[發明專利]一種基于聚類分析的飛行物目標對受保護低空無人機的威脅度識別方法

有效

• 申請號: 202011308194.3
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112418071B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 白慧慧;韓超;王利軍;焦慶春
• 申請（專利權）人: 浙江科技學院
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62;G06N20/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 鄭芳

1.一種基于聚類分析的飛行物目標對受保護低空無人機威脅度識別方法，其特征在于包括以下步驟：

S1：確定低空航線帶內受保護的低空無人機對象及其受保護空間范圍，并確定對受保護的低空無人機對象構成威脅的飛行物目標；

S2：通過地面探測器測得受保護的低空無人機對象和飛行物目標的飛行數據，其測得的數據包括：飛行物目標的飛行物類型、位置坐標、速度、水平航向角，及受保護的低空無人機的位置坐標、速度、水平航向角；

S3：結合地面探測器獲取的數據和聚類分析將飛行物目標進行威脅等級劃分；

其中，S3包括以下步驟：

S301：基于地面探測器測得的數據，選取飛行物目標對低空無人機構成威脅的五個威脅度評估因子；

S302：根據五個威脅度評估因子，構建五個威脅度評估因子的隸屬度函數，將測得的數據量化在[0,1]區間內；

S303：對每個飛行物目標的五個威脅度評估因子的隸屬度函數的量化值采用熵的方法，求解出每個飛行物目標的五個威脅度評估因子的權重；

S304：根據每個飛行物目標的五個威脅度評估因子的權重，構建一個權重頻率計算函數，以此來表現飛行物目標飛行的穩定性；

S305：將各個飛行物目標的五個威脅度因子的隸屬度函數的量化值和建立的權重頻率計算函數值作為聚類算法K的輸入，通過聚類分析將飛行物目標進行威脅等級劃分。

2.根據權利要求1所述基于聚類分析的飛行物目標對受保護低空無人機威脅度識別方法，其特征在于步驟S1具體為：

選取在低空固定航線內飛行的低空無人機作為受保護的對象，低空無人機的受保護空間范圍是以低空無人機質心為球心，半徑為k的球與低空航線帶上界與下界相交的范圍內，k的取值為該球體與低空航線帶上界或低空航線帶下界相切的這兩種情況下的最大球半徑；

選取在低空無人機受保護空間范圍內出現的飛行物作為對受保護的低空無人機構成威脅的飛行物目標。

3.根據權利要求1所述基于聚類分析的飛行物目標對受保護低空無人機威脅度識別方法，其特征在于：S301中五個威脅度評估因子包括：飛行物目標類別、飛行物目標的武裝性能、受保護的低空無人機與飛行物目標間的相對距離、受保護的低空無人機與飛行物目標間的水平航向角關系、受保護的低空無人機與飛行物目標間的相對速度。

4.根據權利要求3所述基于聚類分析的飛行物目標對受保護低空無人機威脅度識別方法，其特征在于：S302中飛行物目標類別隸屬度函數f_類別：

飛行物目標武裝性能隸屬度函數f_武裝：

受保護的低空無人機與飛行物目標間的相對距離隸屬度函數f_距離：

其中d為受保護的低空無人機與飛行物目標間的相對距離，h為航線帶上界與下界的距離，k為受保護低空無人機受保護范圍的最大球半徑；

受保護的低空無人機與飛行物目標間的水平航向角關系隸屬度函數f_航向角：

f_航向角＝|sin(|θ₂-θ₁|)|θ₁∈[0°，360°]，θ₂∈[0°，360°]

其中θ₂為飛行物目標的水平航向角，θ₁為受保護的低空無人機目標的水平航向角；

受保護的低空無人機與飛行物目標間的相對速度隸屬度函數f_相對速度：

其中v₂為飛行物目標的瞬時速度，v₁為受保護的低空無人機目標的瞬時速度。