[发明专利]一种基于二维码映射的无人机快速识别系统和方法

说明书

本发明公开了一种基于二维码映射的无人机快速识别系统及方法，系统包括无人机、遥控站和监测装置，其中：无人机向地面遥控站传输图传信号，遥控站向无人机发射遥控信号，监测装置收集遥控信号和图传信号；方法包括如下步骤：步骤1、数据采集及合并；步骤2、对合并后的时域信号做得到复合时频；步骤3、剔除随机噪声；步骤4、无人机遥控信号提取；步骤5、无人机遥控信号识别，从而判断出无人机的型号，摆脱了传统的单一线性时频变换或非线性时频变换描述信号特征的局限性。

技术领域

本发明涉及无人机识别，具体是一种基于二维码映射的无人机快速识别系统和方法。

背景技术

无人机最早应用于军事领域，后凭借其体积小、重量轻和成本低等优点，被广泛应用于民用领域。随着无人机应用范围增大以及“黑飞”现象日益严重，政府一方面要通过社会媒体、公共平台提高安全规范使用无人机的宣传力度，从而增强人们对无人机的安全和法制观念，创造一个遵纪守法使用无人机的社会环境，另一方面也迫切需要在技术上加强对违规无人机的反制管理。无人机的信号识别是对其进行反制与管理的重要前提，也是当前的一个研究热点，对于无人机反制领域具有重大意义和应用前景。

文献(李光伟.频谱探测技术在无人机探测与反制领域的应用[J])总结了电磁频谱测量技术在无人机探测和反制中的应用和前景，并给出了几种检测方法，但没有具体算法验证。文献(刘丽.民用无人机跳频信号分析与识别技术研究[D])提出了一种跳频信号的分类系统，可以实现对无人机跳频信号进行自动分类，但是该方法需要大量无人机样本数据，并且算法较复杂。

二维码技术已广泛应用于生产和生活的各个方面，例如生产线零件自动追踪、产品溯源、医疗急救、电子商务、传媒旅游等。但上述二维码应用均集中在记录数字、字母和文字，如何利用二维码的快速响应特点，将二维码用于时频谱图的映射及存储以实现无人机型号的快速识别具有重要的研究意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于二维码映射的无人机快速识别系统和方法，摆脱了传统的单一线性时频变换或非线性时频变换描述信号特征的局限性。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种基于二维码映射的无人机快速识别系统，包括无人机、遥控站和监测装置，其中：无人机向地面遥控站传输图传信号，遥控站向无人机发射遥控信号，监测装置收集遥控信号和图传信号。

一种基于二维码映射的无人机快速识别方法，包括如下步骤：

步骤1、数据采集及合并

利用数据采集系统对无人机型号进行采集，并对接收的模拟信号进行模数转换，通过正交解调、数字下变频将接收信号转换为同相分量I和正交分量Q两路数字基带信号，然后将I、Q两路信号进行合并，得到时域信号，表示为：

sig＝I+j·Q         (1)

式中，Q和j表示虚数单位，

步骤2、对合并后的时域信号做得到复合时频

先对合并后的时域信号进行维纳WVD变换，得到时频谱TFR_WVD，再对合并后的时域信号进行Gabor变换，得到时频谱TFR_G，然后将TFR_G结果进行二值化处理，得到自项时频谱，表示为：

式中，t表示时间，f表示频率，max|TFR_G()|表示求元素的最大值，||表示求绝对值，ε为阈值，且ε＝μ·mean(|TFR_G(t，f)|)，μ为阈值因子，取μ＝0.15；mean()表示求均值；

将自项时频谱与时频谱TFR_WVD进行基本积，得到复合时频谱，表示为：