一种多源信息融合低慢小目标探测方法及无人空防系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115761421A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211373603.7(22)申请日2022.11.03(71)申请人南京莱斯电子设备有限公司地址210007江苏省南京市秦淮区苜蓿园东街1号(72)发明人刘文白俊奇胡乔伟孙宜斌席灿江曹晴万清萍赵博翟海涛李强王连坡普志方(74)专利代理机构江苏圣典律师事务所32237专利代理师胡建华(51)Int.Cl.G06V10/80(2022.01)G06V10/764(2022.01)G01C21/00(2006.01)G01S13/86(2006.01)权利要求书5页说明书13页附图5页(54)发明名称一种多源信息融合低慢小目标探测方法及无人空防系统(57)摘要本发明公开了一种多源信息融合低慢小目标探测方法及无人空防系统，用于对低空空飘气球、黑飞无人机、鸟群等外来物的识别和跟踪，包括：基于光电、雷达和无线电侦测设备的威力指标，建立一体化目标感知矩阵，获取低慢小目标的光电图像和数据信息；建立多源信息融合和目标分类模型，分别对光电、雷达和无线电侦测构建基分类器处理特征级信息，并在身份级层面进行综合，得到多源印证识别结果；采用ADS‑B数据判别合作飞机目标，采用无线电侦测白名单频谱库判别合作无人机目标与黑飞无人机目标，对于黑飞无人机目标，根据所属感知矩阵区域确定干扰策略；设计融合规则，进行目标位置信息融合，并对空域目标位置及身份信息汇总进行态势显示。CN115761421ACN115761421A权利要求书1/5页1.一种多源信息融合低慢小目标探测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：基于光电、雷达和无线电侦测设备的威力指标，建立一体化目标感知矩阵，获取所述低慢小目标的光电图像和数据信息；步骤2：建立多源信息融合和目标分类模型，分别对光电、雷达和无线电侦测构建基分类器处理特征级信息，并在身份级层面进行综合，得到多源印证识别结果，即综合识别结果；步骤3：采用ADS‑B数据判别合作飞机目标，采用无线电侦测白名单频谱库判别合作无人机目标与黑飞无人机目标，对于黑飞无人机目标，根据所属感知矩阵区域确定干扰策略；步骤4：设计融合规则，进行目标位置信息融合，并对空域目标位置及身份信息汇总进行态势显示。2.根据权利要求1所述的一种多源信息融合低慢小目标探测方法，其特征在于，步骤1所述的获取所述低慢小目标的光电图像和数据信息，具体方法包括：步骤1‑1：获取光电侦测设备的热灵敏度和焦距参数，计算所述光电侦测设备的探测视场和作用距离；获取雷达侦测设备的天线增益和接收机灵敏度参数，计算所述雷达侦测设备的探测视场和作用距离；获取无线电侦测设备的接收天线增益和探测波长参数，计算所述无线电侦测设备的探测视场和作用距离；具体方法如下：步骤1‑1‑1，计算所述光电侦测设备的探测视场和作用距离，方法如下：其中，Rp为目标到光电侦测设备的作用距离；δ为信号提取因子；At为目标的有效辐射面积；Lt为目标的辐射亮度；Nt为目标在焦平面上所占的像元数；Lbg为背景辐射亮度；Ao为光学系统入瞳面积；τa(R)为大气透过率；τo为工作时光学系统的透过率；Ad为探测器单个像元面*积；tint1为工作时的积分时间；D为波段有效探测度；SNR为最低信噪比；步骤1‑1‑2，计算所述雷达侦测设备的探测视场和作用距离，方法如下：其中，Rr为目标到雷达侦测设备的作用距离；PT为雷达发射功率，GR为全向接收天线增益，GT为定向发射天线增益，λ为雷达信号波长，σ为典型目标反射截面积，k为玻尔兹曼常数，T0为噪声温度，B为接收系统等效带宽，Mn为识别系数，Ls是系统损耗，Nf为噪声系数；步骤1‑1‑3，计算所述无线电侦测设备的探测视场和作用距离，方法如下其中，Rd为目标到无线电侦测设备的作用距离；PT为典型目标发射功率，GR为全向接收天线增益，GT为定向天线增益，λ为典型侦测信号波长，PR为设备最低可感应信号功率；2CN115761421A权利要求书2/5页步骤1‑2：基于光电、雷达和无线电侦测设备的探测视场和作用距离，建立1部雷达侦测设备、1部无线电侦测设备和N个光电侦测设备的一体化感知矩阵；所述一体化感知矩阵中每一个元素用Mi,j表示：Mi,j＝{R,D,P1,P2,…,PN,I1,I2,…,IM}其中：其中，R是雷达参与第j行第i列矩形方格区域感知标识，1代表参与，0代表不参与，D无线电侦测参与第j行第i列矩形方格区域感知标识，Pn是第n号光电设备参与第j行第i列矩形方格区域感知标识，N表示光电设备总数量，Im是第m号反制设备参与第j行第i列矩形方格区域感知标识，M表示反制设备的数量，为第j行第i列矩形方格区域中心点到雷达侦测设备的距离，为第j行第i列矩形方