[发明专利]一种基于拓扑结构相似度的集群舰船队形识别方法

权利要求书

1.一种基于拓扑结构相似度的集群舰船队形识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，构建单阶段无锚框的舰船目标关键点检测模型，利用中心点估计任意方向集群舰船目标，获取舰船中心点的坐标位置；

步骤二，利用德洛内三角网实现对集群舰船目标外围轮廓的表达，绘制集群舰船编队外围轮廓的拓扑结构；

步骤三，利用待识别编队的拓扑结构信息，计算与公开的标准舰船编队的相似度，从而实现集群舰船队形识别；过程中使用拓扑结构、距离关系、分布范围、分布密度以及集群舰船目标来计算相似度。

2.根据权利要求1所述的一种基于拓扑结构相似度的集群舰船队形识别方法，其特征在于：步骤一中构建单阶段无锚框的舰船目标关键点检测模型，采用旋转框检测任意方向排列、长宽比极端的舰船目标，并使用Centernet网络实现单阶段无锚框的关键点舰船目标检测；

利用DLA主干网络融合语义和空间信息，提取目标特征向量；同时加入CA注意力机制，捕捉网络的位置和通道信息；CA注意力机制包括信息嵌入和坐标注意力生成，输出为，

3.根据权利要求2所述的一种基于拓扑结构相似度的集群舰船队形识别方法，其特征在于：步骤一中的获取舰船中心点的坐标位置具体为，将输入图像输入主干网络，生成舰船目标中心点的热力图W,H,C分别为待检测目标宽、高、类别；并采用高斯核函数将中心点映射到上，高斯核函数为，

4.根据权利要求3所述的一种基于拓扑结构相似度的集群舰船队形识别方法，其特征在于：步骤一中采用focalloss缓解训练过程中正负样本不平衡问题，具体公式为，

5.根据权利要求4所述的一种基于拓扑结构相似度的集群舰船队形识别方法，其特征在于：步骤二中，德洛内三角的约束条件是每一个构建的三角的外接圆不包含三角顶点同时的其他顶点，且端点连接的线段不相互交叉。

6.根据权利要求5所述的一种基于拓扑结构相似度的集群舰船队形识别方法，其特征在于：步骤三中的集群拓扑结构相似度计算，使用集群的拓扑关系利用点的邻居表示，采用定长距离的邻居作为描述集群拓扑信息的参数，尝试不同的定长距离d，拓扑结构中获取每个点的邻居个数，拓扑结构的相似度计算为，

7.根据权利要求6所述的一种基于拓扑结构相似度的集群舰船队形识别方法，其特征在于：步骤三中的集群分布范围的相似度计算，使用拓扑结构的面积S反映集群的大致分布范围，计算公式如下，

8.根据权利要求7所述的一种基于拓扑结构相似度的集群舰船队形识别方法，其特征在于：步骤三中的集群分布密度的相似度计算，计算公式如下，

9.根据权利要求8所述的一种基于拓扑结构相似度的集群舰船队形识别方法，其特征在于：步骤三中的集群距离关系的相似度计算，计算公式如下，

10.根据权利要求9所述的一种基于拓扑结构相似度的集群舰船队形识别方法，其特征在于：步骤三中的集群舰船目标的相似度计算，计算公式如下，