写一个多目标航迹高概率关联的matalb算法代码

时间: 2023-06-26 13:06:31 浏览: 50
以下是一个简单的多目标航迹高概率关联算法的 MATLAB 代码示例: ```matlab function [assignments, unassigned_tracks, unassigned_detections] = multi_object_tracking(probabilities, cost_threshold) % probabilities: 一个矩阵,表示航迹和检测之间的匹配概率 % cost_threshold: 一个阈值,用于决定哪些匹配是可接受的 % 初始化变量 num_tracks = size(probabilities, 1); num_detections = size(probabilities, 2); assignments = zeros(1, num_tracks); unassigned_tracks = []; unassigned_detections = []; % 遍历每个航迹 for i = 1:num_tracks % 找到这个航迹和哪个检测的匹配概率最大 [max_prob, detection_idx] = max(probabilities(i,:)); % 如果最大概率小于阈值,将这个航迹视为未匹配 if max_prob < cost_threshold unassigned_tracks(end+1) = i; else % 将这个航迹匹配到对应的检测上 assignments(i) = detection_idx; end end % 找到未匹配的检测 unassigned_detections = setdiff(1:num_detections, assignments); end ``` 该算法假设每个航迹只与一个检测相关联,因此如果有多个检测与同一航迹相关联,则只会选择其中一个。如果需要处理多个检测与同一航迹相关联的情况,则需要使用更复杂的算法,例如基于 Kalman 滤波器的多目标跟踪算法。

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### 回答1: 雷达航迹关联是指将多个雷达所探测到的目标航迹进行匹配,确定它们是否来自同一个目标。下面是一个简单的matlab算法,用于实现雷达航迹关联。 首先,假设我们有两条航迹A和B,每条航迹包含若干个扫描周期的目标信息,每个目标都有其位置和速度等信息。 1. 计算两条航迹中每个目标之间的距离和速度差。 2. 根据距离和速度差,计算出一个匹配得分矩阵,其中每个元素表示航迹A中的一个目标与航迹B中的一个目标的匹配得分。 3. 根据匹配得分矩阵,使用匈牙利算法(Hungarian algorithm)进行最优化匹配。 4. 根据最优化匹配结果,将两条航迹中匹配得分最高的目标配对起来,形成新的目标航迹。 5. 重复步骤1-4,直到所有航迹都被匹配完成。 下面是一段matlab代码,用于实现上述算法: matlab function [matched_tracks] = radar_track_association(tracks_A, tracks_B, threshold_distance, threshold_velocity) % tracks_A: 航迹A,包含若干个扫描周期的目标信息 % tracks_B: 航迹B,包含若干个扫描周期的目标信息 % threshold_distance: 距离阈值,用于判断两个目标是否匹配 % threshold_velocity: 速度差阈值,用于判断两个目标是否匹配 % matched_tracks: 匹配得分最高的目标航迹 num_A = length(tracks_A); num_B = length(tracks_B); score_matrix = zeros(num_A, num_B); for i = 1:num_A for j = 1:num_B distance = norm(tracks_A(i).position - tracks_B(j).position); velocity_diff = norm(tracks_A(i).velocity - tracks_B(j).velocity); if distance < threshold_distance && velocity_diff < threshold_velocity score_matrix(i, j) = -distance - velocity_diff; % 匹配得分 end end end [assignments, ~] = munkres(score_matrix); % 最优化匹配 matched_tracks = []; for i = 1:num_A if assignments(i) > 0 matched_tracks(end+1).position = tracks_A(i).position; matched_tracks(end).velocity = tracks_A(i).velocity; matched_tracks(end).scan_time = tracks_A(i).scan_time; matched_tracks(end).track_id = tracks_A(i).track_id; matched_tracks(end).matched_track_id = tracks_B(assignments(i)).track_id; end end ### 回答2: 雷达航迹关联是指将多个雷达所探测到的目标航迹进行关联,以确定它们是否来自同一个目标。下面我将用300字来描述一个雷达航迹关联的Matlab算法。 该算法首先通过雷达获得目标的航迹数据,这些数据包括目标的位置、速度、加速度等信息。然后,利用数据预处理方法,将目标航迹数据进行平滑和滤波处理,以消除噪声和异常点的影响。 接下来,算法利用Kalman滤波器进行目标航迹预测。Kalman滤波算法是一种递归的最优估计算法,通过观测数据和系统模型,预测目标的未来位置。算法中以当前的目标状态作为输入,经过状态预测、更新和误差校正等步骤,得到目标的最优位置估计。 然后,算法利用距离和速度等信息,计算目标航迹之间的相似性度量,例如Mahalanobis距离等。这些度量可以帮助确定哪些航迹可能来自同一个目标,从而进行航迹关联。 最后,算法采用关联算法,例如最小二乘算法或最大加权匈牙利算法,将相似的航迹进行关联。这些算法可以根据相似性度量和关联矩阵,确定最佳的航迹关联结果。 综上所述,该Matlab算法利用雷达航迹数据、Kalman滤波器和关联算法,实现了雷达航迹的关联。它可以有效地将多个雷达所探测到的目标航迹关联起来,提供准确的目标轨迹信息,为雷达目标跟踪和目标识别等应用提供支持。 ### 回答3: 雷达航迹关联是一种将雷达收集到的目标航迹数据进行匹配和关联的过程。下面是一个用MATLAB实现雷达航迹关联的基本算法。 首先,我们需要从雷达系统中获得目标航迹数据。这些数据通常以一系列(x, y, t)的坐标点组成,其中(x, y)代表目标在平面坐标系中的位置,t代表时间。在MATLAB中,我们可以使用矩阵来表示这些目标航迹数据。 接下来,我们需要设计一个合适的关联算法来将不同时间段内的目标航迹进行匹配。一个简单的关联算法是最近邻算法。该算法通过计算目标航迹点之间的欧氏距离,找到距离最近的那个点,然后将其关联为同一个目标。在MATLAB中,我们可以使用pdist2函数来计算欧氏距离,并通过min函数找到最小距离。 但是,最近邻算法可能会出现误关联的情况,因为最近邻的点并不一定是同一个目标的轨迹点。为了解决这个问题,我们可以使用卡尔曼滤波器来提高关联的准确性。卡尔曼滤波器是一种用于估计目标状态的算法,可以通过预测和更新两个步骤来不断调整目标航迹的位置和速度。在MATLAB中,我们可以使用kalman函数来实现卡尔曼滤波器。 最后,我们可以使用绘图函数在MATLAB中可视化关联后的目标航迹。绘图函数可以使用plot函数来绘制轨迹点的位置,并使用scatter函数将关联点标记出来。 综上所述,这是一个基本的MATLAB算法,用于实现雷达航迹关联。当然,根据具体情况和需求,算法可以进行更多的优化和改进。
### 回答1: 分布式航迹融合是指利用多个雷达对机动目标进行跟踪,并将各个雷达的跟踪信息相互融合,从而得到更准确的目标航迹信息的过程。在分布式航迹融合中,通常会使用到一些算法,其中包括scc算法和其他一些相关的算法。 scc算法,即Single Cluster Classifier(单一聚类分类器)算法,是一种常用的目标跟踪算法。该算法通过将雷达测得的目标位置信息进行聚类,将具有相似位置的目标归为同一个聚类簇,然后针对每个聚类簇进行目标航迹预测和轨迹匹配,最终得到每个目标的航迹信息。 在分布式航迹融合中,可以将scc算法和其他相关算法进行结合,实现多雷达的航迹融合。具体而言,可以使用分布式的框架,将各个雷达采集到的目标位置信息传输到中央处理节点。在中央处理节点上,可以利用scc算法对目标进行聚类,将相似位置的目标划分为不同的聚类簇。 接下来,针对每个聚类簇,可以使用其他相关算法进行航迹预测和轨迹匹配。航迹预测算法可以基于目标的历史位置信息和运动模型,对目标的未来位置进行预测。轨迹匹配算法可以根据目标在不同雷达中的位置信息,将它们进行匹配,确定同一个目标在不同雷达中的对应关系。 最后,结合聚类、航迹预测和轨迹匹配的结果,可以得到多雷达的目标航迹融合信息。这样,利用多个雷达的信息融合,能够提高目标跟踪的准确性和可靠性。 综上所述,分布式航迹融合的代码可以利用scc算法和其他相关的算法实现。通过聚类、航迹预测和轨迹匹配等步骤,将多个雷达的目标跟踪信息进行融合,得到更准确的目标航迹信息。这样能够提高跟踪系统的性能和稳定性。 ### 回答2: 雷达目标跟踪是一项重要的任务,为了提高跟踪准确度和鲁棒性,可以采用分布式航迹融合算法来实现。本文将以SCC算法和某个算法为例,介绍一个实现分布式航迹融合的代码。 SCC算法是一种基于相似性的目标关联算法,在分布式环境下能够有效处理多个雷达对同一目标的观测数据。该算法主要包括以下几个步骤:目标预测、测量关联、目标关联、状态更新和新目标创建。 在代码实现中,首先需要定义目标的状态表示和观测量。可以使用矩阵来表示目标状态,包括位置、速度等信息。观测量可以定义为雷达对目标的测量数据,如距离、方位角等。 接下来,需要实现目标预测过程。根据目标的当前状态和运动模型,可以预测目标的下一个状态。 然后,进行测量关联,即将观测量与预测目标状态进行匹配。可以使用一些相似性度量方法,如卡尔曼滤波、最小二乘等来计算相似性。 在目标关联过程中,可以采用SCC算法进行目标关联,通过计算相似矩阵和设定相似性阈值,来判断哪些观测量与预测状态相似。 接着,进行状态更新,将匹配的观测量用于更新目标的状态估计。可以使用卡尔曼滤波或扩展卡尔曼滤波等滤波算法进行状态更新。 最后,根据观测量和预测结果,可以判断是否需要创建新目标。如果有新的观测量无法与已有目标匹配,则可以根据该观测量创建新的目标。 总结来说,分布式航迹融合的代码实现主要包括目标预测、测量关联、目标关联、状态更新和新目标创建等步骤。通过使用SCC算法和某个算法,可以有效地完成雷达目标的分布式航迹融合任务。
航迹关联PDA(Probabilistic Data Association)算法是一种用于目标跟踪和识别的算法。该算法结合了概率推断和数据关联的技术,能够有效地处理航迹关联问题。 航迹关联PDA算法的基本原理是通过比较测量数据与航迹预测的残差来进行数据关联。首先,在每个时间步骤中,算法预测目标的航迹,这通常通过使用运动模型和上一时刻的航迹信息来完成。然后,算法从传感器中获取测量数据,将其与预测航迹进行比较。 在比较过程中,算法计算测量数据与每个预测航迹的残差。残差代表了测量数据和预测航迹之间的差异,可以用来估计目标的位置和状态。接下来,算法使用概率推断技术,如贝叶斯滤波,来根据残差的概率分布进行目标跟踪和识别。 为了处理航迹关联问题,航迹关联PDA算法采用了概率数据关联方法。具体而言,算法引入了一个关联概率矩阵,用于表示测量数据与各个预测航迹之间的关联概率。通过比较关联概率矩阵中的元素,算法可以确定最可能的数据关联。 最后,算法根据数据关联的结果更新跟踪目标的航迹,并进行目标识别和状态估计。这样一来,航迹关联PDA算法能够实时准确地跟踪和识别目标,适用于各种目标跟踪任务,如航空航天、交通监控等领域。 总结起来,航迹关联PDA算法的基本原理是通过比较测量数据与预测航迹的残差,使用概率推断和数据关联技术来进行目标跟踪和识别。通过引入关联概率矩阵,算法能够确定最可能的数据关联,最终更新目标的航迹并进行目标识别和状态估计。该算法在目标跟踪和识别任务中具有较高的准确性和实时性。
基于雷达和AIS(自动识别系统)的多传感器航迹融合是一种利用雷达和AIS数据来综合计算目标的航迹信息的方法。以下是一个简单的基于MATLAB的多传感器航迹融合代码的示例: matlab % 设定雷达数据和AIS数据的初始值 radar_data = [1 2; 3 4; 5 6]; % 雷达数据,每一行表示一个目标的位置信息 ais_data = [1 2; 2 3; 4 5]; % AIS数据,每一行表示一个目标的位置信息 % 初始化多传感器融合后的航迹数据 fused_track = []; % 循环遍历每个时间步 for i = 1:size(radar_data,1) % 融合雷达和AIS数据 fused_data = [radar_data(i,:); ais_data(i,:)]; % 在这里可以使用各种融合算法,例如卡尔曼滤波或粒子滤波 fused_track = [fused_track; fused_data]; % 将融合后的数据添加到航迹轨迹中 end % 显示多传感器融合后的航迹数据 disp('多传感器融合后的航迹数据:'); disp(fused_track); 上述代码中,我们首先定义了雷达数据和AIS数据的初始值。然后通过一个循环,逐个时间步骤的从雷达数据和AIS数据中获取目标的位置信息,并将它们融合到一起。在这个简单的示例中,我们只是简单地将雷达数据和AIS数据按顺序合并在一起,形成多传感器融合后的航迹数据。在更复杂的情况下,可以采用更高级的融合算法,例如卡尔曼滤波或粒子滤波,以综合不同传感器的数据并获得更精准的目标航迹信息。最后,我们通过disp函数将多传感器融合后的航迹数据显示出来。
蚁群算法(Ant Colony Algorithm)是一种模拟蚂蚁寻找食物的行为模式而发展起来的一种启发式算法。该算法模拟了蚂蚁在寻找食物的过程中释放信息素、感知信息素并根据信息素的强度选择路径的行为。这一思想通过在无人机三维航迹规划中的应用,可以有效解决无人机路径规划的问题。 在使用蚁群算法进行无人机三维航迹规划时,需要利用Matlab代码实现以下步骤: 1. 确定目标和障碍物:首先,需要确定无人机的目标位置和空中存在的障碍物。这些信息将用于规划路径。 2. 初始化蚁群:创建一定数量的蚂蚁,每只蚂蚁都有一个当前位置和一个路径记录,初始时所有蚂蚁位于起始位置。 3. 设计路径选择策略:每只蚂蚁根据当前位置和路径记录,用一定的策略选择下一个位置。这个策略可以考虑蚂蚁对信息素敏感度、距离等因素的综合评估。 4. 更新信息素:每只蚂蚁选择路径后,根据路径的长度和强度更新相应路径上的信息素。可以引入挥发因子来衰减信息素的强度。 5. 更新最优路径:记录所有蚂蚁中的最优路径,并更新最佳路径的信息素强度。 6. 终止条件判断:迭代次数或者路径长度符合要求时终止。 7. 输出最优路径:输出蚁群算法得到的最优路径,即无人机的最佳航迹。 根据以上步骤,可以使用Matlab编写蚁群算法的代码实现无人机三维航迹规划。代码需要包含初始化蚂蚁、路径选择策略、信息素更新、终止条件判断以及最优路径输出等功能。此外,可以将目标和障碍物坐标作为输入参数,并根据实际情况调整相关参数如蚂蚁数量、信息素强度等。通过运行程序,可以得到最佳航迹并进行可视化展示。
蚁群算法是一种基于模拟蚂蚁觅食行为的一种优化算法,适用于许多问题的求解,包括航迹规划问题。下面是一个简单的航迹规划问题的蚁群算法代码: python import numpy as np class Ant: def __init__(self, start, goal, alpha, beta, pheromone, distance): self.start = start self.goal = goal self.alpha = alpha self.beta = beta self.pheromone = pheromone self.distance = distance self.path = [start] def add_node(self, node): self.path.append(node) def update_pheromone(self): path_distance = self.path_distance() for i in range(len(self.path)-1): node1 = self.path[i] node2 = self.path[i+1] self.pheromone[node1][node2] += 1 / path_distance self.pheromone[node2][node1] += 1 / path_distance def path_distance(self): distance = 0 for i in range(len(self.path)-1): distance += self.distance[self.path[i]][self.path[i+1]] return distance class ACO: def __init__(self, start, goal, nodes, distance, ant_count, alpha, beta, rho, q): self.start = start self.goal = goal self.nodes = nodes self.distance = distance self.ant_count = ant_count self.alpha = alpha self.beta = beta self.rho = rho self.q = q self.pheromone = np.ones(distance.shape) / len(nodes) self.ants = [Ant(start, goal, alpha, beta, self.pheromone, distance) for i in range(ant_count)] self.best_path = None self.best_distance = float("inf") def run(self, iterations): for i in range(iterations): for ant in self.ants: while ant.path[-1] != self.goal: ant.add_node(self.next_node(ant)) distance = ant.path_distance() if distance < self.best_distance: self.best_distance = distance self.best_path = ant.path ant.update_pheromone() ant.path = [self.start] self.pheromone *= self.rho for i in range(len(self.nodes)): for j in range(len(self.nodes)): for ant in self.ants: if j in ant.path and i in ant.path: self.pheromone[i][j] += self.q / ant.path_distance() def next_node(self, ant): current_node = ant.path[-1] unvisited_nodes = [i for i in range(len(self.nodes)) if i not in ant.path] probabilities = [((self.pheromone[current_node][i] ** self.alpha) * ((1/self.distance[current_node][i]) ** self.beta)) for i in unvisited_nodes] probabilities = probabilities / np.sum(probabilities) next_node = np.random.choice(unvisited_nodes, p=probabilities) return next_node 这里的输入参数包括起点、终点、航点列表、航点之间的距离矩阵、蚂蚁数量、alpha、beta、信息素挥发系数rho和信息素增量q。ACO类的run方法是算法的主要部分,包括每只蚂蚁的路径搜索、信息素更新和信息素挥发等操作。其中,next_node方法用于选择下一个航点,根据信息素和距离计算航点的选择概率。最终,ACO算法将得到一条最优路径,即从起点到终点的最短航迹。
无人机单航迹任务规划是指通过计算机算法和模型,规划无人机的航迹,使其能够完成指定任务。以下是一份基于matlab的无人机单航迹任务规划。 1. 确定任务目标 首先需要明确任务目标,例如无人机需要巡逻一定区域并进行目标检测、拍照或者搜救等任务。根据不同任务目标,需要选择不同的规划算法和模型。 2. 确定无人机起飞点和降落点 在确定任务目标后,需要确定无人机的起飞点和降落点。起飞点和降落点需要考虑到无人机的安全性和航迹规划的效率。 3. 构建地图模型 根据任务区域的特点,可以构建地图模型,包括障碍物、地形、气象等因素。地图模型可以帮助无人机规划最优航迹。 4. 选择航迹规划算法 常见的航迹规划算法包括A*算法、D*算法、RRT算法等。根据任务目标和地图模型,选择合适的算法进行航迹规划。 5. 生成无人机航迹 通过选择的航迹规划算法,生成无人机的航迹。航迹应该考虑到无人机的速度、载荷、高度限制等因素,并且需要保证航迹的安全性和有效性。 6. 仿真验证 最后,通过仿真验证无人机的航迹是否能够满足任务要求,包括航迹长度、时间、安全性等指标。如果不满足要求,需要重新调整航迹规划算法和模型。 以上是一份基于matlab的无人机单航迹任务规划,可以根据具体任务要求和地图特点进行调整和优化。
航迹模糊关联是一种数据处理技术,用于将多个航迹数据进行匹配,以确定它们是否来自同一个目标。Python是一种流行的编程语言,可以使用它来实现航迹模糊关联算法。 以下是一个简单的航迹模糊关联的Python实现: python import numpy as np def track_association(track_list, threshold): """ 航迹模糊关联算法 :param track_list: 航迹列表,每个航迹由多个点组成,每个点由经纬度和时间戳组成 :param threshold: 判断两个航迹是否属于同一目标的阈值,单位为米 :return: 一个字典,包含每个航迹的ID和与之匹配的航迹的ID """ # 初始化结果字典 results = {} for i in range(len(track_list)): results[i] = -1 # 计算每对航迹之间的距离 distances = np.zeros((len(track_list), len(track_list))) for i in range(len(track_list)): for j in range(i+1, len(track_list)): dist = calculate_distance(track_list[i], track_list[j]) distances[i, j] = dist distances[j, i] = dist # 根据阈值判断航迹是否属于同一目标 for i in range(len(track_list)): for j in range(i+1, len(track_list)): if distances[i, j] <= threshold: if results[i] == -1 and results[j] == -1: results[i] = j results[j] = i elif results[i] != -1 and results[j] == -1: results[j] = results[i] elif results[i] == -1 and results[j] != -1: results[i] = results[j] else: if results[i] != results[j]: replace_id = min(results[i], results[j]) replace_with = max(results[i], results[j]) for key in results.keys(): if results[key] == replace_with: results[key] = replace_id results[replace_with] = replace_id return results def calculate_distance(track1, track2): """ 计算两个航迹之间的距离,使用欧几里得距离公式 :param track1: 航迹1,由多个点组成 :param track2: 航迹2,由多个点组成 :return: 两个航迹之间的距离,单位为米 """ p1 = np.array([track1[0][0], track1[0][1]]) p2 = np.array([track2[0][0], track2[0][1]]) return np.linalg.norm(p1-p2) 这是一个简单的实现,可以根据实际需求进行修改和优化。

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