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支持物理交互的无人机飞控系统安全测试方法
1
作者
习宁
周晓琳
+3 位作者
孙聪
李乔杨
马建峰
郭鑫玉
《电子学报》
北大核心
2025年第3期765-781,共17页
作为信息物理系统(Cyber-Physical Systems,CPS)的典型设备之一,无人机使用方便、对作业环境要求低、灵活性强,已广泛应用于农业、工业、军事等领域.其中,飞行控制系统是无人机核心基础服务,保障无人机遥测感知、通信覆盖、测绘救灾等...
作为信息物理系统(Cyber-Physical Systems,CPS)的典型设备之一,无人机使用方便、对作业环境要求低、灵活性强,已广泛应用于农业、工业、军事等领域.其中,飞行控制系统是无人机核心基础服务,保障无人机遥测感知、通信覆盖、测绘救灾等应用的有效执行.但多变的物理环境、复杂的功能结构使无人机飞行控制系统在开发过程中容易引入各类软件安全问题,导致无人机发生劫持、坠毁、失控等严重问题.如何检测无人机飞控软件系统的安全问题变得非常重要.现有的大多数无人机异常检测技术依靠数字世界构造输入,难以及时发现无人机逻辑安全的问题,本文提出一种支持物理交互的无人机飞控软件安全检测方法,将静态与动态分析方法相结合,用模糊测试方法对无人机飞行控制软件的安全性进行测试,结果表明该方法能够以97%的高覆盖率对无人机飞控任务进行安全检测,并根据测试结果进行无人机特征数据提取,基于该特征数据采用机器学习的方法训练出双重异常检测模型,在多组数据集上与现有检测方法进行对比,本文方法达到发现无人机异常状况97.5%的准确率,有效检测出无人机飞控软件系统中的已知安全问题.
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关键词
无人机飞控软件安全
模糊测试
异常检测
安全检测
机器学习
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职称材料
基于Alpha-stable的粒子群算法变异策略研究及气动优化应用
被引量：
3
2
作者
樊华羽
李典
+1 位作者
郝海兵
梁益华
《西北工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期1385-1393,共9页
提出了一种基于Alpha stable分布的新型变异方法。针对粒子群算法容易陷入局部最优的缺点,通过对比分析确定了一种调整Alpha stable分布的稳态系数动态变异策略,使粒子群算法能够在搜索初始阶段具有更强的种群多样性以及算法探索能力,...
提出了一种基于Alpha stable分布的新型变异方法。针对粒子群算法容易陷入局部最优的缺点,通过对比分析确定了一种调整Alpha stable分布的稳态系数动态变异策略,使粒子群算法能够在搜索初始阶段具有更强的种群多样性以及算法探索能力,减少陷入局部最优的可能;在算法末期增强粒子群优化算法的局部搜索能力,提高解的精度。将基于Alpha stable变异的粒子群优化算法(Alpha stable particle swarm optimization, ASPSO)与多种改进型粒子群优化算法以及差分进化算法(differential evolution algorithm, DE)进行了比较,基准测试函数结果表明新建立的ASPSO算法极大地提高了算法的收敛速度和精度。将其应用到RAE2822翼型的单点跨声速减阻优化中,在保持种群规模等参数相同的情形下,ASPSO算法的优化效果和效率都远高于传统PSO算法,最终得到的翼型也比PSO优化的翼型具有更高的升阻比,翼面波阻有明显降低。
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关键词
粒子群优化算法
Alpha-stable分布
动态变异
气动优化
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职称材料
强噪声干扰下的对数极坐标空间边缘提取算法
3
作者
文鹏程
张亚棣
王向军
《计算机应用》
CSCD
北大核心
2013年第6期1695-1696,1700,共3页
准确提取对数极坐标空间的目标边缘信息是对数极坐标变换视觉不变性获得成功应用的前提和关键。由于传统的边缘提取算法无法满足强噪声干扰下的单像素精度要求,在主动轮廓模型和水平集方法的基础上,设计了一种独特的边缘提取算法。经融...
准确提取对数极坐标空间的目标边缘信息是对数极坐标变换视觉不变性获得成功应用的前提和关键。由于传统的边缘提取算法无法满足强噪声干扰下的单像素精度要求,在主动轮廓模型和水平集方法的基础上,设计了一种独特的边缘提取算法。经融合Canny算子的水平集方法全局降噪,利用能量驱动的主动轮廓模型逐次演化逼近,提取可能的边缘曲线,通过改进型跟踪寻迹剔除虚假信息,即可得到最终的目标边缘。实验表明,该算法行之有效,边缘提取特征相似度达96%以上。
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关键词
边缘提取
对数极坐标空间
主动轮廓模型
水平集方法
跟踪寻迹
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职称材料
题名
支持物理交互的无人机飞控系统安全测试方法
1
作者
习宁
周晓琳
孙聪
李乔杨
马建峰
郭鑫玉
机构
西安
电子科技大学网络与信息安全学院
中国航空工业集团西安航空计算技术研究所
出处
《电子学报》
北大核心
2025年第3期765-781,共17页
基金
国家自然科学基金(No.92267204,No.62232013,No.U24A20243)。
文摘
作为信息物理系统(Cyber-Physical Systems,CPS)的典型设备之一,无人机使用方便、对作业环境要求低、灵活性强,已广泛应用于农业、工业、军事等领域.其中,飞行控制系统是无人机核心基础服务,保障无人机遥测感知、通信覆盖、测绘救灾等应用的有效执行.但多变的物理环境、复杂的功能结构使无人机飞行控制系统在开发过程中容易引入各类软件安全问题,导致无人机发生劫持、坠毁、失控等严重问题.如何检测无人机飞控软件系统的安全问题变得非常重要.现有的大多数无人机异常检测技术依靠数字世界构造输入,难以及时发现无人机逻辑安全的问题,本文提出一种支持物理交互的无人机飞控软件安全检测方法,将静态与动态分析方法相结合,用模糊测试方法对无人机飞行控制软件的安全性进行测试,结果表明该方法能够以97%的高覆盖率对无人机飞控任务进行安全检测,并根据测试结果进行无人机特征数据提取,基于该特征数据采用机器学习的方法训练出双重异常检测模型,在多组数据集上与现有检测方法进行对比,本文方法达到发现无人机异常状况97.5%的准确率,有效检测出无人机飞控软件系统中的已知安全问题.
关键词
无人机飞控软件安全
模糊测试
异常检测
安全检测
机器学习
Keywords
unmanned aerial vehicle flight control
fuzzing
software security
anomaly detection
security testing
分类号
TP311 [自动化与计算机技术—计算机软件与理论]
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职称材料
题名
基于Alpha-stable的粒子群算法变异策略研究及气动优化应用
被引量：
3
2
作者
樊华羽
李典
郝海兵
梁益华
机构
中国航空工业集团西安航空计算技术研究所
出处
《西北工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期1385-1393,共9页
文摘
提出了一种基于Alpha stable分布的新型变异方法。针对粒子群算法容易陷入局部最优的缺点,通过对比分析确定了一种调整Alpha stable分布的稳态系数动态变异策略,使粒子群算法能够在搜索初始阶段具有更强的种群多样性以及算法探索能力,减少陷入局部最优的可能;在算法末期增强粒子群优化算法的局部搜索能力,提高解的精度。将基于Alpha stable变异的粒子群优化算法(Alpha stable particle swarm optimization, ASPSO)与多种改进型粒子群优化算法以及差分进化算法(differential evolution algorithm, DE)进行了比较,基准测试函数结果表明新建立的ASPSO算法极大地提高了算法的收敛速度和精度。将其应用到RAE2822翼型的单点跨声速减阻优化中,在保持种群规模等参数相同的情形下,ASPSO算法的优化效果和效率都远高于传统PSO算法,最终得到的翼型也比PSO优化的翼型具有更高的升阻比,翼面波阻有明显降低。
关键词
粒子群优化算法
Alpha-stable分布
动态变异
气动优化
Keywords
particle swarm optimization
Alpha-stable distribution
dynamic mutation
aerodynamic optimization
分类号
V211 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
强噪声干扰下的对数极坐标空间边缘提取算法
3
作者
文鹏程
张亚棣
王向军
机构
中国航空工业集团西安航空计算技术研究所
天津大学精密仪器与光电子工程学院
出处
《计算机应用》
CSCD
北大核心
2013年第6期1695-1696,1700,共3页
基金
国家自然科学基金资助项目(60872097)
中航工业计算所创新基金资助项目(CXXM12072-16)
文摘
准确提取对数极坐标空间的目标边缘信息是对数极坐标变换视觉不变性获得成功应用的前提和关键。由于传统的边缘提取算法无法满足强噪声干扰下的单像素精度要求,在主动轮廓模型和水平集方法的基础上,设计了一种独特的边缘提取算法。经融合Canny算子的水平集方法全局降噪,利用能量驱动的主动轮廓模型逐次演化逼近,提取可能的边缘曲线,通过改进型跟踪寻迹剔除虚假信息,即可得到最终的目标边缘。实验表明,该算法行之有效,边缘提取特征相似度达96%以上。
关键词
边缘提取
对数极坐标空间
主动轮廓模型
水平集方法
跟踪寻迹
Keywords
edge extraction
log-polar space
active contour model
level set method
tracing way
分类号
TN911.73 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
支持物理交互的无人机飞控系统安全测试方法
习宁
周晓琳
孙聪
李乔杨
马建峰
郭鑫玉
《电子学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
基于Alpha-stable的粒子群算法变异策略研究及气动优化应用
樊华羽
李典
郝海兵
梁益华
《西北工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
强噪声干扰下的对数极坐标空间边缘提取算法
文鹏程
张亚棣
王向军
《计算机应用》
CSCD
北大核心
2013
0
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职称材料
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