[發明專利]一種無人機智能檢測方法及系統

在審

• 申請號: 202011449506.2
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112418178A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 陳隆亮;何騫;徐磊;李娟;屈陽;王浩;何杰
• 申請（專利權）人: 中國人民武裝警察部隊警官學院
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06F17/12;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 林菲菲

1.一種無人機入侵智能檢測方法，其特征在于，所述檢測方法包括如下步驟：

步驟1：獲取待測空間中的OFDM信號，根據所述OFDM信號，判斷待測空間中是否存在無人機；

步驟2：若待測空間中存在無人機，根據步驟1獲取的OFDM信號，檢測無人機的二維方位；

步驟3：根據步驟2得到的無人機二維方位檢測結果，判斷無人機是否進入非法飛行區域。

2.根據權利要求1所述的一種無人機智能檢測方法，其特征在于，步驟1利用天線系統獲取待測空間中的OFDM信號，所述天線系統的設計方法為：基于空間直角坐標系，在X軸和Y軸所在的平面上，以原點O為圓心，呈放射狀設置N根天線，每根天線之間的夾角為

3.根據權利要求2所述的一種無人機智能檢測方法，其特征在于，步驟1判斷待測空間中是否存在無人機的方法為：

步驟1.1：通過導頻提取OFDM信號中的CSI(信道狀態信息)，把在M時刻，第N根天線上的第K子個載波中提取的CSI表示為所述為一個復數，所述天線系統一共可提取K·N·M個CSI，將所述K·N·M個CSI構成復數矢量表示為

步驟1.2：構建神經網絡模型，利用提取的K·N·M個CSI訓練所述神經網絡模型；

步驟1.3：當需要進行無人機智能識別時，將實時提取的K·N·M個CSI輸入經訓練好的神經網絡模型，輸出判斷結果；

步驟1.4：根據步驟1.3的判斷結果，判定待測空間中是否存無人機。

4.根據權利要求2所述的一種無人機智能檢測方法，其特征在于，步驟2檢測無人機的二維方位的方法為：

步驟2.1：以所述天線系統的圓心O為參考，根據獲取的OFDM信號，構建圓形陣列響應矢量所述

其中，j為虛數單位，R為圓形陣列的半徑，θ為入射信號與X軸的夾角，為入射信號于Z軸的夾角，f為頻率，c為光速；

步驟2.2：根據所述圓形陣列，將提取到的同一時刻，N根天線，K個子載波中的CSI重構為復數矢量C，所述

步驟2.3：將所述和所述C帶入公式計算偽峰譜圖，尋找所述偽峰譜圖中的最大峰對應的二維角度，即得到無人機的二維方位角度。

5.根據權利要求2所述的一種無人機智能檢測方法，其特征在于，步驟3判斷無人機是否進入非法飛行區域的方法為：以非法飛行區域邊界線的切線為Y軸，建立空間直角坐標系，利用步驟2所述的方法持續檢測無人機的二維方位角，當所述二維方位角在XY平面上的投影角度值為負數時，即可判定非法飛行區域內有無人機入侵。

6.根據權利2所述的一種無人機智能檢測方法，其特征在于，在判斷非法飛行區域內是否有無人機入侵之前，對待測空間中是否存在無人機作進一步識別確認，方法為：結合步驟2，檢測無人機在Z軸上的方位角度值，當天線系統的安裝高度與無人機在Z軸上的方位角度值同時滿足以下情況時，可進一步確定信號源為無人機信號源：

(1)當天線系統的安裝高度為3米至5米時，信號源在Z軸上的方位角度值范圍為0°至89°；

(2)當天線系統的安裝高度為5米至10米時，信號源在Z軸上的方位角度值范圍為-5°至89°；

(3)當天線系統的安裝高度為10米至15米時，信號源在Z軸上的方位角度值范圍為-8°至89°；

(4)當天線系統的安裝高度為15米至20米時，信號源在Z軸上的方位角度值范圍為-10°至89°；

(5)當天線系統的安裝高度為20米至30米時，信號源在Z軸上的方位角度值范圍為-15°至89°。

7.根據權利要求3所述的一種無人機智能檢測方法，其特征在于，所述神經網絡模型為3層神經網絡，每一層的激活函數為sigmoid函數；得到的檢測結果為一個二維向量Y＝[y₁,y₂]^T，y₁,y₂∈(0,1)；判斷待測空間是否存在無人機的方法為：當y₁y₂時，判斷得出存在無人機，當y₁y₂時，判斷得出不存在無人機。