恭喜大连理工大学万良田获国家专利权
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龙图腾网恭喜大连理工大学申请的专利一种基于无人机集群的雷达信号同步分布式分选及定位方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115436887B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-25发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210979538.6,技术领域涉及:G01S7/285;该发明授权一种基于无人机集群的雷达信号同步分布式分选及定位方法是由万良田;柳荣;张简;孙璐;郑纪彬设计研发完成,并于2022-08-16向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于无人机集群的雷达信号同步分布式分选及定位方法在说明书摘要公布了:本发明属于雷达信号分选技术领域,提出了一种基于无人机集群的雷达信号同步分布式分选及定位方法。为了更准确、高效地分选并定位雷达信号并考虑到单个无人机算力和存储空间的有限性,提出基于雷达信号图像化映射的方法来压缩雷达信号所占用的存储空间,使用压缩的PP‑YOLOE模型和数据并行的分布式协同计算方法降低模型的存储空间并加速模型的运算速度。实验结果表明,本发明提出的方法在分选和定位雷达信号方面更加准确,并且相比于其他的方法,本发明内存占用低且运行速度快。本发明提供了雷达信号分选和定位的一种新方法,为无人机集群环境下的雷达信号分选及定位提供了一种新的解决方案。
本发明授权一种基于无人机集群的雷达信号同步分布式分选及定位方法在权利要求书中公布了:1.一种基于无人机集群的雷达信号同步分布式分选及定位方法,其特征在于,步骤如下:步骤1、在无人机集群环境下随机确定一个无人机头节点,其他无人机节点为计算节点;步骤2、利用步骤1中所构建的计算节点收集雷达信号结构化数据并将其发送到无人机头节点;无人机头节点接收并缓存计算节点发来的雷达信号结构化数据,并在一定时间间隔后将其转换为图像化雷达信号数据;无人机头节点将这些图像化雷达信号数据分发给计算节点;计算节点丢弃之前收集到的随时间线性增长的雷达信号结构化数据,并保存图像化雷达信号数据;步骤3、无人机头节点将压缩的PP-YOLOE模型结构和PP-YOLOE模型的初始权重广播给计算节点,计算节点基于步骤2中的图像化雷达信号数据并根据PP-YOLOE模型结构计算前向传播的损失值,并将反向传播的梯度值返回给无人机头节点;无人机头节点整合损失的梯度值以优化PP-YOLOE模型权重,之后将优化后的PP-YOLOE模型权重分发给各个计算节点;计算节点迭代计算前向传播的损失值并返回损失的梯度值,无人机头节点迭代整合损失梯度并优化PP-YOLOE模型,直至PP-YOLOE模型收敛;步骤4、无人机头节点分发步骤3中所得的收敛PP-YOLOE模型给计算节点;计算节点利用收敛PP-YOLOE模型对最新收集到的雷达信号进行分选及定位,得到雷达信号的类别和雷达信号辐射源的位置;所述步骤2具体为:2.1计算节点通过雷达信号接收器收集雷达信号结构化数据;雷达信号结构化数据包括到达时间TOA、到达方向DOA、脉冲重复间隔PRI、射频RF和脉冲宽度PW五个参数;通过到达时间计算出雷达信号辐射源与雷达信号接收器之间的距离,到达时间和到达方向作为极坐标系下的R和θ参数来定位雷达信号辐射源;脉冲重复间隔、射频和脉冲宽度用于对雷达信号进行分选;计算节点在收集到雷达信号结构化数据后,将其发送给无人机头节点;2.2无人机头节点在一定的时间间隔后,缓存了一定量的雷达信号结构化数据后,使用雷达信号图像化映射方法,将其映射为图像化雷达信号数据;将单个雷达信号结构化数据DOA,TOA,PRI,RF,PW表示为向量x∈R5,因在单位时间t内,当雷达信号接收器捕获m个雷达信号时,雷达信号矩阵为X∈Rm×5来呈现这些系列雷达信号;此外,使用;上标xi来表示矩阵X中的第i个样本,下标xj来表示矩阵中的第j个特征向量x;最终雷达信号矩阵表示为X=x1,x2,...,xi,...,xm,其中雷达信号矩阵X等价于单位时间t内雷达信号的结构化数据表;之后将雷达信号结构化数据五参数DOA、TOA、PRI、RF、PW映射成图像五参数,宽、高、红、绿、蓝进行图像表示;对于每一个向量xi,它被映射到图像中的一个像素点,表示为 因此整个结构化数据表,矩阵X,映射成一个图像矩阵II=p1,p2,...,pi,...,pm,映射方法包括归一化和逆归一化;归一化表示为 其中MinX是一个矩阵,每一列都是雷达信号矩阵X范围内的最小常数值;MaxX是一个矩阵,其每一列都是雷达信号矩阵X范围内的最大常数值;逆归一化是归一化的反函数,记为N-1X,I=X⊙MaxI-MinI+MinI,其中⊙是元素矩阵乘法;最后,结合归一化和逆归一化等式,得映射函数为MX,I=N-1NX,I,2.3无人机头节点将映射好后的图像化雷达信号数据分发给各个计算节点,保证之后分布式协同计算中训练数据的一致性。
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