[发明专利]一种扫描雷达超分辨成像检测一体化方法

说明书

本发明提供了一种扫描雷达超分辨成像检测一体化方法，属于雷达成像技术领域。本发明利用目标场景的低秩稀疏先验信息作为约束构建目标函数，通过增对目标函数进行迭代求解，同时实现了超分辨成像以及感兴趣稀疏目标的检测。相比于常规的成像检测及目标检测方法，本发明能够实现感目标成像检测一体化，并为进一步的目标识别奠定了良好的基础。

技术领域

本发明属于雷达成像技术领域，特别涉及一种扫描雷达超分辨成像检测一体化方法。

背景技术

实现机载雷达前视区域目标高分辨成像及目标检测，对提高飞行员对前方区域观察能力、引导武器精确打击目标、实施空中警戒等具有重要意义。但由于常规单基合成孔径雷达和多普勒波束锐化技术存在前视成像盲区，无法实现平台前视区域的成像检测；利用天线扫描可以获取前视区域的实波束图像，但由于天线尺寸的限制，实波束图像方位分辨率较低，造成目标检测也比较困难。

目前的方法是将成像、检测视为两个独立的步骤，即首先研究如何获得高分辨图像，然后在高分辨图像的基础上，研究不同的检测方法。由于将成像和检测割裂开来，一方面降低了处理效率，另一方面成像的性能将直接影响到目标检测的性能，造成误差的传递。现有技术中，针对实波束图像，提出了基于lp范数的正则化超分辨成像方法，然后基于成像结果，可以检测感兴趣目标，这使得目标检测过程必然受到超分辨性能的影响；而针对SAR成像结果，提出的一种目标检测算法，该方法首先采用超像素生成算法对图像进行分割，再基于超像素自适应估计每个像素杂波的分布参数，最后利用层次聚类得到目标检测结果，方法涉及步骤较多，检测性能极易受到前端成像、参数估计性能的影响。

发明内容

本发明的目的在于提出一种扫描雷达超分辨成像检测一体化方法，构造基于低秩稀疏约束的正则化方法，进行优化求解，同时实现实波束扫描雷达方位向超分辨成像和感兴趣目标检测。

一种扫描雷达超分辨成像检测一体化方法，包括以下步骤：

S1、获取雷达回波信号R，对所述雷达回波信号进行距离向脉冲压缩处理，得到脉冲压缩后的回波信号s；

S2、获取天线方向图h，构造方位向卷积测量矩阵H；

S3、建立目标函数

其中，x为目标散射系数矩阵，s为脉冲压缩后的回波信号矩阵，SS为目标散射系数矩阵分解得到的稀疏部分，L为目标散射系数矩阵分解得到的低秩部分，λ_l和λ_s分别为稀疏部分和低秩部分的正则化参数，z为拉格朗日乘子，||·||_*为核范数，||·||₁为l₁范数，||·||₂为l₂范数，·为内积，β为惩罚因子；

S4、初始化z⁽⁰⁾、L⁽⁰⁾、SS⁽⁰⁾、x⁽⁰⁾、λ_l、λ_s、β、δ，其中，上标(0)为迭代次数，δ为预设迭代终止阈值；

S5、根据迭代公式更新稀疏部分SS^(k+1)、低秩部分L^(k+1)、目标散射系数矩阵x^(k+1)及拉格朗日乘子z^(k+1)，其中，上标(k+1)为迭代次数；

S6、判断终止公式是否小于δ，若所述终止公式小于δ，输出超分辨成像结果、超分辨成像结果的稀疏部分和超分辨成像结果的低秩部分。

进一步地，所述步骤S2包括：

获取天线方向图h＝[h₀ h₁ ... h_l-1]，根据h构造方位向卷积测量矩阵H