【技术实现步骤摘要】
一种用于判定小型无人机目标个数的智能辨识方法
[0001]本专利技术属于小型无人机目标智能识别与控制
,具体涉及一种用于判定小型无人机目标个数的智能辨识方法。
技术介绍
[0002]近年来,随着小型无人机应用技术迅猛发展,小型无人机在农业、电力、测绘、航拍、安全等领域发挥了重大作用,小型无人机应用模式也已从单机应用向多无人机系统方向发展。作为小型无人机识别与控制技术的重要技术组成部分,无人机识别与控制技术也由单无人机识别向多无人机识别与控制技术方向发展,在无人机目标识别与控制任务处理过程中,能否准确识别无人机目标数目直接关系到能否准确锁定无人机目标方位。如果对无人机目标数目判别结果与实际目标数目不符,则会直接影响到后续无人机目标方位判定,进而无法为无人机后续控制提供关键参数。因此无人机目标智能识别对实现无人机目标协议控制任务、制定无人机控制链路信号定向辐射方位策略、以及评估无人机目标所在空域的飞行安全风险等具有十分重要的意义。
[0003]在技术层面,无人机目标个数识别属于阵列信号处理领域中的信源个数估计问题。当前,基于天线阵列输出数据进行无人机目标个数判别的方法总体上分为三类。一类是基于对天线阵列输出快拍数据的协方差矩阵进行特征分解,根据特征分解后的特征值大小判定无人机目标个数,但是这类判别方法至今为止缺乏理论依据。另一类则是基于信息论准则的判别方法,主要是基于H.Akaike提出的最小信息准则(AIC)(H Akaike.A new look at the statistical model ide ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于判定小型无人机目标个数的智能辨识方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:将包含有多个阵元的阵列在色噪声环境的远场中任意放置,在预先设定无人机个数和采样快拍数下,采样经无人机反射过来的回波信号;S2:对各个通道接收信号的数据集进行通道校正,获得各通道校正后观测信号数据集;S3:各通道校正后观测信号数据集求协方差矩阵,再经酉变换计算得到盖尔圆矩阵;S4:通过盖尔圆矩阵确定用于集群无人机个数估计的盖尔圆圆心和盖尔圆半径,在二维直角坐标系下绘制盖尔圆图,并将二维盖尔圆图标记后送入分类神经网络;S5:改变预先设定的无人机个数,多次重复步骤S1~S4,生成一定数量的训练样本用于训练步骤S4中所述的分类神经网络,直至分类神经网络的准确率达到要求。2.根据权利要求1所述的用于判定小型无人机目标个数的智能辨识方法,其特征在于,步骤S1中所述的将包含有多个阵元的阵列在色噪声环境的远场中任意放置,在预先设定无人机个数和采样快拍数下,采样经无人机反射过来的回波信号,具体方法为:所述阵列包含M个阵元,间距为d,采样快拍数L,无人机个数为F,F个远场窄带信号入射到阵列上,其中F=1,2,...,K,且K<M,在阵列信号处理领域中将接收信号表示为:x(t)=As(t)+n(t),式中x(t)=[x1(t),x2(t),...,x
M
(t)]
T
为t时刻的接收信号矢量,s(t)=[s1(t),...,s
k
(t)]
T
为t时刻信号源矢量,n(t)=[n1(t),...n
M
(t)]
T
为t时刻色噪声矢量,a=[α(Θ1),...,α(Θ
k
)]为阵列流型矢量,Θ
k
=(φ
k
,θ
k
)为第k个信号源的入射角,其中φ
k
和θ
k
分别为第k个信号源的方位角和俯仰角,且φ
k
∈(0,2π)、θ
k
∈(0,π/2),为第k个信号源的导向矢量,β
m
=2π(m
‑
1)/M为逆时针第m个阵元与X轴的夹角,λ为载波波长。3.根据权利要求1所述的用于判定小型无人机目标个数的智能辨识方法,其特征在于,步骤S2中所述的对各个通道接收信号的数据集进行通道校正,获得各通道观测信号数据集,具体方法为:提取通道校正系数:令校正信号数据集为J=[a1+b1i,...,a
M
+b
M
i]
T
,i为虚数单位,则通道校正系数矩阵为:式中,T为通道校正系数矩阵。通道校正:设各通道接收信号的数据集为:式中,Y表示各通道接收信号的数据集,c
mn
+e
mn
i为矩阵Y中第m行,第n列的元素,N为每一通道数据集的数据点最大个数,m=1,2,
…
,M,n=1,2,
…
N。则X=Diag(T)
·
Y所示的矩阵为经通道校正后各通道观测信号数据集,式中,Diag(T)
为以矩阵T中的元素为对角元素的对角矩阵。4.根据权利要求1所述的用于判定小型无人机目标个数的智能辨识方法,其特征在于,步骤S3中所述各通道观测信号数据集求得协方差矩阵,再经酉变换计算得到盖尔圆矩阵,具体方法为:观测信号数据集的协方差矩阵为其中,(.)
H
为共轭转置,对R
...
【专利技术属性】
技术研发人员:樊荣,易文川,钟方媛,陈林,唐庆如,朱新宇,丁学科,
申请(专利权)人:同方电子科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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