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摘要:一种基于深度学习射频指纹的无人机身份识别方法,属于信号识别和无人机身份识别领域,RF前端采集无人机飞行时的射频信号,通过低噪声放大器、带通滤波器和前级放大器进行信号预处理,再通过数字下变频得到IQ信号,计算IQ信号幅度,将幅度序列进一步划分、拼接,得到最终的深度学习网络的输入数据。如果是模型训练过程,需要进行数据标注,按无人机类别生成独热编码。深度学习网络模型由不同补丁大小的ViT块构成,每个ViT块包含多头注意力机制和多层感知机。通过对所有ViT块的输出进行加权求和,可以得到用于预测无人机类别的与标签维度一致的向量。本发明具有计算速度快、无人机身份识别准确度高、不泄露信息的特点。
主权项:1.一种基于深度学习射频指纹的无人机身份识别方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:步骤1、无人机开机运行,并发射射频信号;步骤2、天线接收空气中的射频信号,并将其传递给RF前端进行预处理,得到预处理后的射频信号;步骤3、数字下变频处理,依次包括混频、低通滤波、抽取、生成IQ信号;步骤4、计算得到IQ信号的幅度数据,幅度数据是接下来代入到网络进行训练或推理的原始数据;步骤5、将幅度数据按设定固定长度划分,如果采集多个频段的射频信号,也就是同一时刻的射频信号有多个,则将多个一维幅度数据拼接在一起形成样本,即拼接后的幅度数据;步骤6、按无人机的身份类别进行数据标注,标注采取独热编码,再按训练集测试集比例进行数据集的划分;步骤7、样本代入到多尺度ViT网络中,整个ViT网络分为三个补丁形状不同的ViT块和一个加权求和层;将样本按64个为一个批次代入到其中一个ViT块,首先通过卷积层提取划分为小块的特征,并将特征嵌入到高维空间,添加一个分类标记;添加位置编码,不改变维度;最终通过随机失活层进行正则化;然后进入到Transformer编码器层,每个ViT块中有12个相同的Transformer编码器层,每一层包含自注意力机制和多层感知机MLP,并通过归一化层和残差连接提高训练效果;将6个自注意力头的输出拼接在一起,与多头注意力层之前的归一化层的输入进行残差连接,通过随机深度层保留残差;再通过归一化层和多层感知机,多层感知机的输出与在此之前的归一化层之前的输入进行残差连接,再经过一个全连接层,输出向量维度与无人机身份类别数一致;将三个ViT块的输出加权求和,输出向量即可推断无人机身份类别。
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百度查询: 浙江工业大学 一种基于深度学习射频指纹的无人机身份识别方法
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