[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

技術領域

本發明屬于雷達目標檢測技術領域，它特別涉及了強雜波下微弱目標雷達檢測技術領域。

背景技術

眾所周知，強雜波背景下對微弱目標信號的檢測主要存在兩個方面的問題。一是對強雜波的抑制，二是對雷達微弱目標信號的有效檢測。研究雜波的抑制技術必須建立在對各種地海雜波的特性、模型等方面分析的基礎上。微弱目標檢測主要從雷達目標檢測的基本原理入手，研究微弱目標的相干積累和長時間非相干積累方法，研究微弱目標回波恒虛警檢測理論等。簡而言之，研究強雜波抑制技術，采用新的雷達微弱目標檢測技術是解決強雜波下雷達微弱目標檢測的必經之路。

Hough變換以其對局部缺損的不敏感、對隨機噪聲的魯棒性等優點，在強雜波環境下航跡起始中有著廣泛的應用。作為一種批處理方法，由于Hough變換綜合考慮了時間和空間上的信息，使其不可避免地存在著計算量大、存儲量大的缺點。針對Hough變換的這兩大問題，Lei?Xu等人受Koko-nen的自組織映射神經網絡的啟發提出了一種概率Hough變換——隨機Hough變換，見文獻“Xu?L，Oja?E.Randomized?Hough?Transform(RHT):Basic?mechanism，algorithms，andcomputational?complexities.CVGIP:Image?Understanding，1993，57(2):131-154”。隨機Hough變換采用了隨機抽樣、收斂映射和動態鏈接列表三種機制，這三種新機制取代了窮舉和一對多映射，從而使得隨機Hough變換克服了標準Hough變換所面臨的一些主要困難并且也呈現出了一些較好的特性，表現在運算速度加快，累加器數組的峰值更明顯，存儲空間大大地縮減.因此隨機Hough變換是在強雜波環境下航跡起始中一個較新的和有潛力的研究方向。

然而，隨機Hough變換也存在一些問題：在低信噪比環境下，有效采樣所占比例低；沒有采用最優的投票方法；只更新動態鏈接列表中航跡參數投票值而不更新航跡參數值，導致航跡恢復不夠精確。

發明內容

針對隨機Hough變換存在的問題，本發明提供了一種基于隨機Hough變換的微弱目標檢測方法。該方法利用雷達回波數據的時間信息（即幀信息），在不同幀間選取最小點集，從而避免了在單幀數據中檢測目標航跡的不合理情況，大大地提高了低信噪比環境下有效采樣所占的比例；該方法采用基于最小歐氏距離的投票準則進行投票，使得投票結果較之傳統隨機Hough變換更優；該方法在更新動態鏈接列表P中參數投票值的同時更新參數，這樣，即使初始時動態鏈接列表P中的參數(r，β)與目標真實航跡參數有較大偏差，經過多次更新后其偏差會得到糾正，從而能夠更加精確的恢復航跡。該方法具有計算時間短、所需存儲空間小，能夠快速、準確的檢測航跡等特點。

為了方便描述本發明的內容，首先作以下術語定義：

定義1、量測

量測是指與目標位置有關的受噪聲污染的觀測值。

定義2、單幀數據

單幀數據是指雷達對整個威力范圍完成一次掃描所得到的回波數據。

定義3、坐標變換

在雷達系統中，所謂坐標變換是：已知兩個坐標系A、B，根據A、B之間的位置關系，可以得出同一數據點在A、B兩坐標系中坐標位置的轉換關系式，根據這個轉換關系式，將同一數據點的空間位置用不同的空間坐標系來表示。

定義4、數據空間

數據空間是指將L幀數據矩陣（L為回波的總幀數且為正整數）量測的斜距R、方位角α經過坐標變換轉化為直角坐標中的x、y，其中x=R*cosα，y=R*sinα，將轉化后的L個直角坐標空間定義為數據空間。包含L幀數據的數據空間AA可以具體表示為：

AA(k)={AA_i，j(k)}

其中，1≤i≤M，1≤j≤N，k=1，2，3…L，i，j，k均為正整數，i和j分別表示量測數據在X軸和Y軸上的位置，M是X軸量化單元的總個數，N是Y軸量化單元的總個數，k是量測數據所在的幀數。AA_i，j(k)表示第k幀數據中量化單元(i，j)的量測值。

定義5、參數空間

參數空間是指將數據空間的數據點經Hough變換得到參數r和β，以r-β二維平面作為參數空間。

定義6、目標航跡

目標航跡是指由來自同一個目標的量測集合所估計的目標位置形成的軌跡。

定義7、Hough變換