无人机反制系统处置效果分析及二次灾害评估研究

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近年来,无人机黑飞现象泛滥,禁飞区域的管控更加困难,特别是对低空空域需求更加严格的民航机场,闯入机场的黑飞无人机严重危害了民航安全与经济效益,为了有效应对违规无人机,无人机反制系统扮演了重要的角色。开展无人机反制系统评估,能够为不同技术基础的反制系统提供对比平台,指导反制系统应用方选择适合方案,促进反制行业发展,具有很强的实际应用价值。主要研究内容可概括为五点:(1)研究了无人机反制系统。综合分析了现有无人机反制系统,明确了不同反制系统的原理与特点,根据无人机反制系统的作用形式进行了分类,为无人机反制系统评价体系的指标选取和反制试验设备的选取提供了理论支撑。(2)建立了无人机反制系统评价体系。通过对无人机反制系统处置过程的研究,结合专家意见,建立了无人机反制系统处置效果评价体系与处置后二次灾害评价体系,并且构建了评价体系下各评估指标的数学模型,提出了不同指标数据的采集方式与分析方法。(3)完成了无人机反制试验。设计了无人机反制试验方案,规划了无人机反制试验的环境搭建与试验配置,进行了无人机反制试验并采集试验数据建立了无人机反制图像数据库。(4)提出了无人机反制图像数据中目标的检测跟踪方法。针对无人机反制系统评价体系中二次灾害评估中火势、冲击力、稳定性指标难以量化问题,引入了基于Canny算子的边缘检测方法以及灰度形态学方法,将图像数据中无人机目标进行了检测并提取了相关指标数据信息。此外,提出了基于位置相关性的目标跟踪方法,通过关联前后帧目标,提取了轨迹变化信息。(5)提出了无人机反制系统处置效果的评估方法与处置后二次灾害的评估方法。基于无人机处置效果和二次灾害的评价体系,提出了结合FAHP与TOPSIS的处置效果评估与二次灾害评估算法模型。综上所述,针对无人机反制系统评估领域研究空白的问题,本课题提出了无人机反制系统评价体系以及各评估指标的分析方法,同时建立了关于处置效果与处置后二次灾害的评估模型,通过进行无人机反制试验,对评估模型进行了分析验证,结果表明,评估结果符合专家组预期情况,该评估模型具有可行性,能有效解决不同无人机反制系统在反制过程中的处置效果与处置后二次灾害的评估问题。
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