一种目标检测方法、装置、设备和计算机可读存储介质制造方法及图纸

本申请实施例公开了一种目标检测方法、装置、设备和计算机可读存储介质，依据设置的机载有源发射子阵列，获取待检测单元的单帧三维回波数据。对单帧三维回波数据进行匹配重组，得到多帧二维回波数据。对多帧二维回波数据进行联合稀疏空时分析，确定出多帧二维回波数据中包含的杂波信息，从多帧二维回波数据中滤除杂波信息，便可以得到待检测单元对应的目标信号。通过设置发射子阵列获取单帧三维回波数据，并且对单帧三维回波数据进行匹配重组，可以得到多帧二维回波数据，有效解决了严重非均匀杂波环境下独立同分布训练样本显著匮乏所造成的系统性能恶化问题。采用联合稀疏空时分析的方式，实现对待检测单元的有效检测。实现对待检测单元的有效检测。实现对待检测单元的有效检测。

A target detection method, device, device and computer readable storage medium

【技术实现步骤摘要】
一种目标检测方法、装置、设备和计算机可读存储介质


[0001]本申请涉及雷达检测
，特别是涉及一种目标检测方法、装置、设备和计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]机载雷达对地杂波背景下运动目标检测是国内外研究的热点问题。当雷达下视检测低空、慢速、弱小目标时，由于杂波内部运动、离散点干扰、地理环境起伏变化等因素的相互交织作用，使得地杂波呈现出明显的非均匀性，进而造成杂波抑制所需的独立同分布(Independent and Identically Distributed，IID)训练样本数量大幅减少，目标检测性能受到限制。传统动目标显示(Moving Target Indication，MTI)、动目标检测(Moving Target Detection，MTD)以及脉冲多普勒(Pulse Doppler，PD)雷达技术主要用来处理相对静止杂波，对于带有运动性的杂波难以实施有效对抗。
[0003]机载雷达向下探测运动目标过程中接收的杂波数据具有一定的空时耦合性。经典统计空时自适应处理(Space
‑
time Adaptive Processing，STAP)技术通过获取不同空域通道与不同时域脉冲的空时二维回波数据，借助似然比检测方法，采用目标所处待检测单元周围的一定数量的训练样本，有效估计出杂波协方差矩阵(Clutter Covariance Matrix，CCM)，进而计算空时二维滤波权值，实现杂波抑制与目标检测。
[0004]对于经典统计STAP技术而言，性能的优劣主要取决于CCM估计的精准度。依据RMB(Reed
‑
Mallett
‑
Brennan)准则要求，同最优检测性能相比，为获得近似最优性能(CCM估计误差所引起的性能损失低于3dB)，用于估计CCM的训练样本需满足IID条件且IID训练样本数至少为系统自由度的2倍。
[0005]若机载雷达处在地理环境散射特性不变的均匀杂波背景下，这一条件可以较好满足。然而，在现实战场环境中，机载雷达往往面临着平原、山地、湖泊、城乡等地形地貌的变化，同时会受到地物的内部运动、地形边界、天气等因素的影响，使得地杂波呈现出一定的非均匀性。更为重要的是现实战场环境复杂多变，机载雷达还将遭遇大量的人为强散射目标(高桥、楼宇等)、人为电磁干扰、非关心的各类运动目标等多方挑战，进而造成机载雷达下视检测场景中的杂波具有多变性与时变性，地杂波的非均匀性将变得尤为严重，致使训练样本数据与待检测单元数据很难维持IID关系。IID样本极度匮乏，进一步加剧了上述处理方法的处理难度，STAP杂波抑制与目标检测性能的恶化程度也将随之加重。
[0006]可见，如何解决严重非均匀杂波环境下IID训练样本极度匮乏所造成的低慢小目标检测性能受损的问题，是本领域技术人员急需解决的问题。

技术实现思路

[0007]本申请实施例的目的是提供一种目标检测方法、装置、设备和计算机可读存储介质，可以解决严重非均匀杂波环境下IID训练样本极度匮乏所造成的低慢小目标检测性能受损的问题。
[0008]为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种目标检测方法，包括：
[0009]依据设置的机载有源发射子阵列，获取待检测单元的单帧三维回波数据；
[0010]对所述单帧三维回波数据进行匹配重组，得到多帧二维回波数据；
[0011]对所述多帧二维回波数据进行联合稀疏空时分析，以确定出所述多帧二维回波数据中包含的杂波信息；
[0012]从所述多帧二维回波数据中滤除所述杂波信息，以得到所述待检测单元对应的目标信号。
[0013]可选地，所述依据设置的机载有源发射子阵列，获取待检测单元的单帧三维回波数据包括：
[0014]根据配置的机载有源发射子阵列模式，确定出对应的天线方向图；
[0015]基于所述天线方向图，确定出信号空时导向矢量；
[0016]依据所述信号空时导向矢量建立回波数据模型，以获取单帧三维回波数据。
[0017]可选地，所述依据设置的机载有源发射子阵列，获取待检测单元的单帧三维回波数据包括：
[0018]针对配置的机载有源发射子阵列模式，在不同子阵列之间发射正交波形信号，在子阵列内部发射相干波形信号，以获取单帧三维回波数据。
[0019]可选地，所述对对所述单帧三维回波数据进行匹配重组，得到多帧二维回波数据包括：
[0020]基于所述机载有源发射子阵列的正交关系，将所述单帧三维回波数据匹配重组为多帧二维回波数据。
[0021]可选地，所述对所述多帧二维回波数据进行联合稀疏空时分析，以确定出所述多帧二维回波数据中包含的杂波信息包括：
[0022]利用多帧联合稀疏算法，计算出所述多帧二维回波数据的稀疏谱；
[0023]结合待检测单元的先验空时域范围，确定出所述稀疏谱中包含的杂波稀疏谱；
[0024]依据所述杂波稀疏谱，确定出所述多帧二维回波数据中杂波对应的滤波器权值。
[0025]可选地，所述从所述多帧二维回波数据中滤除所述杂波信息，以得到所述待检测单元对应的目标信号包括：
[0026]基于所述滤波器权值，从所述多帧二维回波数据中提取出所述待检测单元对应的目标信号。
[0027]可选地，所述基于所述滤波器权值，从所述多帧二维回波数据中提取出所述待检测单元对应的目标信号之后还包括：
[0028]利用设定的门限参数，对所述目标信号进行过滤，以得到所述待检测单元最终对应的目标信息。
[0029]本申请实施例还提供了一种目标检测装置，包括获取单元、重组单元、分析单元和滤除单元；
[0030]所述获取单元，用于依据设置的机载有源发射子阵列，获取待检测单元的单帧三维回波数据；
[0031]所述重组单元，用于对所述单帧三维回波数据进行匹配重组，得到多帧二维回波数据；
[0032]所述分析单元，用于对所述多帧二维回波数据进行联合稀疏空时分析，以确定出所述多帧二维回波数据中包含的杂波信息；
[0033]所述滤除单元，用于从所述多帧二维回波数据中滤除所述杂波信息，以得到所述待检测单元对应的目标信号。
[0034]可选地，所述获取单元包括确定子单元和建立子单元；
[0035]所述确定子单元，用于根据配置的机载有源发射子阵列模式，确定出对应的天线方向图；基于所述天线方向图，确定出信号空时导向矢量；
[0036]所述建立子单元，用于依据所述信号空时导向矢量建立回波数据模型，以获取单帧三维回波数据。
[0037]可选地，所述获取单元用于针对配置的机载有源发射子阵列模式，在不同子阵列之间发射正交波形信号，在子阵列内部发射相干波形信号，以获取单帧三维回波数据。
[0038]可选地，所述重组单元用于基于所述机载有源发射子阵列的正交关系，将所述单帧三维回波数据匹配重组为多帧二维回波数据。
[0039]可选地，所述分析单元包括计算子单元和确本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种目标检测方法，其特征在于，包括：依据设置的机载有源发射子阵列，获取待检测单元的单帧三维回波数据；对所述单帧三维回波数据进行匹配重组，得到多帧二维回波数据；对所述多帧二维回波数据进行联合稀疏空时分析，以确定出所述多帧二维回波数据中包含的杂波信息；从所述多帧二维回波数据中滤除所述杂波信息，以得到所述待检测单元对应的目标信号。2.根据权利要求1所述的目标检测方法，其特征在于，所述依据设置的机载有源发射子阵列，获取待检测单元的单帧三维回波数据包括：根据配置的机载有源发射子阵列模式，确定出对应的天线方向图；基于所述天线方向图，确定出信号空时导向矢量；依据所述信号空时导向矢量建立回波数据模型，以获取单帧三维回波数据。3.根据权利要求1所述的目标检测方法，其特征在于，所述依据设置的机载有源发射子阵列，获取待检测单元的单帧三维回波数据包括：针对配置的机载有源发射子阵列模式，在不同子阵列之间发射正交波形信号，在子阵列内部发射相干波形信号，以获取单帧三维回波数据。4.根据权利要求1所述的目标检测方法，其特征在于，所述对对所述单帧三维回波数据进行匹配重组，得到多帧二维回波数据包括：基于所述机载有源发射子阵列的正交关系，将所述单帧三维回波数据匹配重组为多帧二维回波数据。5.根据权利要求1所述的目标检测方法，其特征在于，所述对所述多帧二维回波数据进行联合稀疏空时分析，以确定出所述多帧二维回波数据中包含的杂波信息包括：利用多帧联合稀疏算法，计算出所述多帧二维回波数据的稀疏谱；结合待检测单元的先验空时域范围，确定出所述稀...

【专利技术属性】
技术研发人员：王强，薛斌，李卫，刘炯，吴广恩，翟乐育，解云虹，张长青，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：