一种双门限目标检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及双门限目标检测方法及装置，该方法包括：获取雷达回波信号，并得到对所述回波信号进行脉冲积累后的多帧距离多普勒图；通过循环剔除异常点，提取每帧所述距离多普勒图的背景数据，并得到第一门限阈值；根据所述第一门限阈值对对应的所述距离多普勒图进行检测，得到初步检测信号；通过循环剔除杂波，提取所述初步检测信号中的目标多普勒频率单元，得到目标多普勒频率单元估计值；根据所述目标多普勒频率单元估计值和预设判决门限检测所述初步检测信号，得到目标检测结果。本发明专利技术方法能够在复杂环境下对低慢小目标进行有效检测。

【技术实现步骤摘要】
一种双门限目标检测方法及装置
本专利技术涉及目标检测
，尤其涉及一种双门限目标检测方法及装置。
技术介绍
随着无人机、隐身舰艇和隐身装甲车辆的不断涌现，现代战争中的预警和制导雷达系统需要在严重的地海杂波、干扰环境下对这些低慢小目标进行有效的检测和跟踪处理。针对具有“低慢小”特性微弱目标的雷达检测技术逐渐成为新的研究热点。低慢小目标因体积小而具有较小的雷达散射截面(RCS)，使得回波信号的信噪比很低；同时，慢速目标的多普勒频率很低，使得常规信号处理手段难以从杂波频谱中分离目标多普勒信息。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种双门限目标检测方法，能够在复杂环境下对低慢小目标进行有效检测。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种双门限目标检测方法，包括以下步骤：获取雷达回波信号，并得到对所述回波信号进行脉冲积累后的多帧距离多普勒图；通过循环剔除异常点，提取每帧所述距离多普勒图的背景数据，并得到第一门限阈值；根据所述第一门限阈值对对应的所述距离多普勒图进行检测，得到初步检测信号；通过循环剔除杂波，提取所述初步检测信号中的目标多普勒频率单元，得到目标多普勒频率单元估计值；根据所述目标多普勒频率单元估计值和预设判决门限检测所述初步检测信号，得到目标检测结果。优选地，所述剔除异常点，具体包括：根据以下公式计算当前循环剔除异常点过程的门限值Ti：Ti＝3δi+μi其中，δi和μi分别指进行上一次循环剔除异常点后距离多普勒图剩余单元的标准差和均值，i为第一循环次数；将所述距离多普勒图中幅值超过Ti的单元作为异常点剔除。优选地，根据以下公式得到第一门限阈值T：T＝βδ+μ其中，δ和μ分别表示行最后一次剔除异常点后的距离多普勒图剩余单元的标准差和均值，β为预设参数。优选地，所述根据所述第一门限阈值对对应的所述距离多普勒图进行检测，得到初步检测信号，具体包括：将对应的所述距离多普勒图中幅值超过所述第一门限阈值的单元作为疑似目标点，得到初步检测信号。优选地，所述剔除杂波，具体包括：将各帧距离多普勒图得到的初步检测信号中所述疑似目标点的多普勒频率单元编号作为初始序列y1；根据以下公式计算当前循环剔除杂波过程的门限值Yj：其中，yj表示上一次剔除杂波后初始序列的剩余元素，表示yj的平均值，j表示第二循环次数，mean()表示取平均值；将yj中不满足的元素作为杂波剔除。优选地，根据以下公式得到目标多普勒频率单元估计值y0：y0＝mean(y)其中，y表示最后一次剔除杂波后初始序列的剩余元素，mean()表示取平均值。优选地，所述根据所述目标多普勒频率单元估计值和预设判决门限检测所述初步检测信号，得到目标检测结果，具体包括：将所述初始序列中满足|y1-y0|<VT的元素判断为目标点，其中VT表示预设判决门限，得到目标检测结果。本专利技术还提供了一种双门限目标检测装置，包括：数据获取单元，用于获取雷达回波信号，并得到对所述回波信号进行脉冲积累后的多帧距离多普勒图；背景提取单元，用于通过循环剔除异常点，提取每帧所述距离多普勒图的背景数据，并得到第一门限阈值；第一检测单元，用于根据所述第一门限阈值对对应的所述距离多普勒图进行检测，得到初步检测信号；杂波剔除单元，用于通过循环剔除杂波，提取所述初步检测信号中的目标多普勒频率单元，得到目标多普勒频率单元估计值；第二检测单元，用于根据所述目标多普勒频率单元估计值和预设判决门限检测所述初步检测信号，得到目标检测结果。优选地，所述背景提取单元用于执行以下操作：根据以下公式计算当前循环剔除异常点过程的门限值Ti：Ti＝3δi+μi其中，δi和μi分别表示进行上一次循环剔除异常点后距离多普勒图剩余单元的标准差和均值，i为第一循环次数；将所述距离多普勒图中幅值超过Ti的单元作为异常点剔除。优选地，所述背景提取单元还用于执行以下操作：根据以下公式得到第一门限阈值T：T＝βδ+μ其中，δ和μ分别进行最后一次剔除异常点后距离多普勒图剩余单元的标准差和均值，β为预设参数。优选地，所述第一检测单元用于执行以下操作：将对应的所述距离多普勒图中幅值超过所述第一门限阈值的单元作为疑似目标点，得到初步检测信号。优选地，所述杂波剔除单元用于执行以下操作：将各帧距离多普勒图得到的初步检测信号中所述疑似目标点的多普勒频率单元编号作为初始序列y1；根据以下公式计算当前循环剔除杂波过程的门限值Yj：其中，yj表示上一次剔除杂波后初始序列的剩余元素，表示yj的平均值，j表示第二循环次数，mean()表示取平均值；将yj中不满足的元素作为杂波剔除。优选地，所述杂波剔除单元还用于执行以下操作：根据以下公式得到目标多普勒频率单元估计值y0：y0＝mean(y)其中，y表示最后一次剔除杂波后初始序列的剩余元素，mean()表示取平均值。优选地，所述第二检测单元用于执行以下操作：将所述初始序列中满足|y1-y0|<VT的元素判断为目标点，其中VT表示预设判决门限，得到目标检测结果。实施本专利技术的双门限目标检测方法及装置，具有以下有益效果：本专利技术的双门限目标检测方案，主要应用于低慢小目标的检测防御系统。通过对雷达回波信号进行预处理，得到能量积累后的回波距离多普勒图；再通过循环剔除法提取预处理后距离多普勒图中的背景数据，由此得到第一门限阈值并对各帧距离多普勒图进行初步检测，可检测出疑似目标点；随后再通过循环剔除杂波确定第二门限阈值，由此剔除孤立杂波，有效检测出目标点，确定目标轨迹。本专利技术通过研究复杂环境下雷达杂波的分布特性和低慢小目标的回波特性，并在此基础上提出了双门限目标检测方案，并以实测雷达回波数据验证该检测方案的可行性。本专利技术方案是低慢小目标检测防御系统不可缺少的环节，为其他低慢小目标检测方式提供了参考，具备一定工程应用价值。附图说明图1是本专利技术实施例一提供的双门限目标检测方法的流程图；图2是对一组雷达回波信号进行脉冲压缩后的结果图；图3是对图2进行相参积累后的距离多普勒图；图4是对图3单帧距离多普勒图进行检测得到的初步检测信号的结果图；图5是对图3进行两次门限检测后的目标检测结果图；图6是图5中目标航迹图；图7是本专利技术实施例二提供的双门限目标检测装置的示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双门限目标检测方法，其特征在于，包括以下步骤：/n获取雷达回波信号，并得到对所述回波信号进行脉冲积累后的多帧距离多普勒图；/n通过循环剔除异常点，提取每帧所述距离多普勒图的背景数据，并得到第一门限阈值；/n根据所述第一门限阈值对对应的所述距离多普勒图进行检测，得到初步检测信号；/n通过循环剔除杂波，提取所述初步检测信号中的目标多普勒频率单元，得到目标多普勒频率单元估计值；/n根据所述目标多普勒频率单元估计值和预设判决门限检测所述初步检测信号，得到目标检测结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种双门限目标检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取雷达回波信号，并得到对所述回波信号进行脉冲积累后的多帧距离多普勒图；
通过循环剔除异常点，提取每帧所述距离多普勒图的背景数据，并得到第一门限阈值；
根据所述第一门限阈值对对应的所述距离多普勒图进行检测，得到初步检测信号；
通过循环剔除杂波，提取所述初步检测信号中的目标多普勒频率单元，得到目标多普勒频率单元估计值；
根据所述目标多普勒频率单元估计值和预设判决门限检测所述初步检测信号，得到目标检测结果。


2.根据权利要求1所述的双门限目标检测方法，其特征在于，所述剔除异常点，具体包括：
根据以下公式计算当前循环剔除异常点过程的门限值Ti：
Ti＝3δi+μi
其中，δi和μi分别表示进行上一次循环剔除异常点后距离多普勒图剩余单元的标准差和均值，i为第一循环次数；
将所述距离多普勒图中幅值超过Ti的单元作为异常点剔除。


3.根据权利要求2所述的双门限目标检测方法，其特征在于，
根据以下公式得到第一门限阈值T：
T＝βδ+μ
其中，δ和μ分别表示进行最后一次剔除异常点后距离多普勒图剩余单元的标准差和均值，β为预设参数；
所述根据所述第一门限阈值对对应的所述距离多普勒图进行检测，得到初步检测信号，具体包括：
将对应的所述距离多普勒图中幅值超过所述第一门限阈值的单元作为疑似目标点，得到初步检测信号。


4.根据权利要求3所述的双门限目标检测方法，其特征在于，所述剔除杂波，具体包括：
将各帧距离多普勒图得到的初步检测信号中所述疑似目标点的多普勒频率单元编号作为初始序列y1；
根据以下公式计算当前循环剔除杂波过程的门限值Yj：



其中，yj表示上一次剔除杂波后初始序列的剩余元素，表示yj的平均值，j表示第二循环次数，mean()表示取平均值；
将yj中不满足的元素作为杂波剔除。


5.根据权利要求4所述的双门限目标检测方法，其特征在于，
根据以下公式得到目标多普勒频率单元估计值y0：
y0＝mean(y)
其中，y表示最后一次剔除杂波后初始序列的剩余元素，mean()表示取平均值；
所述根据所述目标多普勒频率单元估计值和预设判决门限检测所述初步检测信号，得到目标检测结果，具体包括：
将所述初始序列中满足|y1-y0|<VT的元素判断为目标点，其中VT表示预设判决门限，得到目标检测结果。


6.一种双门限目...

【专利技术属性】
技术研发人员：余杰，武自卫，
申请(专利权)人：北京环境特性研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11