[发明专利]基于能量中值的海面大型目标检测方法

说明书

本发明公开了一种基于能量中值的海面大型目标的快速检测方法，主要解决现有技术不适用于在高分辨模式下检测海面大型目标的问题。其实现步骤为：1)获取回波数据；2)将回波数据沿着脉冲维进行非相干处理得到能量平均矩阵z；3)对矩阵Z进行对数变换得到对数空间矩阵4)利用矩阵求对应于待检测单元d计算其检测统计量ξ；5)利用矩阵求对应于待检测单元d计算其检测门限T；6)比较检验统计量ξ和检测门限T的大小，判断出目标是否存在；7)利用检测结果进行长度尺寸估计。本发明提高了雷达对大型目标的检测性能以及长度尺寸估计精度，可用于快速检测处理海面大型目标。

技术领域

本发明属于信号处理技术领域，特别涉及一种大目标检测方法，可用于对海面大目标的尺寸估计。

背景技术

海杂波背景下的目标检测方法研究在军事、民用方面均具有广阔的应用前景。岸基雷达和机载雷达通常工作在高分辨模式下。在距离分辨率达到米级或亚米级时，岛礁，大型舰船，渔船等都将占据多个距离单元。快速并准确地检测此类大型目标，对感兴趣目标的后续相关处理具有重要意义。

文献He,Y.,Guan,J.:Meng,X.W.et al.:‘Radar target detection and CFARprocessing’,(Tsinghua University Press,2011,2st edn.),pp.30-50和文献Watts,S.:‘Cell-averaging CFAR gain in spatially correlated K-distributed clutter’,IEEERadar Sonar Navig.,1996,143,pp.321-327提出的各类基于能量的恒虚警检测方法由于容易实现、计算速度快被广泛应用于雷达目标检测中。当感兴趣目标为小型目标时，上述传统方法通过选取小型目标周围的杂波单元作为参考单元，通过对参考单元的分析，能够有效地抑制杂波，进而能获得满意的检测效果。但是当距离分辨率达到米级或亚米级时，大型目标往往占据上百个距离单元。对于此类大型目标，上述传统方法在选择参考单元时，大型目标距离单元周围的参考单元仍然为目标单元，无法利用参考单元信息进行杂波抑制，最终在检测时甚至会把目标当作杂波去除，导致无法对大型目标进行有效检测。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有方法的不足，提出一种基于能量中值的海面大型目标的快速检测方法，以完成在高分辨模式下对海面大型目标的快速检测与尺寸估计。

为实现上述目的，本发明的技术方案包括如下：

(1)利用雷达发射机发射连续的脉冲信号，雷达接收机接收M×I×N维的回波数据矩阵X，其中，M表示帧数即扫描数，I表示距离单元数，N表示积累脉冲数；

(2)对回波数据矩阵X沿着脉冲维求能量的算术平均值，获得能量平均矩阵z，其中，能量平均矩阵z的第m行i列的数据z(m,i)为：

其中，| |表示取模，X(m,i,n)表示回波数据矩阵X的第m行i列n页的回波数据；

(3)对能量平均矩阵Z进行对数变换，得到对数空间矩阵：

(4)在对数空间矩阵中，从距离维上选取待检测单元周围w个距离单元作为参考单元，则待检测单元d的检测统计量ξ为：

其中：median为取中值操作；

(5)在对数空间矩阵中，从距离维上选取待检测单元周围s个距离单元作为参考单元，则待检测单元d的检测门限T为：

其中：s＞w，β为调节参数，且β与目标的雷达散射截面积SCR有关；

(6)比较检验统计量ξ和检测门限T的大小，判断出目标是否存在：

如果ξ≥T，则表明待检测距离单元d有目标，