CN110609261B - 一种多元多域一体化目标识别方法、装置及系统 - Google Patents

一种多元多域一体化目标识别方法、装置及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多元多域一体化目标识别方法及系统，包括：目标识别系统采集原始目标信息；所述目标识别系统基于所述原始目标信息对目标的敌我属性进行判定；所述目标识别系统对所述原始目标信息进行时敏性判定；所述目标识别系统对目标进行跟踪并对跟踪难度进行判定；所述目标识别系统根据所述原始目标信息的时敏性对所述原始目标信息进行多层级目标识别融合处理，并将处理结果发送给信息交互装置；所述信息交互装置将判定结果和/或处理结果进行转发。本发明有效的解决了识别体系不完备、水下识别手段缺失以及海上目标识别信息资源汇聚难的问题，具有较好的军事价值、经济价值和社会价值。

Description

一种多元多域一体化目标识别方法、装置及系统
技术领域
本发明属于目标识别技术领域，具体涉及一种海上多元多域一体化目标识别方法、装置及系统。
背景技术
在现代高科技战争中，如何迅速、准确、安全地实现识别目标，已成为十分紧迫的问题，目标识别贯穿于整个作战过程，是一种不可或缺的作战决策手段，与战争、战役的成败有着密切的联系。快速、实时、准确、可靠地识别目标是“保存自己，消灭敌人”的先决条件，是各军兵种实现联合作战的重要前提。
目前，国外目标识别系统主要包括以北约MARK系列和俄制“口令”、“卫士”为典型代表的雷达敌我识别器系统，以及战场目标识别系统(BTID)、单兵识别系统(DSID)、基于无线电的战斗识别系统(RBCID)、战斗识别系统(CID)、水下识别系统(UIFF)等。从国外目标识别技术的发展情况来看，国外在拓展识别系统功能、提升系统能力基础等方面，持续挖掘识别器的潜力，系统从单一识别模式发展为包括识别、态势感知、数据传输等多种工作模式，同时不断提升针对水下目标的识别能力。
我国的目标识别技术发展水平已经逐步追近国外先进水平，甚至部分性能已有超越，但从识别体系来讲，我国海上作战目标识别系统还存在以下问题：对水下识别的研究集中在水下相对定位与信息交互，以及基于经验的人工判读等方面，在水下识别体系结构、组网、信息处理等技术方面研究不完善。
针对以上问题：本发明提出一种海上多元多域一体化目标识别方法，该方法能够实现海上目标识别体系的全域发展，为目标识别达到“海陆空天潜岸全域覆盖”提供技术支撑，具有较好的军事价值、经济价值和社会价值。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是目标识别体系不完备、水下识别手段缺失及海上目标识别信息资源汇聚难。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种多元多域一体化目标识别方法，包括：
步骤1，目标识别系统采集原始目标信息；
步骤2，所述目标识别系统基于所述原始目标信息对目标的敌我属性进行判定，若目标属性为敌方目标，则执行步骤3，若目标属性为非敌方目标，则执行步骤4；
步骤3，所述目标识别系统对所述原始目标信息进行时敏性判定，然后执行步骤5；
步骤4，所述目标识别系统对非敌方目标进行跟踪并对跟踪难度进行判定，根据跟踪难度系数的范围对所述原始目标信息进行时敏性判定；
步骤5，所述目标识别系统根据所述原始目标信息的时敏性对所述原始目标信息进行多层级目标识别融合处理，并将处理结果发送给信息交互装置；
步骤6，所述信息交互装置将判定结果和/或处理结果进行转发。
优选地，对所述原始目标信息进行时敏性判定具体为：
对所述原始目标信息的目标价值及威胁性进行判定，若判定结果大于或等于第一阈值，则判定为高时敏性目标信息；若判定结果小于第一阈值且大于或等于第二阈值，则判定为中时敏性目标信息。
优选地，根据跟踪难度对所述原始目标信息进行时敏性判定具体为：
若目标的跟踪难度系数大于或等于设定难度系数，则判定为中时敏性目标信息；若目标的跟踪难度系数小于所述设定难度系数，则判定为低时敏性目标信息。
优选地，对所述原始目标信息进行多层级目标识别融合处理具体为：
对所述原始目标信息进行同维度转换处理、可靠性评估及组合判定。
优选地，所述目标识别系统包括水上目标识别系统和水下目标识别系统，其中，所述水上目标识别系统至少包括空基识别子系统、舰基识别子系统及陆基识别子系统中的一种，所述水下目标识别系统包括潜基识别子系统。
优选地，所述水上目标识别系统通过无线电通信链路与所述信息交互装置进行通信。
优选地，所述水下目标识别系统通过水声通信链路与所述信息交互装置进行通信。
优选地，所述信息转发装置将所述水上目标识别系统的判定结果和/或处理结果通过所述水声通信链路转发给所述水下目标识别系统。
优选地，所述信息转发装置将所述水下目标识别系统的判定结果和/或处理结果通过所述无线电通信链路转发给所述水上目标识别系统。
本发明还提供了一种信息交互装置，包括：无线电通信收发模块，其用于与水上目标识别系统连接；水声通信收发模块，其用于与水下目标识别系统连接；信息转发模块，所述信息转发模块分别与所述无线电通信收发模块和所述水声通信收发模块连接，其用于所述无线电通信收发模块与所述水声通信收发模块之间信息转发。
优选地，所述信息交互装置构造成海上浮标。
优选地，所述无线电通信收发模块设置在所述海上浮标的水上部分，所述水声通信收发模块设置在所述海上浮标的水下部分。
优选地，所述无线电通信收发模块设置在所述海上浮标的水上部分；所述水声通信收发模块设置在所述海上浮标的水下部分。
优选地，包括目标识别系统和上述信息交互装置，所述目标识别系统与所述信息交互装置通信连接。
优选地，所述目标识别系统包括水上目标识别系统和水下目标识别系统。
优选地，所述水上目标识别系统设置成与所述信息交互装置无线电通信连接。
优选地，所述水上目标识别系统至少包括空基识别子系统、舰基识别子系统及陆基识别子系统中的一种。
优选地，所述水下目标识别系统设置成与所述信息交互装置水声通信连接。
优选地，所述水下目标识别系统包括潜基识别子系统。
本发明还提供了一种多元多域一体化目标识别系统，包括目标识别系统和信息交互装置，所述目标识别系统和信息交互装置通信连接，以实施本发明中多元多域一体化目标识别方法。
与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：通过设计海上浮标，一方面在海上浮标的水面部分设置无线电通信收发装置，负责完成对空基、舰基、陆基平台的数据通信，另一方面，在海上浮标的水下部分设置水声通信收发装置，负责完成对潜基平台的数据通信，此外，在浮标中还设置有信号转换装置，负责实现水声通信收发装置与无线电通信收发装置的信号装换与接口协议处理，从而实现空基、舰基、陆基、潜基等平台及武器之间的多域动态组网，实现了目标识别信息资源的组网汇聚；并且通过实现对水下目标的识别，为水下目标的识别提供了一种新的思路和新的方法，实现了水下目标识别。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1示出了本发明多元多域一体化目标识别方法的流程图；
图2示出了本发明对原始目标信息进行时敏性判定的逻辑图；
图3示出了本发明对原始目标信息进行多层级目标识别融合处理的流程图；
图4示出了本发明多元多域一体化目标识别装置的示意图；
图5示出了本发明多元多域一体化目标识别系统的示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
现有的目标识别系统存在有如下问题：第一，识别体系不完备；第二水下识别手段缺失；第三，海上目标识别信息资源汇聚难。
实施例一
为更好的理解本发明的技术方案，本实施例对本发明多元多域一体化目标识别方法举例说明。
图1示出了本发明实施例一多元多域一体化目标识别方法的流程图，参照图1，多元多域一体化目标识别方法的实现步骤具体为；
步骤1，目标识别系统采集原始目标信息；
其中，所述目标识别系统包括水上目标识别系统和水下目标识别系统。
其中，所述水上目标识别系统至少包括空基识别子系统、舰基识别子系统及陆基识别子系统中的一种，所述水下目标识别系统包括潜基识别子系统。
步骤2，所述目标识别系统基于所述原始目标信息对目标的敌我属性进行判定，若目标属性为敌方目标，则执行步骤3，若目标属性为非敌方目标，则执行步骤4。
步骤3，所述目标识别系统对所述原始目标信息进行时敏性判定，然后执行步骤5；
其中，所述目标识别系统对所述原始目标信息进行时敏性判定，具体步骤如下：
步骤3.1，对所述原始目标信息的目标价值及威胁性进行判定，若判定结果大于或等于第一阈值，则判定为高时敏性目标信息，并形成威胁性和目标价值排序名单；
步骤3.2，若判定结果小于第一阈值且大于或等于第二阈值，则判定为中时敏性目标信息，并形成跟踪难度排序名单。
步骤4，所述目标识别系统对非敌方目标进行跟踪并对跟踪难度进行判定，根据跟踪难度系数的范围对所述原始目标信息进行时敏性判定。
其中，所述目标识别系统对目标进行跟踪并对跟踪难度进行判定，根据跟踪难度系数的范围对所述原始目标信息进行时敏性判定，具体步骤如下：
步骤4.1，若目标的跟踪难度系数大于或等于设定难度系数，则判定为中时敏性目标信息，并形成跟踪难度排序名单；
步骤4.2若目标的跟踪难度系数小于所述设定难度系数，则判定为低时敏性目标信息，并形成机动能力排序名单。
步骤5，所述目标识别系统根据所述原始目标信息的时敏性对所述原始目标信息进行多层级目标识别融合处理，并将处理结果发送给信息交互装置。
其中，所述目标识别系统根据所述原始目标信息的时敏性对所述原始目标信息进行多层级目标识别融合处理包括：对多源原始目标信息进行同维度转换处理，对多源原始目标识别证据进行可靠性评估，以及基于多源目标识别证据的目标识别进行组合判定。
其中，对所述原始目标信息进行同维度转换处理，具体为：对采集到的多源原始目标信息均进行目标价值、时敏性特性及威胁性等级的处理判断，并获得多源原始目标信息的目标价值、时敏性特性及威胁性等级信息。
其中，对多源原始目标识别证据进行可靠性评估，具体为：根据多源原始目标信息的目标价值、时敏性特性及威胁性等级信息，对原始目标信息进行可靠性评估，并获得原始目标信息的可靠性级别。
其中，基于多源目标识别证据的目标识别进行组合判定，具体为：根据原始目标信息的可靠性级别，对原始目标的目标价值、时敏性特性及威胁性等级信息进行组合判定，并获得原始目标信息的多元属性特征。
步骤6，所述信息交互装置将判定结果和/或处理结果进行转发。
其中，所述信息交互装置包括无线电通信收发模块，其用于与水上目标识别系统连接；水声通信收发模块，其用于与水下目标识别系统连接；信息转发模块，所述信息转发模块分别与所述无线电通信收发模块和所述水声通信收发模块连接，其用于所述无线电通信收发模块与所述水声通信收发模块之间信息转发。
其中，所述水上目标识别系统通过无线电通信链路与所述信息交互装置进行通信；所述水下目标识别系统通过水声通信链路与所述信息交互装置进行通信；所述信息转发装置将所述水上目标识别系统的判定结果和/或处理结果通过所述水声通信链路转发；给所述水下目标识别系统所述信息转发装置将所述水下目标识别系统的判定结果和/或处理结果通过所述无线电通信链路转发给所述水上目标识别系统。
实施例二
为了更好的理解本发明的技术方案，本实施对本发明的多元多域一体化目标识别方法做进一步举例说明。
进一步的，空基识别子系统和舰基识别子系统主要利用当前已有的机载、舰载识别装备实现对空、海、地等目标的识别；陆基识别子系统主要利用当前已有的识别装备实现对空、地、单兵等目标的识别；潜基识别子系统主要利用布设在海底和海中的水声传感器节点，包括固定的水声传感器节点和装载水声传感器的移动平台，同时构建海面浮标节点，并通过他们之间的双向声链路实现对目标的信息采集、处理、分类和压缩。
进一步的，参照图2，步骤3中，所述目标识别系统对所述原始目标信息进行时敏性判定的具体步骤为；
步骤3.1，根据各类传感器、情报侦察手段、目标识别特征知识数据库对目标的属性进行初步判定，当目标为敌方目标时，进一步开展目标的威胁性和目标价值判定，当结果为“高/中”时，直接输出确定该目标为高时敏性目标，并形成威胁和价值排序名单。
步骤3.2，当目标的属性判定结果为“不明”或威胁性和价值判定结果为“低”时，开展针对该目标的跟踪连续性评估、跟踪事件评估、目标机动性和传感器覆盖范围联合评估，然后对其跟踪难度进行判定，当结果为“困难”时，直接输出确定该目标为中时敏性目标，并形成跟踪难度排序名单。
步骤3.3，当目标跟踪难度判定结果为“不困难”时，结合目标特征知识数据库以及相关情况对目标的机动能力进行判定，此时目标将初步判定为低时敏性目标，并形成目标机动能力排序名单。
需要说明的是，若目标的跟踪难度系数大于或等于设定难度系数，则判定为中时敏性目标信息，并形成跟踪难度排序名单；若目标的跟踪难度系数小于所述设定难度系数，则判定为低时敏性目标信息，并形成机动能力排序名单。
进一步的，参照图3，步骤5中，所述目标识别系统根据所述原始目标信息的时敏性对所述原始目标信息进行多层级目标识别融合处理，具体为：
步骤5.1，根据任务需求以及目标的价值情况、时敏特性、威胁等级等情况，通过当前已有识别装备的数据通信链路、水声数据通信链路以及其他数据通信链路调用空基、舰基、陆基、潜基平台相应的识别资源，如各类传感器、情报侦察手段、目标识别特征知识数据库等，获取包括敌我识别器、二次监视雷达、自动相关监视系统、船舶自动识别系统、一次雷达、红外搜索与跟踪系统、电子侦察设备、数据链等多种传感器手段，以及其他情报信息、作战计划要素、目标识别特征知识获取得到的与目标相关的目标识别信息。
步骤5.2，根据多路径采集到的与目标相关的目标识别信息，对原始目标信息进行同维度转换处理，具体为：对采集到的多源原始目标信息均进行目标价值、时敏性特性及威胁性等级的处理判断，并获得多源原始目标信息的目标价值、时敏性特性及威胁性等级信息。
进一步的，采集到的多源原始目标信息为目标位置、目标形状、目标大小等信息，对目标的目标位置、目标形状、目标大小等信息均进行目标价值、时敏性特性及威胁性等级的处理判断，并获得多源原始目标信息的目标价值、时敏性特性及威胁性等级信息。
步骤5.3，基于证据原理，对多源原始目标识别证据进行可靠性评估，具体为：根据多源原始目标信息的目标价值、时敏性特性及威胁性等级信息，对原始目标信息进行可靠性评估，并获得原始目标信息的可靠性级别。
其中，所述证据理论属于人工智能范畴，具有处理不确定信息的能力。作为一种不确定推理方法，证据理论的主要特点是具有直接表达“不确定”和“不知道”的能力。
步骤5.4，基于多源目标识别证据的目标识别进行组合判定，具体为：根据原始目标信息的可靠性级别，对原始目标的目标价值、时敏性特性及威胁性等级信息进行组合判定，并获得原始目标信息的多元属性特征。
其中，原始目标信息的多元属性具体为目标的敌我、军民、类型、种类、型号、国籍等属性。
上述多层级目标识别融合处理方法，可有效应用于对潜基目标的识别过程，当探测到水下某位置有未知目标时，首先通过各类传感器、情报侦察手段、目标识别特征知识数据库等对其属性、价值、时敏性、威胁度进行初步判定，当确定有必要对其多元属性进行进一步的深度判定时，发起目标识别需求的平台节点将根据识别任务需求以及识别资源状态，通过已有识别装备的数据通信链路、水声数据通信链路以及其他数据通信链路调用空基、舰基、陆基、潜基平台相应的识别资源，然后将这些识别资源汇聚到该平台节点，再通过多源目标信息的同维度转换处理、多源目标识别证据可靠性评估，以及基于多源识别证据的目标识别组合判决，形成关于该未知目标的敌我、军民、类型、种类、型号、国籍等多元属性
综上所述，应用本发明实施例提供的多元多域一体化目标识别方法，可以有效满足多样化海上作业对目标属性细分、识别信息分发共享等应用需求，同时，本发明所涉及的基于海上浮标的多域动态组网、多层级目标识别融合处理还可为数据通信、大数据、智能计算等多个行业提供参考解决方案，有效的解决了现有技术中识别体系不完备、水下识别手段缺失以及海上目标识别信息资源汇聚难的问题，具有较好的军事价值、经济价值和社会价值。
实施例三
为解决现有技术中存在的技术问题，本发明还提供了一种信息交互装置，本实施例对信息交互装置进行举例说明。
图4示出了本发明实施例信息交互装置结构示意图，参照图4，本实施例信息交互装置包括：
无线电通信收发模块，其用于与水上目标识别系统连接；
水声通信收发模块，其用于与水下目标识别系统连接；
信息转发模块，所述信息转发模块分别与所述无线电通信收发模块和所述水声通信收发模块连接，其用于所述无线电通信收发模块与所述水声通信收发模块之间信息转发。
其中，所述信息交互装置构造成海上浮标。
需要说明的是，在海上浮标的水面部分设置无线电通信收发装置，负责完成对空基、舰基、陆基平台的数据通信，在海上浮标的水下部分设置水声通信收发装置，负责完成对潜基平台的数据通信。此外，在海上浮标中还设置有信号转换装置，负责实现水声通信收发装置与无线电通信收发装置的信号装换与接口协议处理，从而实现空基、舰基、陆基、潜基等平台及武器之间的多域动态组网。
实施例四
本实施例还对本发明多元多域一体化目标识别系统进一步举例说明。参照图5，本实施例多元多域一体化目标识别系统包括：目标识别系统和信息交互装置，所述目标识别系统与所述信息交互装置通信连接。
其中，所述目标识别系统包括水上目标识别系统和水下目标识别系统。所述水上目标识别系统至少包括空基识别子系统、舰基识别子系统及陆基识别子系统中的一种，所述水下目标识别系统包括潜基识别子系统。
其中，空基识别子系统和舰基识别子系统主要利用当前已有的机载、舰载识别装备实现对空、海、地等目标的识别；陆基识别子系统主要利用当前已有的识别装备实现对空、地、单兵等目标的识别。潜基识别子系统主要利用布设在海底和海中的水声传感器节点，包括固定的水声传感器节点和装载水声传感器的移动平台，同时构建海面浮标节点，并通过他们之间的双向声链路实现对目标的信息采集、处理、分类和压缩，并通过水下节点以及海上浮标回传到空基、舰基、陆基信息处理平台。
应用本发明的上述实施例，对多源原始目标信息进行同维度转换处理，对多源原始目标识别证据进行可靠性评估，以及基于多源目标识别证据的目标识别进行组合判决得到关于目标的敌我、军民、类型、种类、型号、国籍等多元属性，解决识别体系不完备的问题，具有较好的军事价值、经济价值和社会价值。
应用本发明的上述实施例，还可以根据识别任务需求以及识别资源状态，通过通信链路汇聚识别资源，然后通过多层级目标识别融合处理，实现对水下目标的识别，为水下目标的识别提供了一种新的思路和新的方法，解决水下识别手段缺失以及海上目标识别信息资源汇聚难的问题，具有较好的军事价值、经济价值和社会价值。
虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种多元多域一体化目标识别方法,其特征在于：包括：
步骤1，目标识别系统采集原始目标信息；
步骤2，所述目标识别系统基于所述原始目标信息对目标的敌我属性进行判定，若目标属性为敌方目标，则执行步骤3，若目标属性为非敌方目标，则执行步骤4；
步骤3，所述目标识别系统对所述原始目标信息进行时敏性判定，然后执行步骤5；其中，对所述原始目标信息进行时敏性判定具体为：对所述原始目标信息的目标价值及威胁性进行判定，若判定结果大于或等于第一阈值，则判定为高时敏性目标信息；若判定结果小于第一阈值且大于或等于第二阈值，则判定为中时敏性目标信息；
步骤4，所述目标识别系统对非敌方目标进行跟踪并对跟踪难度进行判定，根据跟踪难度系数的范围对所述原始目标信息进行时敏性判定；
步骤5，所述目标识别系统根据所述原始目标信息的时敏性对所述原始目标信息进行多层级目标识别融合处理，并将处理结果发送给信息交互装置；
步骤6，所述信息交互装置将判定结果和/或处理结果进行转发。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤4中，根据跟踪难度对所述原始目标信息进行时敏性判定具体为：
若目标的跟踪难度系数大于或等于设定难度系数，则判定为中时敏性目标信息；若目标的跟踪难度系数小于所述设定难度系数，则判定为低时敏性目标信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤5中，对所述原始目标信息进行多层级目标识别融合处理具体为：
对所述原始目标信息进行同维度转换处理、可靠性评估及组合判定。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述目标识别系统包括水上目标识别系统和水下目标识别系统，其中，所述水上目标识别系统至少包括空基识别子系统、舰基识别子系统及陆基识别子系统中的一种，所述水下目标识别系统包括潜基识别子系统。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述水上目标识别系统通过无线电通信链路与所述信息交互装置进行通信。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述水下目标识别系统通过水声通信链路与所述信息交互装置进行通信。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：信息转发装置将所述水上目标识别系统的判定结果和/或处理结果通过所述水声通信链路转发给所述水下目标识别系统。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述信息转发装置将所述水下目标识别系统的判定结果和/或处理结果通过所述无线电通信链路转发给所述水上目标识别系统。
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