[發明專利]一種基于運動特征的無人機行為模式分類方法

在審

• 申請號: 202011373186.7
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112489074A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 張學軍;李勇杰;何翔;郝鵬
• 申請（專利權）人: 北航（四川）西部國際創新港科技有限公司
• 主分類號: G06T7/20
• 分類號: G06T7/20;G06T7/13;G06K9/62
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 茍銘

本發明公開了一種基于運動特征的無人機行為模式分類方法，包括以下步驟：無人機的運動類型分為：俯沖、爬升、平飛和懸停。分別對俯沖、爬升、平飛和懸停進行判定。本發明的優點是：為指揮員和管制員進行的決策提供技術支持，提升對無人機的識別能力，對無人機“黑飛”現象管控提供技術支撐。

技術領域

本發明涉及無人機行為分類技術領域，特別涉及一種基于運動特征的無人機行為模式分類方法。

背景技術

隨著科技進步和應用場景的不斷拓展，無人機發展到今天，其用途主要可以分為軍用和民用無人機兩部分。無人機產業發展極為迅速，并在多個領域得到應用，與之相伴的運行風險也日益增加。從整個發展趨勢來看，無人機在各國軍隊中的裝備數量和作用將會在未來一個時期中飛速發展，其擔任的作戰任務也將越來越廣泛。在民用領域，無人機將被越來越多行業所使用，形成多樣化的無人機在低空密集飛行的態勢，空域結構將更加復雜。與此同時，我國目前尚未形成完善的無人機的監管體系，難以對無人機的安全運行進行有效的管控。近年來，隨著低空空域的開放，無人機飛行事故頻發，屢次威脅公共安全和國家安全。因此，對各類無人機的行為意圖進行分類，將成為無人機作戰防御和監管的重要措施，具有重要的理論意義和實踐價值，為聯合作戰戰場空域飛行態勢感知和智能空域管理提供支撐。

在當前現存的針對無人機分類的方案中，無人機分類要是從技術特征、應用領域對無人機進行分類。從技術角度來講，無人機可分為固定翼無人機、直升無人機、多旋翼無人機和其他無人機；按照技術特征對無人機進行分類，可以將無人機分為軍用無人機和民用無人機，而民用無人機又分為工業級無人機和消費級無人機，而這三類無人機再搭載設備、使用的客戶群體以及具體用途方面存在比較大的區別并根據這些區別進行分類。

現有技術的缺點是

(i)主要是根據已知信息進行分類，無法對一款信息未知無人機的行為模式進行歸類。

(ii)沒有依靠模型進行分類，而主要是利用人的經驗和已知信息。如此分類很容易因為某種特定因素從而對一款無人機進行錯誤分類，最終造成整體識別準確度偏低。

(iii)此種分類方法過于籠統，沒有針對特定的機型進行詳細地分類，無法對管理部門提供有效的借鑒意義。

發明內容

本發明針對現有技術的缺陷，提供了一種基于運動特征的無人機行為模式分類方法，解決了現有技術中存在的缺陷。

為了實現以上發明目的，本發明采取的技術方案如下：

一種基于運動特征的無人機行為模式分類方法，包括以下步驟：

S1：無人機運動類型分類；

無人機的運動類型分為：俯沖、爬升、平飛和懸停。

S2：各個運動類型行為判定方法；

S21：懸停行為判定。

S211：有參照物條件下的懸停行為判斷：設m幀圖像的無人機外觀輪廓重心為(x_m，y_m)，m+1幀圖像的外觀輪廓重心為(x_m+1，y_m+1)，波動值為μ，閾值為ω。由公式：

當波動值μ＞ω，可判定無人機非懸停狀態；

當波動值μ≤ω，無人機有可能處于懸停狀態。

S212：無參照物條件下的懸停行為判斷：首先建立無人機輪廓最小外接矩形，再計算相鄰倆幀最小矩形面積差，由面積差ΔA小于波動閾值γ，則判斷為懸停。面積差計算如下：

ΔA＝|S_m-S_m+1| (3)