行监控和拍摄；在某些需要大量使用无人机执行任务的工作单位，每天有大量的无人机要执行各种不同的工作；无人机外观相似，通过肉眼很难识别；若有外部无人机进入，容易导致信息数据泄露。

2、电子围栏是一种防止外部无人机闯入的有效手段，在目标区域设置电子围栏，电子围栏可以通过射频信号或者通过设定应答密码对无人机进行识别。

3、但是，电子围栏采用射频信号或者通过设定应答密码对无人机进行识别容易被破译，安全防护性不够高；而且无人机在执行任务时容易受损，有的通过从无人机外观观察很难发现，无法及时对无人机进行修理。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于电子围栏的区域安防预警系统，解决以下技术问题：

2、如何提高电子围栏的防护安全性和及时发现无人机状态异常。

3、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

4、电子围栏配置模块，用于在目标区域边界设置第一电子围栏和第二电子围栏数字边界，并将目标区域划分为多个安全区域；

5、多个无人机管理模块，用于管理对应安全区域的无人机数据；

6、密钥生成模块，用于随机生成密钥；并通过无线通信将密钥发送给进入第二电子围栏数字边界的无人机；

7、解密模块，设置在无人机上，用于对密钥进行解密，获取相应指令；各所述安全区域的无人机解密模块的解密方法均不相同；

8、监测模块，用于获取采样数据；采样数据包括实时图像数据、实时定位数据、无人机的实时热成像图片数据和实时声音数据；

9、围栏分析模块，用于对采样数据和相应指令进行分析，获取对应无人机的姿态标准度；并根据所述姿态标准度和所述实时热成像图片数据和实时声音数据分析获得无人机状态系数；所述无人机状态系数为：

10、通过公式计算无人机状态系数 q；

11、其中，为判断函数，当时，；当时，；为无人机完成相应指令过程中的最高温度；为无人机正常工作时的工作温度；为无人机完成相应指令过程中热成像图片数据中平均超过无人机工作温度的平均面积；为无人机完成相应指令过程中发出的最大声音分贝；为无人机正常工作时的工作分贝；为姿态标准度；、为第一、第二权重系数。

12、作为本发明进一步的方案：所述围栏分析模块还通过对采样数据和相应指令进行分析获取对应无人机的轨迹匹配度以及设备型号并根据所述轨迹匹配度和所述设备型号判断所述无人机是否与指定安全区域匹配；若匹配，允许通行，否则不允许通行；

13、作为本发明进一步的方案：所述预警系统还包括预警模块，与围栏分析模块连接，用于对围栏分析模块识别为不允许通行的无人机时，对管理终端发出预警。

14、作为本发明进一步的方案：所述相应指令包括完成指定开始动作、指定运动轨迹和指定结束动作。

15、作为本发明进一步的方案：所述围栏分析模块通过对实时图像数据分析获得无人机的设备型号；所述围栏分析模块通过对实时定位数据、实时图像数据、指定开始动作、指定运动轨迹和指定结束动作分析获得轨迹匹配度；所述围栏分析模块通过对指定开始动作和指定结束动作分析获得姿态标准度。

16、作为本发明进一步的方案：所述围栏分析模块的工作过程为：

17、s10：通过密钥生成模块获取密钥；并对密钥依次通过各解密方式进行解密，生成多种对应指令；

18、s20：通过监测模块获取实时图像数据和实时定位数据；

19、s30；通过对实时定位数据和实时图像数据按照预设规则进行分析，并根据分析结果判断无人机是否允许进入；

20、s40：若无人机不允许进入，发送信号给预警模块；

21、s50：若无人机允许进入，得出无人机状态系数；并将状态系数发送给对应的无人机管理模块。

22、作为本发明进一步的方案：所述预设规则为：

23、s100：围栏分析模块对实时图像数据进行动作识别和设备型号识别；

24、s200：当识别到其中一个相应指令的指定开始动作后，将实时定位数据点进行连线，获取实时运动轨迹；

25、s300：计算实时运动轨迹与指定运动轨迹的轨迹匹配度；同时，将识别的设备型号发送给对应无人机管理模块进行匹配；

26、s400：当识别到指定结束动作，结束实时运动轨迹识别；同时，将实时运动轨迹与指定运动轨迹的轨迹匹配度与阈值进行对比，并根据对比结果和无人机与无人机管理模块的无人机数据匹配结果，判定无人机是否能够通行。

27、作为本发明进一步的方案：为无人机完成指定运动轨迹过程中的最高温度；为无人机完成指定运动轨迹过程中热成像图片数据中平均超过无人机工作温度的平均面积；为无人机完成指定运动轨迹过程中的发出的最大声音分贝；为无人机完成指定开始动作和指定结束动作的姿态标准度。

28、本发明的有益效果：

29、（1）本发明通过每个安全区域对应的解密方式不同，无人机得到的相应指令对应其安全区域，因此当无人机执行相应指令时，即可判断出无人机对应安全区域，围栏分析模块根据轨迹匹配度和设备型号判断所述无人机是否与指定安全区域匹配；若匹配，允许通行，否则不允许通行；由于每个安全区域对应的解密方式不同，无人机得到的相应指令对应其安全区域，因此当无人机执行相应指令时，即可判断出无人机对应安全区域，通过调取对应的无人机管理模块即可迅速根据设备型号判断该无人机的是否属于该安全区域，即使外部无人机通过模仿内部无人机的行为，也无法与对应安全区域内的无人机数据进行匹配，迅速通过管理终端发出预警；围栏分析模块根据所述姿态标准度和所述采样数据获得无人机状态系数；将无人机状态系数发送给对应的无人机管理模块；使得工作人员及时根据无人机状态信息对无人机进行检修；

30、（2）本发明通过围栏分析模块根据姿态标准度和采样数据获得无人机状态系数；将无人机状态系数发送给对应的无人机管理模块；使得工作人员及时根据无人机状态信息对无人机进行检修。

技术特征：

1.一种基于电子围栏的区域安防预警系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于电子围栏的区域安防预警系统，其特征在于，所述围栏分析模块还通过对采样数据和相应指令进行分析获取对应无人机的轨迹匹配度以及设备型号并根据所述轨迹匹配度和所述设备型号判断所述无人机是否与指定安全区域匹配；若匹配，允许通行，否则不允许通行。

3.根据权利要求2所述的一种基于电子围栏的区域安防预警系统，其特征在于，所述预警系统还包括预警模块，与围栏分析模块连接，用于对围栏分析模块识别为不允许通行的无人机时，对管理终端发出预警。

4.根据权利要求1所述的一种基于电子围栏的区域安防预警系统，其特征在于，所述相应指令包括完成指定开始动作、指定运动轨迹和指定结束动作。

5.根据权利要求4所述的一种基于电子围栏的区域安防预警系统，其特征在于，所述围栏分析模块通过对实时图像数据分析获得无人机的设备型号；所述围栏分析模块通过对实时定位数据、实时图像数据、指定开始动作、指定运动轨迹和指定结束动作分析获得轨迹匹配度；所述围栏分析模块通过对指定开始动作和指定结束动作分析获得姿态标准度。

6.根据权利要求5所述的一种基于电子围栏的区域安防预警系统，其特征在于，所述围栏分析模块的工作过程为：

7.根据权利要求6所述的一种基于电子围栏的区域安防预警系统，其特征在于，所述预设规则为：

8.根据权利要求7所述的一种基于电子围栏的区域安防预警系统，其特征在于，为无人机完成指定运动轨迹过程中的最高温度；为无人机完成指定运动轨迹过程中热成像图片数据中平均超过无人机工作温度的平均面积；为无人机完成指定运动轨迹过程中的发出的最大声音分贝；为无人机完成指定开始动作和指定结束动作的姿态标准度。

技术总结本发明涉及电子围栏预警领域，公开了一种基于电子围栏的区域安防预警系统，电子围栏配置模块，用于设置第一电子围栏和第二电子围栏数字边界；并划分多个安全区域；多个无人机管理模块，用于管理无人机数据；密钥生成模块，用于随机生成密钥；解密模块，用于获取相应指令；监测模块，用于获取采样数据；围栏分析模块，用于对密钥和采样数据进行分析，分析是否允许进入目标区域；预警模块，用于发出预警；通过每个安全区域对应的解密方式不同，无人机的相应指令对应其安全区域，因此当无人机执行相应指令，能判断无人机对应安全区域，通过调取对应的无人机管理模块可判断该无人机是否允许通行，缩短识别时间，且提高安全性。技术研发人员：卢桂萍,朱春丽,郑德智,彭文亮,苏秉华,王科俊,朱明超,周壮,张小凤,刘弘华,方宇杰受保护的技术使用者：北京理工大学珠海学院技术研发日：技术公布日：2024/7/18