有效
一种基于全维多域感知的认知电磁环境方法、系统及装置
李修和、石倩倩、赵顺凯、冉金和、张逸、沈阳
中国人民解放军国防科技大学
摘要
本发明提供了一种基于全维多域感知的认知电磁环境方法、系统及装置,涉及电磁环境认知领域。该基于全维多域感知的认知电磁环境方法,包括构建目标电磁环境的先验知识库;将目标电磁环境数据输入到认知电磁环境系统,对目标电磁环境进行智能认知处理,模拟构设装备;按照时序,动态模拟构设装备的工作状态和模式;按照一定的采样频率,感知当前的电磁环境,比较与目标电磁环境特征的差异,反馈至构设要求中;利用反馈信息进行动态调整,进行评估。本发明通过认知电磁环境的概念设计和技术实现为电磁环境的控制和利用提供支撑。
1.一种基于全维多域感知的认知电磁环境方法,其特征在于,包括:获取预设的先验知识库提供的目标电磁环境的先验知识;所述先验知识为认知推理信息;所述认知推理信息包括:电磁环境的基础理论、平台信息、装备运用信息、战术运用信息、作战功能信息、作战意图信息、网络拓扑信息、经验规则和案例库信息;将所述先验知识输入到认知电磁环境系统,对目标电磁环境进行智能认知处理,以模拟构设装备;按照时序动态模拟所述构设装备的工作状态和模式;在空间位置不发生变化的情况下,按照设定时间间隔重新感知当前的电磁环境的频域、能域特征值,比较与目标电磁环境特征的差异,反馈至智能控制模块中;在空间位置发生变化的情况下,待所述空间位置不再变化后感知当前的电磁环境的频域、能域特征值,比较与目标电磁环境特征的差异,得到反馈信息,并反馈至智能控制模块中;利用所述反馈信息进行认知学习,动态更新预设的先验知识库,并自适应调整目标电磁环境的工作状态和模式;对目标电磁环境进行智能认知处理,以模拟构设装备,包括:对目标电磁环境的时域、频域、空域、能域、极化域和调制样式域数据进行分析,通过对数据特征的分析和先验知识库的比较,判断作战进程、作战意图;对所述作战进程和所述作战意图进行判断,结合目标电磁环境特征,从先验知识库中的平台和设备中,智能选择合适的电磁环境构设模拟装备,并设定初始工作模式和参数。
2.根据权利要求1所述的基于全维多域感知的认知电磁环境方法,其特征在于,在获取预设的知识库提供的目标电磁环境的先验知识之前,还包括:采集目标电磁环境相关数据;所述电磁环境相关数据包括:电磁环境的基础理论、平台信息、装备运用信息、战术运用信息、作战功能信息、作战意图信息、网络拓扑信息、经验规则和案例库信息;通过所述目标电磁环境相关数据构建所述预设的先验知识库。
3.根据权利要求1所述的基于全维多域感知的认知电磁环境方法,其特征在于,所述认知电磁环境系统包括:智能感知模块,用于通过传感器和接收器采集电磁环境中的信号数据,并对采集到的信号数据进行预处理,从预处理后的数据中提取出与电磁环境相关的特征信息,并将离散采样的电磁环境特征值从时间、空间两个维度,结合频域、能域、极化域、调制样式域参数进行插值,获得连续电磁环境特征值,以实现对电磁环境进行时域、频域、空域、能域、极化域和调制样式域的全维多域的感知;所述信号数据包括电磁波、磁场和电场;所述预处理的过程包括滤波、降噪和放大;所述特征信息包括频率、幅度和相位;智能生成模块,用于对所述智能感知模块输入的所述电磁环境特征值进行智能分析,根据目标电磁环境与预设的知识库进行电磁环境构设模拟装备的选择与基础参数设置;所述预设的知识库用于对输入的参数进行深入分析和匹配,通过逻辑推理或案例推理方法输出决策或优化建议;智能控制模块,用于从智能生成模块接收并处理所述决策或优化建议,生成控制指令并发送到执行机构,以实现对电磁环境的实时调控;同时,若生成指令为反映目标电磁环境变化的时序指令集,则控制模块在完成当前指令集前,停止接收新指令;所述执行机构包括所述构设装备的电源、可变阻抗、阀门等,智能评估模块,用于根据电磁环境的实际运行情况和反馈结果,不断优化和更新实时调控的算法和策略,以适应电磁环境的变化和需求,并评估认知电磁环境系统生成的电磁环境与目标电磁环境之间的差异。
4.根据权利要求1所述的基于全维多域感知的认知电磁环境方法,其特征在于,自适应调整目标电磁环境的工作状态和模式,包括:按照目标电磁环境的时序变化,感知当前电磁环境,比较当前电磁环境和目标电磁环境的差异;自适应调整认知电磁环境系统的工作状态和模式,以减少认知电磁环境系统构设结果与目标电磁环境的差值。
5.一种基于全维多域感知的认知电磁环境系统,其特征在于,包括:获取单元,用于获取预设的先验知识库提供的目标电磁环境的先验知识;所述先验知识为认知推理信息;所述认知推理信息包括:电磁环境的基础理论、平台信息、装备运用信息、战术运用信息、作战功能信息、作战意图信息、网络拓扑信息、经验规则和案例库信息;认知处理单元,用于将所述先验知识输入到认知电磁环境系统,对目标电磁环境进行智能认知处理,以模拟构设装备;第一调整单元,用于按照时序动态模拟所述构设装备的工作状态和模式;反馈单元,用于在空间位置不发生变化的情况下,按照设定时间间隔重新感知当前的电磁环境的频域、能域特征值,比较与目标电磁环境特征的差异,反馈至智能控制模块中;在空间位置发生变化的情况下,待所述空间位置不再变化后感知当前的电磁环境的频域、能域特征值,比较与目标电磁环境特征的差异,得到反馈信息,并反馈至智能控制模块中;调节单元,用于利用所述反馈信息进行认知学习,动态更新预设的先验知识库,并自适应调整目标电磁环境的工作状态和模式;所述认知处理单元包括:比较子单元,用于对目标电磁环境的时域、频域、空域、能域、极化域和调制样式域数据进行分析,通过对数据特征的分析和先验知识库的比较,判断作战进程、作战意图;判断子单元,用于对所述作战进程和所述作战意图进行判断,结合目标电磁环境特征,从先验知识库中的平台和设备中,智能选择合适的电磁环境构设模拟装备,并设定初始工作模式和参数。
6.根据权利要求5所述的基于全维多域感知的认知电磁环境系统,其特征在于,还包括:采集单元,用于采集目标电磁环境相关数据;所述电磁环境相关数据包括:电磁环境的基础理论、平台信息、装备运用信息、战术运用信息、作战功能信息、作战意图信息、网络拓扑信息、经验规则和案例库信息;知识库构建单元,用于通过所述目标电磁环境相关数据构建所述预设的先验知识库。
7.一种基于全维多域感知的认知电磁环境装置,其特征在于,包括:内部总线,以及通过内部总线连接的存储器、处理器和外部接口;其中,所述外部接口,用于获取数据;所述存储器,用于存储认知电磁环境对应的机器可读指令;所述处理器,用于读取所述存储器上的所述机器可读指令,并执行所述指令实现如权利要求1至4中任一项所述的基于全维多域感知的认知电磁环境方法。
8.一种计算设备,其特征在于,包括:一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序,其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行,所述一个或多个程序包括用于执行根据权利要求1至4中任一项所述的基于全维多域感知的认知电磁环境方法的指令。



