利用无人机远距离训练、使用警犬探究

尹燕伟 曹大伟 李剑钊

（作者单位：山东省泰安市公安局，271000）

无人机在警务实战中广泛应用,其机动灵活、视角广阔的优势越来越受重视，警犬技术在实战中结合无人机优势，利用无人机为警犬技术处置案事件提供高效地侦查、指引、监控、证据固定、指挥调度等技术支持，能有效弥补传统警犬应用中的不足，提升使用效能。国内多地已经开展了无人机与警犬结合使用的研究。本文介绍一种利用无人机加装自制的遥控抛投训练设备，可以简单有效地实现无人机携带训练球对警犬引导行进并及时抛球奖励的功能。

一、无人机携带自制抛投装置的硬件组成和功能

无人机选用大疆精灵型号，该机飞行速度可达50km/h，遥控距离可达3km，可持续飞行30min；自带一枚2000万像素摄像头，可将实时影像回传和存储，也可使用HDMI线同步投射至指挥大屏幕。该机型的左右脚架和下方空间，可利用塑料板、PVC管、扎带固定遥控抛投训练设备。

自制遥控抛投训练设备分为电源、遥控套件、蜂鸣器、电磁铁、绳球等5个部分。电源采用3片锂聚合物电芯，配合充放电保护板能输出12V电压；遥控套件为通用型两路遥控套件，含接收板和双键遥控器，接收板接入12V电源后，通过遥控器实现A路和B路的继电器吸合；蜂鸣器为单音有源电子蜂鸣器，可发出“滴”的声音信号；电磁铁为失电型电磁铁，其特性为不通电时会保持磁性，能够吸附铁片，对绳球起悬挂固定作用；绳球采用星记带孔泡沫球，用短绳穿过，在末端加装铁片能够被电磁铁吸附。

遥控器接收板输出A端连接蜂鸣器，当按下遥控器A键时，蜂鸣器通电发出蜂鸣音。接收板输出B端连接失电型电磁铁，当按下遥控器B键时，电磁铁通电，磁力抵消，绳球自动掉落。

改装增加的设备总重250g，经测试不会对飞行安全产生影响。失电型电磁铁对无人机定位导航无干扰。

二、自制抛投装置与警犬远距离指挥的训练方法

训导员带犬在开阔地游戏或调引犬，助手操作无人机由远及近、由高到低多次接近训导员及犬所在区域，使犬适应无人机、飞行中的噪音、高低升降，避免犬被动。

第一阶段，使用无人机直接奖励，逐渐拉开训导员与警犬的距离。无人机到训导员前上方悬停，高度约2米。训导员用球调引犬的注意力，让犬看到把球快速挂载到无人机下方。利用无人机左右摆动引起犬的注意，犬会主动来到悬停的无人机下面，注视上空的球。训导员适时离开犬，按动遥控器A键，无人机上蜂鸣器发出“滴”音，然后按动B键，释放球落下，犬获得奖励。训导员立刻回到犬身边，抚拍奖励，与犬互动，巩固效果。如此重复训练3～5次，适当休息可开展下次训练。在训练时，训导员可小范围前后左右移动，观察犬的表现，若犬对无人机上的球注意力集中，用“好”的口令奖励犬。经过几轮训练后，犬会对无人机携带的球高度注意，训导员的移动不会影响犬。

第二阶段，引导犬跟随无人机行进。无人机挂载训练球悬停在犬的上方，训导员离开犬一段距离。无人机慢速向前移动，若犬跟随无人机移动，训导员遥控蜂鸣器发“滴”音并落球奖励。随后进行距离（犬与训导员）延长训练，使犬形成始终跟随无人机移动的牢固条件反射。抛投装置的“球”作为标识物起到引导的作用。

第三阶段，培养犬形成“机动犬随，机停犬坐”的条件反射。犬已自如跟随无人机行进，待无人机悬停时，训导员下达“坐”口令，犬做出正确的动作后，训导员遥控蜂鸣器发“滴”音并落球奖励。经过多次训练，让犬形成“机动犬随，机停犬坐”的条件反射。

第四阶段，提升能力，巩固行为。抛投装置利用犬对物品的兴奋性和占有欲进行训练，在能力提升阶段，训练目标是抛投装置不带球，犬能在无人机的引导下到达训导员想要让犬到达的位置。在训练过程中，无人机减少带球次数，采取随机带球，无规律可循的方式，犬只要做到都能自主跟随即可。训练初期，训导员可以假放球，即只有挂球的动作，而不真正挂球。在犬初次跟随没挂球的无人机行进时，及时遥控蜂鸣器发出“滴”音，然后训导员迅速跑到犬的旁边抛球奖励。经过多次有效训练后，犬很快明白：只要跟着无人机走，无人机在发出“滴”音后，就会得到奖励。此阶段完成犬对标识物的转变，由“球”到“无人机”。达到训练要求后，犬都能自主跟随无人机。后期为防止犬退化，可以挂球强化训练几次即可。

第五阶段，环境复杂化训练。在前期训练的基础上，引导犬适应各种环境，为实战训练、应用打下基础。

三、该抛投装置的优点

（一）采用失电型电磁铁可实现飞行悬停中反复挂载训练球，快速更换其他携带物，操作简单容易。训练球在此科目中不仅仅是前期训练的标识物，还是奖励物品，后期训练的标识物转换的中介。前期训练中，利用警犬对物品的兴奋性和占有欲，培养犬对无人机携带球的注意力。之后在警犬注意力保持在无人机和球上时，训导员离开，适时遥控释放，落球奖励，从而使犬逐步脱离对训导员的依赖，转为对无人机跟随。

与其他市面上常见的机载抛投设备相比，常见的机载抛投设备多为卡扣固定挂载，遥控电机驱动拉杆，一次性释放。经试验也可用于一次性抛投带绳的训练球。但是在训练中发现，因为飞行悬停过程中自身会不可避免的晃动，训导员再次将球挂载到卡扣中会十分困难，这时需要将无人机落地后挂载。且无人机电池使用时间有限，操作较烦琐，不利于多次训练。失电型电磁铁顺利解决了上述问题，不通电状态下带有磁力，会稳固地吸附住下方的球。通电时，线圈产生的磁力会抵消，球自动落下。训导员只需在无人机悬停时，把球吸附到电磁铁即可。

（二）利用蜂鸣器作为标记信号，极大提高训练效率。通常的警犬训练中，犬完成正确行为的瞬间，训导员会按动手中的响片发出“咔哒”声或者发出“好”的口令，作为奖励标记信号。通过标记信号，训导员自身的语言口令或响片声，起到吸引和保持犬注意力的作用。

蜂鸣器发出的“滴”音，非常类似响片的“咔哒”声，其频率固定，容易区分，不易混淆。经过试验，训练效果与响片一样，效率均高于语言口令。更重要的是，蜂鸣器是安装在机身上，标记信号由无人机发出，更容易吸引犬注意力，达成奖励的效果。无论球在不在无人机上，犬都会跟随，进而脱离对人的依赖实现跟随无人机指挥。

四、无人机协助警犬实战应用

（一）参与群体性事件处置。警犬参与群体性事件处置的使用效果显著。在处置中，指挥部可以依托无人机的高空视频设备进行画面实时回传，及时准确掌握现场动态，准确划定重点区域方位，适时调度和配置相关警力，制定警犬使用方案。2020年6月，在处置某地对抗性大规模群体性事件中，某市公安局短时间内拉动50头警犬参与现场处置。通过无人机对现场情况的实时监控，指挥警犬对中心现场进行了有效封控并针对现场变化进行相应的警力调整，确保中心现场封控效果。

（二）远距离指挥搜爆犬对可疑物品、汽车、建筑物外围的搜索。利用无人机搭载遥控抛投训练设备，训导员可以在安全距离之外，操作无人机引导警犬开展搜爆作业，同时利用无人机回传的现场视频判断犬的示警反应。

（三）参与山林地、高秆作物田地的搜索、搜捕。在大规模的山林地、高秆作物田地搜索、搜捕中，由于目标具有不确定性和移动性，加上警犬技术人员对地形、环境、交通等情况存在盲点，在指挥警犬作业中存在安全风险和隐患。引入无人机参与行动，可以利用无人机的高空视角对作业区域的环境、地貌、主要交通路口、犯罪嫌疑人可能藏匿的建筑物等情况进行搜索，指挥员依此研判，确定重点部位和区域，制订行动计划；在警犬搜索、搜捕过程中，无人机可对警犬和目标区域进行实时监控，及时调整路线、发现突破点。利用无人机引导警犬行进至人员不易到达的复杂地域，进行搜索和攻击的指示和引导，能够节省人犬体力、提升行动的成功率。

（四）参与室内搜捕。在室内搜捕行动中，由于抓捕对象所在楼层、室内的情况不明，盲目行动可能会打草惊蛇或带来安全隐患，且由于搜索环境的陌生和相对封闭，使得制订搜捕计划存在诸多困难。在警犬进行搜捕前，利用无人机对可疑建筑物外体特征进行拍摄，确定进出口，对室内的布局进行拍摄，确定犯罪嫌疑人藏身楼层、是否持有凶器，及时制订修改搜捕方案。在实施搜捕中，无人机跟随警犬作业，既能实时掌握搜捕情况又可通过录像固定搜捕过程，为下一步侦查、诉讼提供证据。