[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

本發明涉及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，首先確定航線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；然后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，最后結合地面探測器獲取后的數據和聚類分析將飛行物目標進行威脅等級劃分。本發明能夠實現對移動的受保護低空無人機對象進行威脅等級識別，通過采用機器學習中的聚類算法可以明顯提高數據的處理計算能力，可通過地面探測器測得數據，其測得的數據較雷達獲取的數據更為豐富全面；本發明能夠實現對多變動態環境下空中運動目標很好的動態威脅度預測評估。

技術領域

本發明屬于信息技術領域，涉及一種低空安防技術，具體地說是涉及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。

背景技術

威脅度評估一詞，最早來源于防空作戰。它是作戰部隊進行情報收集信息處理后，做出火力安排的前提和核心。雖然應用范圍較廣，但是在國際上很少公開討論，在國內討論也相對較少。低空飛行物在防空領域中，由于具有低空飛行，速度慢，不容易被發現等特點，給低空航線帶內攜帶任務的低空無人機帶來極大的威脅和挑戰，及時對低空飛行物作出威脅判斷，對低空防空具有重要的意義。

現有技術中也有低空飛行物的威脅度評估方法的公開，例如中國專利CN111413681A公開了一種基于熵權法的飛行目標威脅度識別方法、系統和存儲介質，其中方法包括以下步驟：獲取雷達數據，所述雷達數據包括若干個飛行目標的起批數據；根據起批數據對飛行目標的記錄表進行更新處理，以及對起批數據進行規范化處理；結合規范化處理后的起批數據和熵權法計算飛行目標對應的威脅度值，獲得威脅度識別結果。但是，其威脅度評估方法只適用于受保護對象為固定不動的建筑物或者某種固定不動的其他物體，不適用于對移動的受保護低空無人機對象進行威脅等級識別。

另外，現有的威脅度評估方法，大部分還是采用獲取數據，通過一些加權算法對數據進行處理運算，隨著大數據來臨，這些威脅度評估方法會顯得運算緩慢。

目前，威脅評估獲取的數據多為受保護對象所攜帶的雷達獲取的，例如CN111086616A，其所獲取的數據多由無人艇上雷達采集獲取，其測得的數據很多時候并不全面。

發明內容

為了克服現有技術存在的不足，本發明提供了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。

本發明采用的技術方案為：

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，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。

作為優選，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。

作為優選，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；