无人机安全技术及系统

发布：2020年07月08日 15:11浏览：次

①“安飞”无人机安全组网系统

无人机产业引起世界范围的广泛重视，也是国家空天地一体化战略中重要的一环。目前在国际范围内还没有成熟的无人机安全组网产品，极大限制其发展与应用。国际上尚未形成成熟的无人机安全组网标准，其组网应用仍处于起步阶段。所研发的“安飞”无人机安全组网系统，实现了控制的实时性、可靠性；设计了自适应、可扩展的无人机统一认证管理框架和成员及拓扑动态适变的信息安全传输方法，确保了消息的真实性、机密性、完整性、可用性；发明和研发了系统安全及网络安全综合化的测试验证平台。

该系统填补了该领域的技术空白，推动军民融合的发展，可信计算平台成果已应用于中国工业西安航空计算技术研究所所研制的C919型客机中，参加并获得2017年陕西省科技工作者创新创业大赛金奖，具有广阔的市场前景。成果从2013年开始应用于中行工业集团公司西安航空计算技术研究所，累计经济效益达1200万元人民币。该发明中多项核心关键技术得到业界的认可，相关技术获得了教育部科学技术进步一等奖、陕西省科学技术一等奖。“安飞”无人机安全组网系统获得了2017年陕西省科技工作者创新创业大赛金奖。

②无人机系统跨层协同攻击框架

当前无人机应用广泛，军用及民用无人机数据巨大，无人机一般由飞行系统、任务载荷系统和地面控制系统三大部分组成，复杂多任务载荷及多系统协同工作的特点给现有无人机安全带来了巨大的安全威胁与挑战：无线信号传输漏洞使得无人机通信系统安全指数急剧下降，通过无线信号劫持不仅可以控制无人机的飞行功能，而且可以任意浏览、拷贝、篡改无人机上储存的数据；GPS信号欺骗干扰无人机的导航系统，使无人机出现错误的位置、高度、速度等信息，导致无人机偏离正确的运行轨迹；基于密码算法、基于智能算法等安全路由协议在实际应用中与无人机实际性能相违背等问题。

本项目针对无人机未来体系化作战环境下无人机协同作战的信息安全威胁和需求，开展无人机系统安全脆弱性分析与协同攻击研究，设计智能化攻击与对抗测试模型，突破无人机协同作战的动态攻击分析与防御对抗技术，以及无人机高速通信的协议漏洞分析等关键技术，提出跨层协同攻击模型，对无人机智能系统从物理层、系统层和网络层展开攻击分析研究，搭建相应的测试验证环境，分析测试攻击模型和关键技术的有效性，为我军无人机装备系统在网电空间对抗提供技术支撑。

（5）公路安全事件检测：研究双重背景下遗失物检测方法并应用于抛洒物交通事件检测，检测效果见图所示。

图a公路安全事件检测

(6)利用高分辨率卫星图像，将地物分为多类，分别为水体、裸露地、植被、道路等。利用图像融合方法对全色图像和多光谱图像进行融合，形成新的具有较高空间分辨率的多光谱图像，对图像进行分类，用于土地覆盖分类。

图图像融合及分类

(7)针对动态无人机集群网络的定位问题研制定位软件。软件以图形化的方式输入网络的各项参数：包括集群中无人机的个数、测距设备的测距误差、无人机集群中无人机的最小间距等。

图3 无人机集群动态定位技术

（8）基于态势评估的移动机器人局部路径规划仿真测试技术。图4中绿色图标代表一个移动机器人，蓝色的圆圈代表一个障碍物，折线记录了机器人从起点到终点移动的路线。利用态势评估的模型和方法融合移动机器人的声纳和激光传感器数据，使机器人能够在未知环境中自主寻找从起点到目标点的无障碍物相碰的最优路径。

图4基于态势评估的移动机器人局部路径规划

（9）：基于未知类视觉原型的零样本分类算法。零样本分类是识别之前从未见过的新类别图像，即未知类图像。该项工作学习在视觉空间的未知类视觉原型。为了缩小域差异问题，学习未知类视觉原型时保持未知类的语义关系。图5给出学到的未知类视觉原型，从图中可以看出我们学到的未知类视觉原型分布在各类样本中间。并且提出的方法在ZSL 数据集上进行了大量测试，实验结果表明我们提出的方法的表现显著优于之前的方法。