【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及雷达信号处理，具体而言，涉及一种基于递归复合门限的地面静止小目标低虚警检测方法。
技术介绍
1、小目标通常是指雷达目标的反射面积很小，目标信息非常有限，与背景相似的目标。小目标检测与跟踪是雷达信号处理领域的热门研究方向之一。
2、雷达对动目标检测可以通过目标运动引起的多普勒频移，通过mti和mtd的方式进行检测，但对地面静止目标，尤其是在复杂地面背景环境下探测小目标时，由于背景杂波强，目标回波功率小，常规的杂波图检测或者二维恒虚警(constant false alarm rate，cfar)等检测方式很难在保证检测率的情况下，降低虚警数。地面小目标的检测一个典型的应用场景是机场跑道异物(foreign object debris，fod)检测，在此应用中要求不漏检、虚警低。
3、机场跑道异物是指本不属于机场跑道却出现在跑道上的外来物，常见的有碎石块、工作人员遗落的扳手、螺丝钉等。fod的存在会对飞机的起飞和降落造成危害，严重时甚至会引起灾难性的事件。目前，国内外经典的机场跑道异物检测方面的成熟系统有基于毫米波雷达体制，国内多个厂家已经进行了应用，如大兴机场、天府机场已经安装了fod探测设备。
4、由于机场条件复杂，在强杂波背景下对静止小目标检测是毫米波fod检测雷达面临的关键问题。通常采用恒虚警检测算法，如单元平均恒虚警(ca-cfar)和排序类恒虚警(os-cfar)检测方法等，这些检测方法在杂波分布特性相对均匀的情况下可以获得较好的检测性能，但是，当杂波背景较为复杂时，该类
5、nitzberg杂波图恒虚警算法通过多次扫描来估计杂波功率，适用于杂波随距离单元变化比较剧烈的情形，但干扰目标的存在会导致该类方法出现“自屏蔽”现象。当杂波背景比较复杂时，从背景杂波引起的虚警中区分出真实异物是机场跑道异物检测面临的关键问题。
6、在一种雷达杂波处理方法中，是将当前帧数据用单元平均选大恒虚警的方法解算检测门限，同时用前一帧每个波位做完非相参积累的距离单元数据的杂波图处理存储的数据与当前帧同一方位距离单元的数据乘加权系数叠加之后得到新的门限，通过与恒虚警检测的门限比较选出较大者最终与输入信号积累后的数据进行比较，选大输出。也就是选取虚警概率检测和杂波图检测中较大者作为目标信噪比和门限进行对比。此方法在一定程度上增加了检测概率，但很有可能也增加了虚警，且无法消除动目标。
7、在一种基于分段杂波图恒虚警的近距离盲区目标检测方法中，主要是解决大时宽脉冲远距离目标探测雷达的近距离盲区目标检测问题，不适于解决地面静止小目标检测问题。
技术实现思路
1、本专利技术在于提供一种基于递归复合门限的地面静止小目标低虚警检测方法，可以在几乎不降低检测概率的情况下降低虚警数，提高检测的准确性，主要应用于机场道面异物探测，还可以应用于其它复杂背景条件下地面静止小目标低虚警检测。
2、本专利技术采取的技术方案如下：
3、本专利技术提供了一种基于递归复合门限的地面静止小目标低虚警检测方法，包括以下步骤：
4、s1、初始化扫描，对不存在小目标的目标环境进行雷达回波探测扫描，构建背景杂波图；
5、s2、对目标环境进行首次工作扫描，获得雷达回波数据，对其进行二维恒虚警杂波图对消处理；
6、s3、判断步骤s2中对消处理后的雷达回波数据是否有过门限数据，如有过门限数据，则继续执行步骤s4，否则跳转至步骤s2；
7、s4、存储步骤s3中的过门限数据，并进行初凝聚处理，得到疑似目标数据a，计算疑似目标数据a的复合门限参数，包括过门限点数、过门限点信噪比平均值、过门限点峰值信噪比、过门限点峰值信噪比角度值和过门限点峰值信噪比距离值；
8、s5、再次对目标环境进行工作扫描得到雷达回波数据，并进行二维恒虚警杂波图对消处理；
9、s6、判断步骤s5中对消处理后的雷达回波数据是否有过门限数据，如有过门限数据，则继续执行步骤s7，否则跳转至步骤s2；
10、s7、存储步骤s6中的过门限数据，并进行初凝聚处理，得到疑似目标数据b，计算疑似目标数据b的复合门限参数，包括过门限点数、过门限点信噪比平均值、过门限点峰值信噪比、过门限点峰值信噪比角度值和过门限点峰值信噪比距离值；
11、s8、将疑似目标数据a和疑似目标数据b进行复合门限对比，对比维度包括过门限点数、过门限点信噪比平均值、过门限点峰值信噪比、过门限点峰值信噪比角度值和过门限点峰值信噪比距离值，如满足复合门限要求，则将疑似目标数据a凝聚为可信点目标上报，并将将疑似目标数据b存储为疑似目标数据a，然后跳转至步骤s5。
12、在本专利技术的一较佳实施方式中，步骤s1中，将多次扫描得到的背景杂波数据进行融合得到背景杂波图，融合的方法包括：首先以第一次扫描得到的雷达回波功率值为基础杂波图；然后将后续扫描雷达回波功率值乘以≤1的系数后与基础杂波图中相同距离单元和角度单元的数据进行相加，然后再进行归一化；最后将相邻距离单元和相邻角度单元的雷达回功率度进行相加平均后作为本单元的杂波图。
13、在本专利技术的一较佳实施方式中，背景杂波图的构建公式为：
14、yn＝yn+k*yn+1
15、其中，yn为当前杂波图功率值，k为小于1的遗忘因子，yn+1为下屏扫描数据功率值。
16、在本专利技术的一较佳实施方式中，步骤s3中，过门限点数根据目标被雷达照射时间和脉冲积累时间确定，即
17、
18、其中，v为雷达扫描速度，θ为天线波束宽度，t为脉冲积累时间，point为过门限点数。
19、在本专利技术的一较佳实施方式中，步骤s4中，对于疑似目标数据an，其复合门限参数的计算公式为：
20、
21、其中，n为过门限点数，为过门限点信噪比平均值，psnr为过门限点峰值信噪比，ang为过门限点峰值信噪比角度值，dis为过门限点峰值信噪比距离值。
22、在本专利技术的一较佳实施方式中，步骤s8中，将疑似目标数据a和疑似目标数据b的过门限点数、过门限点信噪比平均值、过门限点峰值信噪比、过门限点峰值信噪比角度值和过门限点峰值信噪比距离值这五个维度的数据，进行同维度的作差，对于每一维度，若得到的差值满足该维度的差值要求，则说明该维度满足要求，若至少四个维度满足要求，则说明目标环境存在地面静止小目标。
23、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
24、本专利技术为基于递归复合门限的检测方式，可以在保证检测概率的情况下降低虚警数，提高目标检测的准确度，提升用户体验；
25、本专利技术通过对比不同时刻雷达扫描数据中目标自身回波特征，进行目标检测，相比目前针对同一时刻雷达扫描数据进行检测分析更加精准；
26、本专利技术中目标检测门限特征为一维距离像中目标过门限点数、过门限点信噪比平均值、过门限点峰值信噪比、过本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于递归复合门限的地面静止小目标低虚警检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述基于递归复合门限的地面静止小目标低虚警检测方法，其特征在于，步骤S1中，将多次扫描得到的背景杂波数据进行融合得到背景杂波图，融合的方法包括：首先以第一次扫描得到的雷达回波功率值为基础杂波图；然后将后续扫描雷达回波功率值乘以≤1的系数后与基础杂波图中相同距离单元和角度单元的数据进行相加，然后再进行归一化；最后将相邻距离单元和相邻角度单元的雷达回功率度进行相加平均后作为本单元的杂波图。
3.根据权利要求2所述基于递归复合门限的地面静止小目标低虚警检测方法，其特征在于，背景杂波图的构建公式为：
4.根据权利要求1所述基于递归复合门限的地面静止小目标低虚警检测方法，其特征在于，步骤S3中，过门限点数根据目标被雷达照射时间和脉冲积累时间确定，即
5.根据权利要求1所述基于递归复合门限的地面静止小目标低虚警检测方法，其特征在于，步骤S4中，对于疑似目标数据An，其复合门限参数的计算公式为：
6.根据权利要求1所述基于递归复合门限
...【技术特征摘要】
1.一种基于递归复合门限的地面静止小目标低虚警检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述基于递归复合门限的地面静止小目标低虚警检测方法，其特征在于，步骤s1中，将多次扫描得到的背景杂波数据进行融合得到背景杂波图，融合的方法包括：首先以第一次扫描得到的雷达回波功率值为基础杂波图；然后将后续扫描雷达回波功率值乘以≤1的系数后与基础杂波图中相同距离单元和角度单元的数据进行相加，然后再进行归一化；最后将相邻距离单元和相邻角度单元的雷达回功率度进行相加平均后作为本单元的杂波图。
3.根据权利要求2所述基于递归复合门限的地面静止小目标低虚警检测方法，其特征在于，背景杂波图的构建公式为：
4.根据权利要求1所述基于递归复合门限的...
【专利技术属性】
技术研发人员：林玉新，刘远志，李国熠，何晓，李玮璐，梁林方，
申请(专利权)人：成都西科微波通讯有限公司，
类型：发明
国别省市：
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