[發明專利]一種用于判定小型無人機目標個數的智能辨識方法

有效

• 申請號: 202110400484.9
• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN113514808B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 樊榮;易文川;鐘方媛;陳林;唐慶如;朱新宇;丁學科
• 申請（專利權）人: 中國民用航空飛行學院;同方電子科技有限公司
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 深圳市徽正知識產權代理有限公司 44405
• 代理人: 奉燁

1.一種用于判定小型無人機目標個數的智能辨識方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：將包含有多個陣元的陣列在色噪聲環境的遠場中任意放置，在預先設定無人機個數和采樣快拍數下，采樣經無人機反射過來的回波信號；

S2：對各個通道接收信號的數據集進行通道校正，獲得各通道校正后觀測信號數據集；

S3：各通道校正后觀測信號數據集求協方差矩陣，再經酉變換計算得到蓋爾圓矩陣；

S4：通過蓋爾圓矩陣確定用于集群無人機個數估計的蓋爾圓圓心和蓋爾圓半徑，在二維直角坐標系下繪制蓋爾圓圖，并將二維蓋爾圓圖標記后送入分類神經網絡；

S5：改變預先設定的無人機個數，多次重復步驟S1～S4，生成一定數量的訓練樣本用于訓練步驟S4中所述的分類神經網絡，直至分類神經網絡的準確率達到要求；

步驟S4中所述通過蓋爾圓矩陣確定用于集群無人機個數估計的蓋爾圓圓心和蓋爾圓半徑，在二維直角坐標系下繪制蓋爾圓圖，并將二維蓋爾圓圖標記后送入分類神經網絡，具體方法為：

通過蓋爾圓矩陣獲得繪制蓋爾圓圖所需的圓心和半徑：

圓心矢量c＝diag(real(R_r))/sum(diag(real(R_T)))，式中，c＝[c₁，c₂，...，c_m，...，c_M]^T為蓋爾圓圓心矢量，c_m為第m個蓋爾圓圓心，real(.)為括號內矩陣的所有元素取實部后構成的矩陣，diag(.)為取括號內的矩陣的對角線上的元素并構成一列向量；sum(.)表示對括號內的矩陣的所有元素求和；

半徑矢量r_u＝abs(R_T(M))/sum(abs(R_T(I)))，式中，r_u＝(r₁，...，r_m，...，r_M)T蓋爾圓半徑矢量，r_m為第m個蓋爾圓半徑，R_T(M)為矩陣R_T的最后一列構成的列向量，abs(.)為括號內的矩陣中的每一個元素取復數幅值后構成的矩陣；

在二維直角坐標系中，以c_m·cos(π/4)為圓心點橫坐標，c_m·sin(π/4)為圓心點縱坐標，r_m為半徑在二維直角坐標系下繪制蓋爾圓圖并標記后依次送入分類神經網絡中。

2.根據權利要求1所述的用于判定小型無人機目標個數的智能辨識方法，其特征在于，步驟S1中所述的將包含有多個陣元的陣列在色噪聲環境的遠場中任意放置，在預先設定無人機個數和采樣快拍數下，采樣經無人機反射過來的回波信號，具體方法為：

所述陣列包含M個陣元，間距為d，采樣快拍數L，無人機個數為F，F個遠場窄帶信號入射到陣列上，其中F＝1，2，...，K，且K＜M，在陣列信號處理領域中將接收信號表示為：x(t)＝As(t)+n(t)，式中x(t)＝[x₁(t)，x₂(t)，...，x_M(t)]^T為t時刻的接收信號矢量，s(t)＝[s₁(t)，...，s_k(t)]^T為t時刻信號源矢量，n(t)＝[n₁(t)，...n_M(t)]^T為t時刻色噪聲矢量，a＝[α(Θ₁)，...，α(Θ_k)]為陣列流型矢量，Θ_k＝(φ_k，θ_k)為第k個信號源的入射角，其中φ_k和θ_k分別為第k個信號源的方位角和俯仰角，且φ_k∈(0，2π)、θ_k∈(0，π/2)，為第k個信號源的導向矢量，β_m＝2π(m-1)/M為逆時針第m個陣元與X軸的夾角，λ為載波波長。