小型四旋翼無人機系統在基層派出所的應用

楊 旭 胡建中 黎志偉

（湖南博航無人機技術有限公司，湖南 長沙 410126）

小型四旋翼無人機系統在基層派出所的應用

楊 旭 胡建中 黎志偉

（湖南博航無人機技術有限公司，湖南 長沙 410126）

本文針對基層派出所在日常警務工作中的需要，試驗利用四旋翼無人機系統進行夜間巡邏、集會管控、重點區域排查等任務。本系統利用無人機方便靈活的視頻采集功能，將其與4G無線通信設備結合使用，組成一個遠距離視頻傳輸系統，實現以派出所為中心覆蓋整個轄區范圍的移動監控，為公安干警提供實時現場情況及決策依據。

無人機；實時；高清；警用

0.引言

小型四旋翼無人機相比于載人直升機能夠飛得更低、更近，滿足具體警用偵測的近距離、高分辨率的作業要求。雖然單次作業面積小于載人飛機，但足以滿足各出警類型絕大部分作業需求，價格相對低廉，體積小、重量輕、運輸方便、結構簡單、隱蔽性好，適用于在警用領域使用和普及型開發，能夠以最低的成本完成最多的任務。

本文主要針對基層派出所在日常警務工作中的需要，介紹了一種可實現遠程監控的小型四旋翼無人機系統，并對該系統的運行進行了實地試驗，進行了夜間巡邏、集會管控、重點區域排查等任務。

1.應用現狀

多旋翼無人機是唯一適合在城鎮等復雜環境下飛行的無人飛行器。

除了具備觀察、記錄能力外，四旋翼無人機作為警用無人機推廣是最合適不過的選擇。在操作方式上，四旋翼無人機由于其自身的穩定性可以實現穩定的自主控制，按照設定的航線飛行，相對于其他機型對飛行經驗要求低。在飛行精度上，四旋翼無人機的懸停精度達到0.5m甚至更低，具備自動定高定點懸停觀測能力。在抗干擾能力上，四旋翼無人機內部系統大多采用抗電磁干擾設計，可以在遠高于無線電頻率的頻段進行控制，避免了日常無線電信號的干擾，提高了飛行安全性。在功能拓展上，四旋翼無人機還可以加裝定點電磁彈射器彈射催淚彈，甚至進行現場打擊，如圖1所示。

目前，一些技術成熟的西方國家對無人機應用也相對較多，以美國、英國、德國、俄羅斯、奧地利等國家為代表，其機型穩定性好，集成度高。例如美國早在2011年邁阿密警方就獲批使用警用無人機，成為第一個使用警用無人機監測部門；英國在2012年倫敦奧運會中利用無人機監控體育館、道路，部分警局也響應配備了無人機監控系統；俄羅斯在2014年索契冬奧會中將無人機應用安保工作，另外還利用小型無人機監控示威游行、街頭抗議等活動。

國內無人機技術與美國、德國等西方發達等國家相比還存在一定差距，在應用地域、應用范圍、應用方式上都有很大的擴展空間，潛力巨大，發展迅速。北京、河北、安徽、河南等地區利用無人機空中調查偷種罌粟；湖北、江蘇等地利用無人機進行山區人員搜救；廣東等利用無人機進行交通路況監測；吉林等地研發警用系列無人機，并開展業務化運行。

2.系統組成

該系統由3部分組成，各部分關系如圖2所示。

指揮調度分系統建設于派出所指揮中心，可同時管理多套無人機系統作業。指揮中心通過4G通信網絡獲取無人機實時視頻數據，并對轄區內無人機、人員、巡邏車進行統一管理，下達指揮控制命令；4G通信分系統包含數據發送端和數據接收端。數據發送端跟隨無人機作業分系統，在執行任務是將無人機采集的數據上傳，在派出所指揮中心通過4G數據接收端將數據解碼，實現視頻的實時跟蹤顯示；無人機作業分系統包含無人機平臺、地面站、任務載荷、數據鏈、保障及維修設備，可放置于日常巡邏車中，供日常及應急使用，見表1。

3.特點與優勢

BH-2型四旋翼無人機主要性能指標如下（見表2）。

小型四旋翼無人機被廣泛應用于國內外公共安全領域。它操作簡單，經過一個星期左右的專業培訓即可自由掌控無人機飛行，利用電能驅動，價格實惠，只要兩名警員便能完成對無人機的操縱。四旋翼無人機具備高空懸停、垂直起降、靈活轉彎等優勢，對起降場地要求低，2m×2m平地即可。雖然機身小巧，但具備對可見光或紅外數據的采集、傳輸能力，可實現高清視頻的實時下傳。

表1　系統組成及功能表

表2　BH-2型無人機系統性能指標

4.具體應用

派出所轄區面積30.5km2，東西長約10km，南北長約5km。四旋翼無人機控制半徑10km，完全滿足飛行作業范圍要求。利用小型四旋翼無人機可執行夜間巡邏、集會管控、公共消防、交通管制、危化品監測、人員搜救等任務，通過無人機數據鏈及4G網絡將作業現場與派出所聯系起來，提升了警員的工作效率，增加了管控面積。

無人機有兩種起降方式：一種是派出所定點起降，一種是由警車攜帶無人機靠近作業現場進行不定點起降。將無人機引入公安工作，能很好地解放警力，緩解警力不足的問題。只要將轄區內的高物進行規避，無人機就可以根據規劃線路進行自主飛行，快速、安全的到達現場。公安工作需要公開與隱蔽相結合，無人機可攜帶閃光燈、高音喇叭進行有效示警；可以利用其小巧、低噪的特點在某些敏感場合進行秘密取證，而不被地面人員所發現。其攜帶的攝像機可以通過地面指令對現場進行宏觀與微觀掌控，在幾百米的高空完成車牌識別，人員識別，如圖3所示。轄區主干道紅外視頻截圖，如圖4所示。

4.1夜間巡邏

四旋翼無人機攜帶紅外熱像儀在夜間進行視頻數據采集。紅外熱像儀對溫度敏感，可晝夜使用。白天，它不受強光影響；夜間可在微光，甚至無光的條件下使用。對人員、車輛、建筑物、火源等熱源目標識別效果好，能幫助公安民警執行夜間巡邏任務，及時發現、追蹤嫌疑人員、車輛。

4.2集會管控

派出所轄區有一個露天集貿市場，每逢周日附近百姓來此趕集，面積不大，人數眾多，環境相當復雜。為掌握集貿市場治安情況，及時發現、化解群眾糾紛，震懾違法犯罪分子，派出所每次都會安排一輛警車及四名警力到場安保，但由于環境擁擠，警車只能停放在集市入口，民警在人群中徒步穿梭，管控范圍有限，效果不佳。

四旋翼無人機攜帶可見光攝像機、高音喇叭，由巡邏車開抵集市附近區域，放飛無人機。警員在巡邏車上觀察無人機獲取的航拍信息，并將數據通過4G設備傳回派出所指揮中心。車上警員利用無線對講機實現對無人機飛行范圍內200m左右區域的語音喊話，進行有效示警。遇到突發事件可在第一時間發現并趕往事發現場，控制事態發展。

結論

四旋翼無人機系統主要針對公安派出所執行任務時對應急響應、實時監控、統一管理的要求，達到提升應急響應能力，解放警力的目的，使公安干警能夠準確掌握現場態勢，做出決策。系統經過成功實踐，具有一定可行性，值得在公安行業推廣應用。

［1］岳基隆.四旋翼無人機自適應控制方法研究［D］.國防科學技術大學，2010.

［2］周志文.輸電線路的無人機測距技術研究與應用［D］.華北電力大學，2014.

［3］王德宇.小型無人直升機飛行控制系統研究［D］.國防科學技術大學，2005.

［4］張峰，佟巍，周立冬，劉愛兵.無人機在救援方面的應用及發展［J］.中華災害救援醫學，2015（11）：641-645.

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