指导教师：
[第一指导教师]姓名：梅蓉;单位：;专业技术职务：
第一指导教师主要成果：主持和参与各级科研项目共计12项，发表国内外期刊论文30余篇，其中6篇被SCI收录、10篇被EI收录、1篇被ISTP收录，发明专利2项，申请发明专利1项，申请软件著作权以及实用新型专利各1项，主编教材1部，副主编教材1部，获得国防科技进步二等奖1次,指导国家级大学生创新项目6项。
第二指导教师主要成果：
一、申请理由：近些年来无人机技术发展迅速，在功能上突破了很多传统装备的局限，越来越受到各地公安部门的重视。可以预见，随着无人机的技术及挂载设备技术的进一步发展，无人机在未来的公安业务中必将发挥着不可替代的作用。同时，我校也积极开展无人机的理论与实践教学活动，有意培养在校预备警官的相关素养。无论是出于以后走向工作岗位用人的需要，还是现阶段的学习，我们团队都很希望进行这次大创项目的研究。作为警校生，应该时刻考虑未来的公安事业需要怎样的人才，且有意识的按照未来公安工作的要求锻炼自己。并且我们团队成员有一定的无人机知识技能储备和较为丰富的经验积累，在无人机方面有着极大的热情。因此，我们有能力、有信心完成课题的研究。通过这次大创项目的研究，既可以锻炼我们的能力，又能为无人机在公安的应用添砖加瓦，承担起我们警校生应有的责任。
主持人章毅恒和孙小涵同学都具备一定的无人机构造基础知识和飞行技术。章毅恒同学是2017级公安管理专业学生，学习成绩优异，获三等奖学金一次，校督察队队员。曾破格参与我校举办的首期警用无人机驾驶资质及战法应用培训班，对无人机在公安行业的应用有专业知识的储备。孙小涵同学是2017级侦查专业学生，现担任校航模社社长，拥有极强的组织管理能力，常带领社员开展无人机飞行活动，对设备的使用得心应手。且热衷于关注科技领域的热点问题，并能有自己的分析和理解，也因此培养了较强的逻辑思维能力。杨鑫智同学是2017级网络安全专业学生，学习成绩优异，校督察队队员，获一等奖学金一次，二等奖学金一次。近期，凭借较强的思辨能力以“网络名捕”互联网安全保卫志愿者服务项目入围第四届中国青年志愿者项目大赛全国决赛。田朋志同学是2017级侦查专业学生，现任侦查一大队学生会警体部部长，有较强的领导力、号召力。且责任心强，总是能圆满完成老师布置的任务。兴趣爱好广泛，是校合唱团成员，在无人机方面也有着浓厚的兴趣。马瑜蔓同学是2018级侦查专业学生，现担任侦查1802区队学习委员，是校新媒体团成员，校学生会办公室成员，喜好文字，对文字有较好驾驭能力，且分析概括能力较强，善于通过对数据的整理和分析得出切实可行的措施方法。
我们团队的成员多才多艺，我们之间能在项目进行过程中优势互补。我们坚信能够通过持续的努力，达到我们预期的目标。我们一定秉持认真负责的态度、勤奋刻苦的作风，以饱满的精神面貌攻克每一道难关。
二、项目方案：具体内容包括：
（一）项目研究背景
1.国内外研究现状及研究意义：
在国内，随着无人机技术的不断革新、相关硬件产业的不断成熟，无人机正在逐渐步入生产生活的方方面面：地质勘探、大气监测、农业灌溉、抢险救灾、电力巡线、文物考古、环境保护、侦察、安防甚至电商快递的需求都能被实现和满足。无人机平台具有结构简单、成本低、风险小、灵活机动和实时性强等特点。基于无人机具有的这些优势，它也逐渐成为政府各职能部门的重要装备，尤其是对公安机关实战应用的影响。无人机可搭载照明机、高清摄像机、红外热像仪、喊话器、高空照明、抛投救援等装备，具有高清摄像、实时图传、目标追踪、定点悬停、规划航线等功能，其对案件和突发实践的及时发现、处置，对警力和警务精确部署，对现场和态势的实时监控，对证据的固定和事态回放，对侦察技术和网络侦控的信号捕获等具有重要的辅助作用。受到了公安机关的高度重视。在国外，无人机领域的发展热点和趋向主要有三：1.高集成化、多任务平台,实现一机多用2. 根据用途,机身尺寸向两端发展3.无人机协同作战能力。在关键技术上着重研究传感器技术、数据链及通信技术、自主技术、武器系统技术生存能力及可靠性设计技术、动力技术、地面控制站技术。
无人机技术的革新推动了无人机商品化进程，伴随着大量无人机投入到市场，无人机技术也衍生出了反无人机技术。反无人机的技术手段大体上可分为三类: 一是监测控制类，借助阻截无人机使用的传输代码控制无人机并引导其返航，同时避免无人机坠毁;二是直接摧毁类，主要是利用火力手段直接摧毁无人机; 三是干扰阻断类，通过向无人机发射定向大功率干扰射频，切断无人机与遥控平台之间的通讯，迫使无人机自行降落或返航。
2.与本项目有关的研究积累和已取得的成绩
（1）重大突发事件应急处置：当前，社会进入矛盾多发期，各类社会矛盾激化，重大突发事件频出，在处置过程中面对通信不畅、交通受阻等复杂条件，迅速、全面、准确获取第一现场情况，是进行分析研判及展开针对行动的前提。2015年8月12日天津滨海新区发生爆炸后，当地警方通过无人机进行情况收集，开展现场调度，取得了比较好的实际效果。
（2）大型活动安保：利用无人机高空视野广、监控范围大、视角灵活多变的特点，可对大型活动现场人员聚集区域进行监管，实时追踪监视。2016年9月，“G20峰会”在杭州召开，杭州市公安局特警支队在“G20峰会”上使用了无人机，为安保工作提供了强有力的保障。
（3）侦查追捕：无人机在空中的监视范围比地面警力更加宽阔，有利于扩展巡视的覆盖范围。相比于现有巡逻模式，无人机巡逻是一种更高效的执法模式，利用无人机可以事先明确地形，再对各关键部位部署警力，便于更好地抓捕违法犯罪分子。对于逃窜藏匿的不法人员，无人机也可以很快发现车辆和人员行踪，实现监控全覆盖。譬如，新疆公安机关反恐工作人员利用无人机连续对目标区域进行夜间航查，有效缩小包围圈达170余平方公里，排查青纱帐等茂密农作物1700余亩，并成功定位了嫌疑目标的藏身之地。
（4）高空治安巡逻：使用无人机高空巡逻并进行实时视频传输，对城市治安状况进行宏观监控，对老城区监控死角、盲区多等情况可起到弥补作用。另外，无人机涂装采用警用制式装备涂装，并加装红蓝色警戒灯进行高空巡逻，可起到震慑违法犯罪的作用，同时提升人民群众安全感。2017年1月，无锡警方成立无人机空中巡逻队伍，利用空中优势探索“人机互动，空地一体”巡防警务模式。
（5）交通管理：在发生重大交通事故现场，无人机能够快速勘察交通事故现场，快速拍照，快速记录，确保现场勘察细致全面，快速准确，执勤民警通过回传资料，能够在处理事故时准确判断、快速清理现场，并且根据现场调度情况、指挥车辆，缓解因交通事故造成的道路拥堵。同时，针对大雾、雨雪、低温、冰冻等恶劣天气，无人机可开展交通路况监测、车流巡查、空中执勤等活动。不仅如此，无人机也能担负在高速公路上巡逻的任务，抓拍车辆违法变道、占用应急车道等违章行为。
（6）禁毒铲毒：毒品原植物种植者为了更好地藏匿毒品原植物种植点，确保原作物正常生长，大多在山区、林地、农田之中种植，除经人举报外，执法人员很难发现毒品原种植物种植位置和区域，而无人机可以发挥其低空巡查作用，对山区、林地等复杂地形进行空中巡查，从而更好更快地对其进行查处、铲除。2017 年 5 月 18 日 , 山东泰安警方利用无人机对禁种铲毒重点区域进行航测，发现并铲除非法种植的毒品原植物3000余株，行政拘留25人。
（7）紧急救援：在公安工作中，群众登山求助、山林火情、湖面救助的警情时有发生。在常规手段受客观条件限制下，无人机在紧急救援中往往能发挥巨大作用。比如在火灾现场，尤其是高层建筑的灾害现场，一般的勘探手段难以收集情报，但是通过无人机就能在高空作业中实时传输图像，对需要救助人员在第一时间报警定位，并投递相关救援设备。
（8）基础地图数据采集：按照以往的建设模式，地图信息点数据的采集往往需要人工走街来完成，需要依靠社区民警或者外业采集公司进行采集，会出现更新周期过长、采集数据质量不合格、浪费时间与资金等情况。若使用无人机航拍获取街边信息点资源，再对航拍所获取的信息点属性进行提取并上图，会大大缩短采集时间，提高数据采集的质量，充实地图数据资源。
3.尚缺少的条件及方法：
作为一种新型的警用装备，无人机在公安机关得到了广泛应用和快速发展，但随着警用无人机规模的不断壮大，警用无人机相关的问题也不断涌现，主要包含以下几个方面：
（1）缺少警用无人机技术标准：由于警用无人机行业技术标准缺失，造成警用无人机在技术指标、功能用途、作战适应性等方面没有可参考的依据和执行标准。公安机关在无人机的购置过程中没有相应的无人机品牌选型指导资料，因此，在机型的选择上与民用无人机相似。一些性能民用产品没有经过实战考验就进入各地警用装备采购计划中，给未来无人机在警务工作中的深度应用和无人机的管理带来隐患。同时，警用无人机由于其“特殊身份”，不同于普通的民用无人机，涉及保密内容，目前缺乏加密的专用频率。
（2）警用无人机操作应用还不规范：当前，警用无人机在操作应用上尚处于探索阶段，各省市、地区、单位、部门在无人机机型选择上没有统一标识和制式，仅以价格作为衡量先进与否的标准。重装备、轻实战，重演示、轻实用，重形式、轻实效，停留在把无人机当“航模”的阶段，只应用在视距内简单拍摄相关场景环境的空中鸟瞰，图像等初级形式的应用，地面站任务作业比较少。专业培训滞后，飞行训练缺失，飞行人员和无人机维护人员奇缺，经常出现有无人机配备却无专业驾驶人员的情况，“买了不会用，想用不敢用，用了不管用”的现象普遍存在。甚至还存在无人机驾驶人员、维护人员对工作原理、操作控制等飞行知识不甚了解，对通信链路、任务搭载设备配置不精通,业务需求与无人机技术发展结合上不匹配的状况。
（3）警用无人机驾驶制造考核机构不明确：公安部新出台的《警用无人机驾驶航空器管理暂行规定》中明确要求，无人机驾驶员应取得警用无人机驾驶航空器驾驶执照。但各地公安机关到哪里去进行专业培训、如何考核拿证仍不明确。目前，执行任务的飞行人员基本上都没有经过专业培训机关培训考核，只是经过供货厂家短时间的培训就开始执行飞行任务，存在较大的安全隐患。
（4）警用无人机监管制度不完善：公安部规定使用最大起飞重量小于7千克（含）的无人机、在机组人员目视视距范围内执行任务，由使用单位负责人审批。使用最大起飞重量大于7千克的警用无人驾驶航空器或在机组人员目视视距外执行飞行任务，应向当地飞行管制部门提出飞行申请，经批准后才能组织实施。而警用执法具有时间、空间突发性强的特点，往往需要在第一时间迅速部署，层层审批难免会贻误战机。同时，警用无人机本身就属于“低、小、慢”目标，其飞行本身可能会带来安全隐患，目前相关的管理制度仍不完善。
（5）警用无人机与公安信息化系统脱节：警用无人机是包含了无人机平台、任务设备、地面控制平台、地面配套设备在内的综合系统，是软硬件相结合的新型警用装备系统。目前，绝大多数警用无人机仅仅是作为一种警用工具在使用，还没有融入到整个公安信息化系统中。这种装备系统目前只解决了前段侦查、中段传输的难题，但与后端指挥中心的衔接还不够紧密，直接影响了应急情况下的指挥决策效率。此外，无人机作为一种机动化的空中传感器，在信息搜集面上具有得天独厚的优势，但无人机目前与公安业务信息系统基本上是脱节的，这种信息搜集优势无法转化为快速的处置和打击优势。
（二）项目研究目标及主要内容
研究目标：
在满足一定采集效率和质量的前提下，提炼一套基于仙林大学城范围内数据采集的方法，结合公安实践对飞行器及挂载设备进行测试，并从飞行高度、速度、干扰等要素出发，构建一个数据库，为不熟悉环境的飞手进行场地熟悉和提供
高效采集方法指南。
主要内容：
（1）仙林大学城范围内采集数据方法研究。我们研究的数据主要包括可见光图像、热感应图像以及移动终端数据。采集方法包括如何分段和如何选择飞行路线两个方面，微小型无人机在大范围采集数据势必要多台机器同时采集，才能保证数据尽量在同一情况下收集，减少误差；飞行线路需要根据我们挂载的设备以及采集的精度，选择矩形航线、“Z”字航线或者方波航线。
（2）探究不同要素对采集效率、质量的影响。我们通过将不同的要素作为自变量，将收集的数据按不同的要素分类，最终根据多组数据比对分析，来探究要素对收集数据效率、质量的影响。
（3）基于采集的数据构建数据库。数据库将分为两个部分，以采集到的外部数据为主，多次实验记录的飞行器数据为辅。为方便使用，数据库设有关键词筛选帮助使用者进行数据查询。
（4）对飞行器及挂载设备的性能与需求做初步探究分析。如红外热成像仪对收集高度就有一定要求，实验时就需要注意先探究有效高度，提高实验效率。
（三）项目创新特色概述
（1）以数据库的形式应用：目前警用无人机与公安信息化脱节，我们想通过数据库的形式为这一问题提供一种解决方法。数据库分成两部分，对于外部挂载采集的数据，可以对飞手起到熟悉场地的作用；对于飞行器本身的数据，可以对飞手起到行动指南的作用，以图像数据为例，任务需要获取车牌号是一种飞行方案，任务需要获取车型又是另一种飞行方案。
（2）结合飞行器内部飞行数据分析外部采集数据：目前大部分研究都是关于挂载设备与外部采集数据的联系，我们想从飞行器的本身入手，探究速度、高度、稳定程度等内部数据与外部采集的关系，内外部数据结合来探究飞行方法。未来警用无人机应当会出台相应的采购指标，飞行器内部数据的获取实际上也是在于对飞行器性能指标的初步探究，为采购指标提供支持。
（3）数据质量的探讨与研究：以往的无人机的使用不太考虑数据质量，更多关注的是收集。而我们需要在采集数量和采集质量上进行平衡，从而提高采集效率。
（4）大范围采集数据：我们计划在仙林大学城范围内采集数据，区别于以往无人机应用的小范围的数据收集活动。并且我们将数据采集的目标侧重放在山区、林地、农田等公安信息系统覆盖较为不全面的地方。
（四）项目研究技术路线
分析采集需求 测试飞行器与挂载设备性能——多次飞行采集足量数据——采集数量要因分析——总结飞行方案并建库——结论总
——采集质量要因分析—— 结撰写论文及报告
（五）研究进度安排
（1）2019年2月至3月，分析采集需求，进行飞行器与挂载设备性能测试，撰写测试报告。
（2）2019年4月至9月，进行飞行实验，采集数据，撰写数据分析报告，完成期中检查报告书。
（3）2019年10月至12月，建数据库，撰写并发表相关论文
（4）2020年1月至2月，完成结题报告，做好相关项目答辩准备工作
（六）项目组成员分工
章毅恒：组织飞行实验、飞行方案整理、报告撰写、论文撰写
孙小涵：组织飞行实验、飞行器与挂载设备测试、数据分析
田朋志：飞行器组与挂载设备测试、飞行方案整理、数据分析
杨鑫智：数据分析、数据库构建、论文撰写
马瑜蔓：数据分析、飞行方案整理、报告撰写、论文撰写
三、学校提供条件：四、学校提供条件
仪器设备方面：提供本实践创新项目所需的实验场地和相关仪器设备，无人机相关部件的购置费。
图书论文方面：购买图书，打印、复印、印刷等费用与撰写与论文版面费。
学术支持与政策支持方面：相关专业导师知识技术指导，积极推荐与县（区）、市公安局相关部门进行本实践项目的应用合作。
四、预期成果：五、预期成果
1.在国内正规期刊上发表论文一篇
2.项目结题时完成研究报告一篇
3.一个小型数据库
五、经费预算：交通费：20(%),资料费：20(%),元器件费：30(%),药品费：0(%),测试费：0(%),邮费：0(%),复印费：3(%),办公用品费：7(%),版面费：20(%),通讯费：0(%)