利用無人機(jī)遠(yuǎn)距離訓(xùn)練、使用警犬探究

尹燕偉 曹大偉 李劍釗

（作者單位：山東省泰安市公安局，271000）

無人機(jī)在警務(wù)實(shí)戰(zhàn)中廣泛應(yīng)用,其機(jī)動(dòng)靈活、視角廣闊的優(yōu)勢(shì)越來越受重視，警犬技術(shù)在實(shí)戰(zhàn)中結(jié)合無人機(jī)優(yōu)勢(shì)，利用無人機(jī)為警犬技術(shù)處置案事件提供高效地偵查、指引、監(jiān)控、證據(jù)固定、指揮調(diào)度等技術(shù)支持，能有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)警犬應(yīng)用中的不足，提升使用效能。國(guó)內(nèi)多地已經(jīng)開展了無人機(jī)與警犬結(jié)合使用的研究。本文介紹一種利用無人機(jī)加裝自制的遙控拋投訓(xùn)練設(shè)備，可以簡(jiǎn)單有效地實(shí)現(xiàn)無人機(jī)攜帶訓(xùn)練球?qū)龑?dǎo)行進(jìn)并及時(shí)拋球獎(jiǎng)勵(lì)的功能。

一、無人機(jī)攜帶自制拋投裝置的硬件組成和功能

無人機(jī)選用大疆精靈型號(hào)，該機(jī)飛行速度可達(dá)50km/h，遙控距離可達(dá)3km，可持續(xù)飛行30min；自帶一枚2000萬(wàn)像素?cái)z像頭，可將實(shí)時(shí)影像回傳和存儲(chǔ)，也可使用HDMI線同步投射至指揮大屏幕。該機(jī)型的左右腳架和下方空間，可利用塑料板、PVC管、扎帶固定遙控拋投訓(xùn)練設(shè)備。

自制遙控拋投訓(xùn)練設(shè)備分為電源、遙控套件、蜂鳴器、電磁鐵、繩球等5個(gè)部分。電源采用3片鋰聚合物電芯，配合充放電保護(hù)板能輸出12V電壓；遙控套件為通用型兩路遙控套件，含接收板和雙鍵遙控器，接收板接入12V電源后，通過遙控器實(shí)現(xiàn)A路和B路的繼電器吸合；蜂鳴器為單音有源電子蜂鳴器，可發(fā)出“滴”的聲音信號(hào)；電磁鐵為失電型電磁鐵，其特性為不通電時(shí)會(huì)保持磁性，能夠吸附鐵片，對(duì)繩球起懸掛固定作用；繩球采用星記帶孔泡沫球，用短繩穿過，在末端加裝鐵片能夠被電磁鐵吸附。

遙控器接收板輸出A端連接蜂鳴器，當(dāng)按下遙控器A鍵時(shí)，蜂鳴器通電發(fā)出蜂鳴音。接收板輸出B端連接失電型電磁鐵，當(dāng)按下遙控器B鍵時(shí)，電磁鐵通電，磁力抵消，繩球自動(dòng)掉落。

改裝增加的設(shè)備總重250g，經(jīng)測(cè)試不會(huì)對(duì)飛行安全產(chǎn)生影響。失電型電磁鐵對(duì)無人機(jī)定位導(dǎo)航無干擾。

二、自制拋投裝置與警犬遠(yuǎn)距離指揮的訓(xùn)練方法

訓(xùn)導(dǎo)員帶犬在開闊地游戲或調(diào)引犬，助手操作無人機(jī)由遠(yuǎn)及近、由高到低多次接近訓(xùn)導(dǎo)員及犬所在區(qū)域，使犬適應(yīng)無人機(jī)、飛行中的噪音、高低升降，避免犬被動(dòng)。

第一階段，使用無人機(jī)直接獎(jiǎng)勵(lì)，逐漸拉開訓(xùn)導(dǎo)員與警犬的距離。無人機(jī)到訓(xùn)導(dǎo)員前上方懸停，高度約2米。訓(xùn)導(dǎo)員用球調(diào)引犬的注意力，讓犬看到把球快速掛載到無人機(jī)下方。利用無人機(jī)左右擺動(dòng)引起犬的注意，犬會(huì)主動(dòng)來到懸停的無人機(jī)下面，注視上空的球。訓(xùn)導(dǎo)員適時(shí)離開犬，按動(dòng)遙控器A鍵，無人機(jī)上蜂鳴器發(fā)出“滴”音，然后按動(dòng)B鍵，釋放球落下，犬獲得獎(jiǎng)勵(lì)。訓(xùn)導(dǎo)員立刻回到犬身邊，撫拍獎(jiǎng)勵(lì)，與犬互動(dòng)，鞏固效果。如此重復(fù)訓(xùn)練3～5次，適當(dāng)休息可開展下次訓(xùn)練。在訓(xùn)練時(shí)，訓(xùn)導(dǎo)員可小范圍前后左右移動(dòng)，觀察犬的表現(xiàn)，若犬對(duì)無人機(jī)上的球注意力集中，用“好”的口令獎(jiǎng)勵(lì)犬。經(jīng)過幾輪訓(xùn)練后，犬會(huì)對(duì)無人機(jī)攜帶的球高度注意，訓(xùn)導(dǎo)員的移動(dòng)不會(huì)影響犬。

第二階段，引導(dǎo)犬跟隨無人機(jī)行進(jìn)。無人機(jī)掛載訓(xùn)練球懸停在犬的上方，訓(xùn)導(dǎo)員離開犬一段距離。無人機(jī)慢速向前移動(dòng)，若犬跟隨無人機(jī)移動(dòng)，訓(xùn)導(dǎo)員遙控蜂鳴器發(fā)“滴”音并落球獎(jiǎng)勵(lì)。隨后進(jìn)行距離（犬與訓(xùn)導(dǎo)員）延長(zhǎng)訓(xùn)練，使犬形成始終跟隨無人機(jī)移動(dòng)的牢固條件反射。拋投裝置的“球”作為標(biāo)識(shí)物起到引導(dǎo)的作用。

第三階段，培養(yǎng)犬形成“機(jī)動(dòng)犬隨，機(jī)停犬坐”的條件反射。犬已自如跟隨無人機(jī)行進(jìn)，待無人機(jī)懸停時(shí)，訓(xùn)導(dǎo)員下達(dá)“坐”口令，犬做出正確的動(dòng)作后，訓(xùn)導(dǎo)員遙控蜂鳴器發(fā)“滴”音并落球獎(jiǎng)勵(lì)。經(jīng)過多次訓(xùn)練，讓犬形成“機(jī)動(dòng)犬隨，機(jī)停犬坐”的條件反射。

第四階段，提升能力，鞏固行為。拋投裝置利用犬對(duì)物品的興奮性和占有欲進(jìn)行訓(xùn)練，在能力提升階段，訓(xùn)練目標(biāo)是拋投裝置不帶球，犬能在無人機(jī)的引導(dǎo)下到達(dá)訓(xùn)導(dǎo)員想要讓犬到達(dá)的位置。在訓(xùn)練過程中，無人機(jī)減少帶球次數(shù)，采取隨機(jī)帶球，無規(guī)律可循的方式，犬只要做到都能自主跟隨即可。訓(xùn)練初期，訓(xùn)導(dǎo)員可以假放球，即只有掛球的動(dòng)作，而不真正掛球。在犬初次跟隨沒掛球的無人機(jī)行進(jìn)時(shí)，及時(shí)遙控蜂鳴器發(fā)出“滴”音，然后訓(xùn)導(dǎo)員迅速跑到犬的旁邊拋球獎(jiǎng)勵(lì)。經(jīng)過多次有效訓(xùn)練后，犬很快明白：只要跟著無人機(jī)走，無人機(jī)在發(fā)出“滴”音后，就會(huì)得到獎(jiǎng)勵(lì)。此階段完成犬對(duì)標(biāo)識(shí)物的轉(zhuǎn)變，由“球”到“無人機(jī)”。達(dá)到訓(xùn)練要求后，犬都能自主跟隨無人機(jī)。后期為防止犬退化，可以掛球強(qiáng)化訓(xùn)練幾次即可。

第五階段，環(huán)境復(fù)雜化訓(xùn)練。在前期訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)犬適應(yīng)各種環(huán)境，為實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練、應(yīng)用打下基礎(chǔ)。

三、該拋投裝置的優(yōu)點(diǎn)

（一）采用失電型電磁鐵可實(shí)現(xiàn)飛行懸停中反復(fù)掛載訓(xùn)練球，快速更換其他攜帶物，操作簡(jiǎn)單容易。訓(xùn)練球在此科目中不僅僅是前期訓(xùn)練的標(biāo)識(shí)物，還是獎(jiǎng)勵(lì)物品，后期訓(xùn)練的標(biāo)識(shí)物轉(zhuǎn)換的中介。前期訓(xùn)練中，利用警犬對(duì)物品的興奮性和占有欲，培養(yǎng)犬對(duì)無人機(jī)攜帶球的注意力。之后在警犬注意力保持在無人機(jī)和球上時(shí)，訓(xùn)導(dǎo)員離開，適時(shí)遙控釋放，落球獎(jiǎng)勵(lì)，從而使犬逐步脫離對(duì)訓(xùn)導(dǎo)員的依賴，轉(zhuǎn)為對(duì)無人機(jī)跟隨。

與其他市面上常見的機(jī)載拋投設(shè)備相比，常見的機(jī)載拋投設(shè)備多為卡扣固定掛載，遙控電機(jī)驅(qū)動(dòng)拉桿，一次性釋放。經(jīng)試驗(yàn)也可用于一次性拋投帶繩的訓(xùn)練球。但是在訓(xùn)練中發(fā)現(xiàn)，因?yàn)轱w行懸停過程中自身會(huì)不可避免的晃動(dòng)，訓(xùn)導(dǎo)員再次將球掛載到卡扣中會(huì)十分困難，這時(shí)需要將無人機(jī)落地后掛載。且無人機(jī)電池使用時(shí)間有限，操作較煩瑣，不利于多次訓(xùn)練。失電型電磁鐵順利解決了上述問題，不通電狀態(tài)下帶有磁力，會(huì)穩(wěn)固地吸附住下方的球。通電時(shí)，線圈產(chǎn)生的磁力會(huì)抵消，球自動(dòng)落下。訓(xùn)導(dǎo)員只需在無人機(jī)懸停時(shí)，把球吸附到電磁鐵即可。

（二）利用蜂鳴器作為標(biāo)記信號(hào)，極大提高訓(xùn)練效率。通常的警犬訓(xùn)練中，犬完成正確行為的瞬間，訓(xùn)導(dǎo)員會(huì)按動(dòng)手中的響片發(fā)出“咔噠”聲或者發(fā)出“好”的口令，作為獎(jiǎng)勵(lì)標(biāo)記信號(hào)。通過標(biāo)記信號(hào)，訓(xùn)導(dǎo)員自身的語(yǔ)言口令或響片聲，起到吸引和保持犬注意力的作用。

蜂鳴器發(fā)出的“滴”音，非常類似響片的“咔噠”聲，其頻率固定，容易區(qū)分，不易混淆。經(jīng)過試驗(yàn)，訓(xùn)練效果與響片一樣，效率均高于語(yǔ)言口令。更重要的是，蜂鳴器是安裝在機(jī)身上，標(biāo)記信號(hào)由無人機(jī)發(fā)出，更容易吸引犬注意力，達(dá)成獎(jiǎng)勵(lì)的效果。無論球在不在無人機(jī)上，犬都會(huì)跟隨，進(jìn)而脫離對(duì)人的依賴實(shí)現(xiàn)跟隨無人機(jī)指揮。

四、無人機(jī)協(xié)助警犬實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用

（一）參與群體性事件處置。警犬參與群體性事件處置的使用效果顯著。在處置中，指揮部可以依托無人機(jī)的高空視頻設(shè)備進(jìn)行畫面實(shí)時(shí)回傳，及時(shí)準(zhǔn)確掌握現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)，準(zhǔn)確劃定重點(diǎn)區(qū)域方位，適時(shí)調(diào)度和配置相關(guān)警力，制定警犬使用方案。2020年6月，在處置某地對(duì)抗性大規(guī)模群體性事件中，某市公安局短時(shí)間內(nèi)拉動(dòng)50頭警犬參與現(xiàn)場(chǎng)處置。通過無人機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控，指揮警犬對(duì)中心現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了有效封控并針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)變化進(jìn)行相應(yīng)的警力調(diào)整，確保中心現(xiàn)場(chǎng)封控效果。

（二）遠(yuǎn)距離指揮搜爆犬對(duì)可疑物品、汽車、建筑物外圍的搜索。利用無人機(jī)搭載遙控拋投訓(xùn)練設(shè)備，訓(xùn)導(dǎo)員可以在安全距離之外，操作無人機(jī)引導(dǎo)警犬開展搜爆作業(yè)，同時(shí)利用無人機(jī)回傳的現(xiàn)場(chǎng)視頻判斷犬的示警反應(yīng)。

（三）參與山林地、高稈作物田地的搜索、搜捕。在大規(guī)模的山林地、高稈作物田地搜索、搜捕中，由于目標(biāo)具有不確定性和移動(dòng)性，加上警犬技術(shù)人員對(duì)地形、環(huán)境、交通等情況存在盲點(diǎn)，在指揮警犬作業(yè)中存在安全風(fēng)險(xiǎn)和隱患。引入無人機(jī)參與行動(dòng)，可以利用無人機(jī)的高空視角對(duì)作業(yè)區(qū)域的環(huán)境、地貌、主要交通路口、犯罪嫌疑人可能藏匿的建筑物等情況進(jìn)行搜索，指揮員依此研判，確定重點(diǎn)部位和區(qū)域，制訂行動(dòng)計(jì)劃；在警犬搜索、搜捕過程中，無人機(jī)可對(duì)警犬和目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)調(diào)整路線、發(fā)現(xiàn)突破點(diǎn)。利用無人機(jī)引導(dǎo)警犬行進(jìn)至人員不易到達(dá)的復(fù)雜地域，進(jìn)行搜索和攻擊的指示和引導(dǎo)，能夠節(jié)省人犬體力、提升行動(dòng)的成功率。

（四）參與室內(nèi)搜捕。在室內(nèi)搜捕行動(dòng)中，由于抓捕對(duì)象所在樓層、室內(nèi)的情況不明，盲目行動(dòng)可能會(huì)打草驚蛇或帶來安全隱患，且由于搜索環(huán)境的陌生和相對(duì)封閉，使得制訂搜捕計(jì)劃存在諸多困難。在警犬進(jìn)行搜捕前，利用無人機(jī)對(duì)可疑建筑物外體特征進(jìn)行拍攝，確定進(jìn)出口，對(duì)室內(nèi)的布局進(jìn)行拍攝，確定犯罪嫌疑人藏身樓層、是否持有兇器，及時(shí)制訂修改搜捕方案。在實(shí)施搜捕中，無人機(jī)跟隨警犬作業(yè)，既能實(shí)時(shí)掌握搜捕情況又可通過錄像固定搜捕過程，為下一步偵查、訴訟提供證據(jù)。