[發(fā)明專(zhuān)利]一種無(wú)人機(jī)信號(hào)提取和識(shí)別方法、系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110414718.5
• 申請(qǐng)日: 2021-04-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113191224A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱守中;李明;劉洪雷;劉思意
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙泰聘信息科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06K9/00
• 分類(lèi)號(hào): G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 西安長(zhǎng)和專(zhuān)利代理有限公司 61227
• 代理人: 黃偉洪

本發(fā)明屬于無(wú)人機(jī)信號(hào)檢測(cè)和識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種無(wú)人機(jī)信號(hào)提取和識(shí)別方法、系統(tǒng)，所述無(wú)人機(jī)信號(hào)提取和識(shí)別方法包括：首先基于無(wú)人機(jī)圖傳信號(hào)與其他干擾信號(hào)中頻特征的差異，對(duì)中頻信號(hào)進(jìn)行包絡(luò)檢測(cè)和包絡(luò)提取；其次進(jìn)行快速傅里葉變換處理，提取各脈沖信號(hào)的中頻特征；然后對(duì)已提取的中頻特征信號(hào)進(jìn)行改進(jìn)的模糊C均值聚類(lèi)，基于歐式距離對(duì)各簇信號(hào)進(jìn)行去野值處理，剔除干擾的雜散信號(hào)。本發(fā)明提供的無(wú)人機(jī)信號(hào)提取和識(shí)別方法采用數(shù)據(jù)平均提取無(wú)人機(jī)中頻信號(hào)特征，為后續(xù)參數(shù)估計(jì)提供了“高質(zhì)量”的脈沖信號(hào)。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)測(cè)試證明，本發(fā)明的方法對(duì)復(fù)雜電磁環(huán)境中無(wú)人機(jī)信號(hào)提取、分離和識(shí)別效果明顯，具有較強(qiáng)的實(shí)際工程應(yīng)用能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無(wú)人機(jī)信號(hào)檢測(cè)和識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無(wú)人機(jī)信號(hào)提取和識(shí)別方法、系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展和國(guó)產(chǎn)無(wú)人機(jī)的普及，無(wú)人機(jī)在給人民帶來(lái)便利的同時(shí)，與其相關(guān)的事故也頻繁出現(xiàn)在人們的視野之中。國(guó)內(nèi)外存在利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行犯罪活動(dòng)的現(xiàn)象。“黑飛”無(wú)人機(jī)引發(fā)了社會(huì)各界關(guān)注和擔(dān)憂(yōu)，對(duì)其進(jìn)行有效管控的需求非常迫切。

面對(duì)“黑飛”無(wú)人機(jī)，不僅要設(shè)定規(guī)范制定政策做到“不讓飛”，還要在技術(shù)層面上研究反制手段實(shí)現(xiàn)“不敢飛”。對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行反制的前提與關(guān)鍵就是要實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)目標(biāo)精準(zhǔn)而迅速地探測(cè)與識(shí)別。目前市場(chǎng)上民用無(wú)人機(jī)在鄉(xiāng)村郊外的空曠環(huán)境下的控制距離在兩公里到五公里左右，在復(fù)雜的市區(qū)內(nèi)控制距離則大幅度縮短，這為對(duì)無(wú)人機(jī)目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)、對(duì)操作者進(jìn)行搜尋提供了可能。然而民用無(wú)人機(jī)所用信號(hào)頻段與Wifi信號(hào)頻段高度重疊，部分無(wú)人機(jī)采取Wifi體制模式進(jìn)行信號(hào)傳輸，這為無(wú)人機(jī)探測(cè)與識(shí)別帶來(lái)不小的挑戰(zhàn)。

通過(guò)上述分析，現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題及缺陷為：目前民用無(wú)人機(jī)所用信號(hào)頻段與Wifi信號(hào)頻段高度重疊，部分無(wú)人機(jī)采取Wifi體制模式進(jìn)行信號(hào)傳輸，存在難以識(shí)別的問(wèn)題。

解決以上問(wèn)題及缺陷的難度為：無(wú)人機(jī)信號(hào)的探測(cè)識(shí)別技術(shù)是應(yīng)對(duì)無(wú)人機(jī)黑飛濫用的關(guān)鍵技術(shù)之一。受電磁頻譜管控等限制，民用無(wú)人機(jī)遙控和圖傳信號(hào)的頻段與wifi信號(hào)的頻段高度重合，頻點(diǎn)在一定范圍內(nèi)跳變，信號(hào)調(diào)制采用OFDM模式。因此實(shí)際信號(hào)監(jiān)測(cè)環(huán)境中會(huì)接收到多類(lèi)輻射源(無(wú)人機(jī)、wifi發(fā)射器等)的混合信號(hào)，截獲的信號(hào)在時(shí)域、頻域上相互交疊。因此當(dāng)無(wú)人機(jī)信號(hào)混雜在wifi信號(hào)中時(shí)，不能通過(guò)接收信號(hào)判斷無(wú)人機(jī)信號(hào)存在，傳統(tǒng)信號(hào)處理方法無(wú)法從復(fù)雜電磁環(huán)境中分離出無(wú)人機(jī)圖傳信號(hào)，更不可能實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)的識(shí)別和定位等。

解決以上問(wèn)題及缺陷的意義為：本發(fā)明提出基于信號(hào)頻域特征的無(wú)人機(jī)信號(hào)提取和識(shí)別方法、系統(tǒng)，可以通過(guò)提取各類(lèi)輻射源頻域特征，建立樣本比對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)，將截獲到的無(wú)人機(jī)圖傳信號(hào)提取出來(lái)。本發(fā)明的意義：一是有效避免因遠(yuǎn)距離傳輸導(dǎo)致信號(hào)能量衰減被噪聲“淹沒(méi)”的問(wèn)題，本方法具備在頻域進(jìn)行信號(hào)分離的能力；二是受到發(fā)射機(jī)影響，不同發(fā)射機(jī)的頻域調(diào)制特征具有一定的差異性，因此可基于其差異性完成對(duì)不同目標(biāo)的分選和分離，避免了不同目標(biāo)信號(hào)因采用調(diào)制模式相同而難以識(shí)別的問(wèn)題。有效解決在復(fù)雜電磁環(huán)境中對(duì)于無(wú)人機(jī)信號(hào)的檢測(cè)、分選、識(shí)別和無(wú)人機(jī)的定位問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種無(wú)人機(jī)信號(hào)提取和識(shí)別方法、系統(tǒng)，尤其涉及一種基于信號(hào)頻域特征的無(wú)人機(jī)信號(hào)提取和識(shí)別方法、系統(tǒng)，旨在解決目前無(wú)人機(jī)傳輸信號(hào)頻段與Wifi信號(hào)頻段高度重疊，難以識(shí)別的問(wèn)題。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種無(wú)人機(jī)信號(hào)提取和識(shí)別方法，所述無(wú)人機(jī)信號(hào)提取和識(shí)別方法包括：

首先基于無(wú)人機(jī)圖傳信號(hào)與其他干擾信號(hào)中頻特征的差異，對(duì)中頻信號(hào)進(jìn)行包絡(luò)檢測(cè)和包絡(luò)提取；其次進(jìn)行快速傅里葉變換處理，提取各脈沖信號(hào)的中頻特征；然后對(duì)已提取的中頻特征信號(hào)進(jìn)行改進(jìn)的模糊C均值聚類(lèi)，基于歐式距離對(duì)各簇信號(hào)進(jìn)行去野值處理，剔除干擾的雜散信號(hào)。

進(jìn)一步，所述無(wú)人機(jī)信號(hào)提取和識(shí)別方法包括以下步驟：