[发明专利]一种基于频域图像的无人机信号检测方法和系统

权利要求书

1.一种基于频域图像的无人机信号检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)信号侦测转换步骤：根据采样率和滑动尺寸的预设值，对接收到的无线电时域信号进行预处理，得到频域图像信息；

(2)图像信息处理步骤：标记出频域图像信息的前景区域和背景区域；

(3)图像信息判别步骤：根据区域的标记对频域图像信息进行分割，得到无人机频谱信号区域图；

(4)信号类型判定步骤：标记无人机频谱信号区域图的连通区域，并进行分类处理，将分类结果中频域图像信息的特征信息与无人机信号特征数据库信息对比，最终得到无人机信号类型。

2.如权利要求1所述的无人机信号检测方法，其特征在于，所述步骤(1)包含如下子步骤：

(1.1)根据采样率和滑动尺寸的预设值，对接收到的无线电时域信号进行STFT处理，得到无人机信号的频谱瀑布图；

(1.2)将频谱瀑布图中信号强度信息转化为频域图像信息。

3.如权利要求2所述的无人机信号检测方法，其特征在于，所述步骤(1.2)中信息转化方法为：根据无人机功率范围相关规范，预设频率强度最大数值pix_max和最小数值pix_min，将频谱瀑布图中强度在最值范围以外的强度设置为0，范围以内的根据公式round(255*(pix-pix_min)/(pix_max-pix_min))归一化处理，从而将频谱瀑布图中信号强度信息转化为频域图像信息。

4.如权利要求1所述的无人机信号检测方法，其特征在于，所述步骤(2)包含如下子步骤：

(2.1)积累预设值数量的频域图像信息，并存入队列，对队列中所有频域图像信息进行累加，得到图像均值矩阵，并计算图像均值矩阵均值；

(2.2)依次提取队列队尾的频域图像信息与图像均值矩阵均值做差值操作，将差值与预设阈值进行比对，得到二值化频域图像的差异图；

(2.3)将获得的差异图进行相与操作，相与的结果中不为0的部分作为频域图像中稳定区域；

(2.4)计算差异图八连通区域图像的平均值，进行区域标记，当平均值大于图像均值矩阵均值时，将该区域标记为前景区域，相反则标记为背景区域。

5.如权利要求1所述的无人机信号检测方法，其特征在于，所述步骤(3)图像信息判别步骤中分割包括：

取出队列队尾的频域图像信息，将其被标记区域作为OpenCV图割函数grub-cut的输入，得到分割结果。

6.如权利要求1所述的无人机信号检测方法，其特征在于，所述步骤(4)信号类型判定步骤中分类处理方法为k-means聚类方法。

7.一种基于频域图像的无人机信号检测系统，其特征在于，该系统包括天线阵列模块、信号接收模块、阵列信号处理模块、信号转换模块、图像信息处理模块、网络通信模块和供电模块；

所述天线阵列模块接收到无线电信息，然后通过信号接收模块将信息传入到阵列信号处理模块，最后通过阵列信号处理模块对无线电信息进行处理，提取有用型号特征和信息，增强后的无线电信号通过信号转换模块转换成图像信息，图像信息处理模块对图像信息进行处理和判定，并将处理和判定的结果通过网络通信模块输出，供电模块与其他模块电连接，用于对其他模块供电。

8.如权利要求7所述的无人机信号检测系统，其特征在于，所述信号转换模块根据采样率和滑动尺寸的预设值，对接收到的无线电时域信号进行STFT处理，得到无人机信号的频谱瀑布图，将频谱瀑布图中信号强度信息转化为频域图像信息。

9.如权利要求7所述的无人机信号检测系统，其特征在于，所述图像信息处理模块用于标记出频域图像信息的前景区域和背景区域，根据区域的标记对频域图像信息进行分割，得到无人机频谱信号区域图，标记无人机频谱信号区域图的连通区域，并进行分类处理。

10.如权利要求9所述的无人机信号检测系统，其特征在于，所述图像信息处理模块用于将分类结果中频域图像信息的特征信息与无人机信号特征数据库信息对比，最终得到无人机信号类型。