本发明专利技术公开了一种用于微弱目标的改进型随机Hough变换检测方法，它利用雷达回波数据的时间信息，在不同帧间选取最小点集，避免了在单帧数据中检测目标航迹的不合理情况，大大地提高了低信噪比环境下有效采样所占的比例；该方法采用基于最小欧氏距离的投票准则进行投票，使得投票结果较之传统随机Hough变换更优；该方法在更新动态链接列表P中参数投票值的同时更新参数，经过多次更新后其偏差会得到纠正，从而能够更加精确的恢复航迹。该方法具有计算时间短、所需存储空间小，能够快速、准确的检测航迹等特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于雷达目标检测
，它特别涉及了强杂波下微弱目标雷达检测
技术介绍
众所周知，强杂波背景下对微弱目标信号的检测主要存在两个方面的问题。一是对强杂波的抑制，二是对雷达微弱目标信号的有效检测。研究杂波的抑制技术必须建立在对各种地海杂波的特性、模型等方面分析的基础上。微弱目标检测主要从雷达目标检测的基本原理入手，研究微弱目标的相干积累和长时间非相干积累方法，研究微弱目标回波恒虚警检测理论等。简而言之，研究强杂波抑制技术，采用新的雷达微弱目标检测技术是解决强杂波下雷达微弱目标检测的必经之路。Hough变换以其对局部缺损的不敏感、对随机噪声的鲁棒性等优点，在强杂波环境下航迹起始中有着广泛的应用。作为一种批处理方法，由于Hough变换综合考虑了时间和空间上的信息，使其不可避免地存在着计算量大、存储量大的缺点。针对Hough变换的这两大问题，Lei Xu等人受Koko-nen的自组织映射神经网络的启发提出了一种概率Hough变换——随机Hough变换，见文献“Xu L，Oja E.Randomized Hough Transform(RHT)：Basic mechanism，algorithms，andcomputational complexities.CVGIP：Image Understanding，1993，57(2)：131-154”。随机Hough变换采用了随机抽样、收敛映射和动态链接列表三种机制，这三种新机制取代了穷举和一对多映射，从而使得随机Hough变换克服了标准Hough变换所面临的一些主要困难并且也呈现出了一些较好的特性，表现在运算速度加快，累加器数组的峰值更明显，存储空间大大地缩减.因此随机Hough变换是在强杂波环境下航迹起始中一个较新的和有潜力的研究方向。然而，随机Hough变换也存在一些问题：在低信噪比环境下，有效采样所占比例低；没有采用最优的投票方法；只更新动态链接列表中航迹参数投票值而不更新航迹参数值，导致航迹恢复不够精确。
技术实现思路
针对随机Hough变换存在的问题，本专利技术提供了一种用于微弱目标的改进型随机Hough变换检测方法。该方法利用雷达回波数据的时间信息(即帧信息)，在不同帧间选取最小点集，从而避免了在单帧数据中检测目标航迹的不合理情况，大大地提高了低信噪比环境下有效采样所占的比例；该方法采用基于最小欧氏距离的投票准则进行投票，使得投票结果较之传统随机Hough变换更优；该方法在更新动态链接列表P中参数投票值的同时更新参数，这样，即使初始时动态链接列表P中的参数(ρ，θ)与目标真实航迹参数有较大偏差，经过多次更新后其偏差会得到纠正，从而能够更加精确的恢复航迹。该方法具有计算时间短、所需存储空间小，能够快速、准确的检测航迹等特点。为了方便描述本专利技术的内容，首先作以下术语定义：-->定义1、量测量测是指与目标位置有关的受噪声污染的观测值。定义2、单帧数据单帧数据是指雷达对整个威力范围完成一次扫描所得到的回波数据。定义3、坐标变换在雷达系统中，所谓坐标变换是：已知两个坐标系A、B，根据A、B之间的位置关系，可以得出同一数据点在A、B两坐标系中坐标位置的转换关系式，根据这个转换关系式，将同一数据点的空间位置用不同的空间坐标系来表示。定义4、数据空间数据空间是指将量测的斜距R、方位角β及所在的帧数k，经过坐标变换转化为直角坐标中的x、y、k，其中x＝R*cosβ，y＝R*sinβ，将X-Y-K三维空间作为数据空间。例如：包含L帧数据的数据空间C，其中C(k)＝{cij(k)本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于微弱目标的改进型随机Hough变换检测方法，其特征是该方法包括如下步骤：步骤1、初始化随机Hough变换系统参数：初始化系统参数包括：雷达天线扫描周期Tr；目标的最小速度Vmin和最大速度Vmax，Vmin和Vmax来自于目标的先验信息；第一门限虚警概率Pfa；利用蒙特卡罗仿真实验计算出的第二门限；建立动态链接列表P，其中P(：，i)＝[ρ(ii)θ(ii)，score(ii)]T，ii＝1，2...n，n是动态链接列表P中直线参数的个数，初始时设置n＝0，ρ(ii)和θ(ii)是最小点集经Hough变换得到的参数，score(ii)是参数ρ(ii)和θ(ii)对应的投票值，上标T表示数学运算中的转置运算；ρ(ii)的容许误差为Δρ，θ(ii)的容许误差为Δθ，采样次数s＝1；步骤2、输入数据空间，取出数据点集Z：Z＝Z(k)＝{zij(k)} (2)其中，1≤i≤M，1≤j≤N，k＝1，2...L，i、j、k均为正整数，i和j分别表示量测数据在X轴和Y轴上的位置，M是X轴量化单元的总个数，N是Y轴量化单元的总个数；k是量测数据所在的帧数，L是点集Z的总帧数；zij(k)表示第k帧数据中量测单元(i，j)的量测值，zij(k)通过对雷达回波进行采样得到；步骤3、根据计算第一门限T1，其中Pfa为虚警概率，p(x|H0)为背景噪声的概率密度函数，H0表示量测仅为噪声，无目标的情况；对数据点集Z按照下面方法进行处理：如果zij(k)≥T1，令zij(k)＝1；如果zij(k)＜T1，令zij(k)＝0；步骤4、设置最大采样次数S，其中n是数据点集Z经步骤3处理后非零点的个数，L是是点集Z的总帧数，步骤5、建立矩阵D，用于存储数据点集Z中非零元素的位置信息，即D＝{d(：，m)＝[i，j，k]T} (3)其中1≤i≤M，1≤j≤N，1≤k≤L，1≤m≤(M×N×L)，m、i、j、k均为正整数；i和j分别为Z中非零元素在X轴和Y轴上的位置，k为非零元素所在的帧数，上标T表示数学运算中的转置运算；步骤6、从矩阵D中随机选取两个列向量d(：，m1)＝[i1，j1，k1]T和d(：，m2)＝[i2，j2，k2]T，i1、j1、k1分别表示d(：，m1)对应的非零元素在X轴上的位置、Y轴上的位置、所在的帧数，i2、j2、k2分别表示d(：，m2)对应的非零元素在X轴上的位置、Y轴上的位置、所在的帧数；令s＝s+1，其中s为采样次数；如果k1≠k2，进行步骤7操作；如果k1＝k2，重复步骤6操作，直到k1≠k2，进行步骤7操作；步骤7、从数据点集Z中找出d(：，m1)、d(：，m2)对应的非零元素其中i1、j1、k1分别表示在X轴上的位置、Y轴上的位置、所在的帧数，i2、j2、k2分别表示在X轴上的位置、Y轴上的位置、所在的帧数；由公式计算出两点之间的距离dist，由公式v＝dist/(k1-k2|*Tr)计算出两点对应的速度v；如果Vmin≤v≤Vmax，进行步骤8操作；如果v＜Vmin或v＞Vmax，进行步骤6操作；步骤8、由θ＝atan(-(i1-i2)/(j1-j2))及ρ＝i1*cos(θ)+j1*sin(θ)计算出最小点集所确定的直线参数ρ和θ，其中i1、j1分别表示在X轴和Y轴上的位置，i2、j2分别表示在X轴和Y轴上的位置；步骤9、如果s＝1，则ρ(1)＝ρ，θ(1)＝θ，score(1)＝1，进行步骤6操作；如果s≠1，在动态链接列表P中找出满足|ρ(jj)-ρ|≤Δρ且|θ(jj)-θ|≤Δθ的所有参数的集合{Pc|Pc＝(ρ(jj)，θ(jj))}，其中，ρ(jj)和θ(jj)是动态链接列表P已有的直线参数，1≤jj≤n，jj为整数，n是动态链接列表P中直线参数的个数；Δρ和Δθ分别是参数ρ(jj)和θ(jj)的容许误差；如果则找出{Pc}中满足dis＝(ρ(l)-ρ)2+(θ(l)-θ)2＝min((ρ(jj)-ρ)2+(θ(jj)-θ)2)的参数ρ(l)，θ(l)，令score(l)＝score(l)+1；进行步骤10操作；如果则令ρ(n+1)＝ρ，θ(n+1)＝θ，score(n+1)＝1，n＝n+1，进行步骤11操作；其中表示空集；步骤10、根据ρ(l)＝(ρ(l)+ρ)/2和θ(l)＝(θ(l)+θ)/2更新动态链接列表P中的参数ρ(l)和θ(l)；步骤11、如果s≥S，进行步骤12操作；如果s＜S，进行步骤6操作；其中s是采样次数，S是最大采样次数；步骤12、对动态链接列表P进行遍历，如果score(ii)≥T2，则将参数ρ(ii)和θ(ii)提取出来，保存在结果矩阵Para中，其中T2为第二门限，ρ(ii)和θ(ii)是动态链接列表P中的直线参数，ii＝1、2....
【技术特征摘要】
1.一种用于微弱目标的改进型随机Hough变换检测方法，其特征是该方法包括如下步骤：步骤1、初始化随机Hough变换系统参数：初始化系统参数包括：雷达天线扫描周期Tr；目标的最小速度Vmin和最大速度Vmax，Vmin和Vmax来自于目标的先验信息；第一门限虚警概率Pfa；利用蒙特卡罗仿真实验计算出的第二门限；建立动态链接列表P，其中P(：，i)＝[ρ(ii)θ(ii)，scor...
【专利技术属性】
技术研发人员：张晓玲，魏兰玲，孔令讲，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51
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