[發明專利]一種基于隨機Hough變換的微弱目標檢測方法

無效

• 申請號: 201210489343.X
• 申請日: 2012-11-27
• 公開（公告）號: CN103116160A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 張曉玲;魏蘭玲;孔令講;趙也
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01S13/58
• 分類號: G01S13/58;G01S7/41
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 曾磊

1.一種基于隨機Hough變換的微弱目標檢測方法，其特征是該方法包括如下步驟：

步驟1、初始化隨機Hough變換系統參數：

初始化系統參數包括：雷達天線掃描周期T_r；目標的最小速度V_min和最大速度V_max，V_min和V_max來自于目標的先驗信息；第一門限值為T₁；利用蒙特卡羅仿真實驗計算出的第二門限T₂；容許誤差為Δr與Δβ；采樣次數s=1；數據空間為Z，其中Z為M×N×L的三維矩陣，M、N與L都為正整數，M是X軸量化單元的總個數，N是Y軸量化單元的總個數，L是回波的總幀數；數據空間中任意一個數據可以表示成Z(i，j，k)，其中i、j和k都為整數，i=1，2，3…M，j=1，2，3…N，k=1，2，3…L；以上初始化系統參數均為已知；

步驟2、對數據空間Z中的每一個數據按照下面方法進行處理：

如果Z(i，j，k)≥T₁，則令Z(i，j，k)=1；否則令Z(i，j，k)=0；

經過處理后得到矩陣ZZ，其中ZZ也是M×N×L的三維矩陣，M、N與L都為正整數，M是X軸量化單元的總個數，N是Y軸量化單元的總個數，L是回波的總幀數；矩陣ZZ中的任意一個數據可以表示成ZZ(ii，jj，kk)，其中ii、jj和kk都為整數，ii=1，2，3…M，jj=1，2，3…N，kk=1，2，3…L；

步驟3、統計步驟2中得到的矩陣ZZ中非零數據的個數n，其中n為整數；利用公式計算出最大采樣次數S_max，S_max為整數，L是回波的總幀數；見文獻“基于修正隨機HOUGH變換的快速航跡起始研究[J]，系統仿真學報，2009，21(5):1447-1550.”；

步驟4、從矩陣ZZ中隨機選取兩個非零數據記為ZZ(ii₁，jj₁，kk₁)和ZZ(ii₂，jj₂，kk₂)，其中ii₁、ii₂、jj₁、jj₂、kk₁和kk₂都為整數，ii₁=1，2，3…M，jj₁=1，2，3…N，kk₁=1，2，3…L，ii₂=1，2，3…M，jj₂=1，2，3…N，kk₂=1，2，3…L；令s=s+1，然后進行如下操作：

如果kk₁≠kk₂，進行步驟5；

如果kk₁=kk₂，進行步驟4，直到kk₁≠kk₂，進行步驟5；

步驟5、由步驟4中得到的兩個非零數據ZZ(ii₁，jj₁，kk₁)和ZZ(ii₂，jj₂，kk₂)，通過公式計算出這兩個數據的距離dist；然后通過公式計算出平均速度v；

步驟6、取出步驟5中得到的平均速度v，然后與目標的最小速度V_min和最大速度V_max比較大小：

如果V_min≤v≤V_max，進行步驟7操作；

如果v>V_max或者v<V_min，進行步驟4操作；

步驟8、取出步驟4中得到的兩個非零數據ZZ(ii₁，jj₁，kk₁)和ZZ(ii₂，jj₂，kk₂)，通過公式計算出直線角度參數β；然后通過公式r=ii₁×cosβ+jj₁×sinβ計算出直線距離參數r；

步驟9、計算出動態鏈接列表的總個數D，D為整數；

如果D=0，建立一個動態鏈接列表P(1)，將步驟8中得到的r存入動態鏈接列表P(1)的第一行，記為r(1)；β存入動態鏈接列表P(1)的第二行，記為β(1)；并且將數值1存入動態鏈接列表P(1)的第三行，記為score(1)，進行步驟10操作；

如果D≠0，那么利用最小歐氏距離投票方法，將步驟8中得到的r與β分別于D個動態鏈接列表P(nn)中的數據r(nn)和β(nn)進行如下運算，其中nn為正整數且nn=1，2，3…D：

r0(nn)=|r-r(nn)|β0(nn)=|β-β(nn)|γ(nn)=r0(nn)+β0(nn)]]>

找出使γ(nn)最小時所對應的動態鏈接列表P(kk)，kk為正整數且kk=1，2，3…D；r0(nn)為相對距離偏差，β0(nn)為相對角度偏差，γ(nn)為總偏差；

如果r0(kk)≤Δr與β0(kk)≤Δβ，那么score(kk)=score(kk)+1，并且通過公式更新r(kk)，通過公式更新β(kk)；如果r0(kk)>Δr或β0(kk)>Δβ，那么新建立一個動態鏈接列表P(D+1)，將步驟8中得到的r存入動態鏈接列表P(D+1)的第一行，記為r(D+1)；β存入動態鏈接列表P(D+1)的第二行，記為β(D+1)；并且將數值1存入動態鏈接列表(D+1)的第三行，記為score(D+1)，其中Δr和Δβ分別是參數r(kk)與β(kk)的容許誤差，進行步驟10操作；

步驟10、將步驟4中得到的s與步驟3中得到的S_max進行比較：

如果s≥S_max，進行步驟11操作；

如果s<S_max，進行步驟4操作；

步驟11、計算出動態鏈接列表的總個數D1，D1為整數，記第t個動態鏈接列表為P(t)，t為整數，t=1，2，3…D1；將每個動態鏈接列表的第三行數據score(t)與第二門限T₂作比較：

如果score(t)<T₂，則刪除該動態鏈接列表；

如果score(t)≥T₂，則保留該動態鏈接列表；

步驟12、將經過步驟11處理后的每一個動態鏈接列表P(tt)中第一行的數據r(tt)和第二行的數據β(tt)通過傳統的逆Hough變換方法得到數據空間對應的直線，該直線即為檢測到的目標航跡，其中tt為整數，tt=1，2，3…D2，D2為經過步驟11處理后動態鏈接列表的總個數。