[發明專利]基于恒虛警率的概率統計目標檢測系統及方法

有效

• 申請號: 201410767320.X
• 申請日: 2014-12-12
• 公開（公告）號: CN104483661A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 薛偉;陳振興;榮霞
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 許美紅

技術領域

本發明屬于雷達技術領域，涉及到雷達目標檢測，特別是基于恒虛警率的概率統計目標檢測系統及方法。

?

背景技術

雷達信號檢測的本質是判定在某個區域內目標是否存在的問題。最初這一任務是根據雷達屏幕上的目標回波信號由人工判斷來完成；后來出現了自動檢測技術，并從開始的固定或半固定門限檢測逐步發展到恒虛警率(Constant?False?Alarm?Rate，CFAR)自適應門限檢測。恒虛警率檢測就是在一定的虛警概率下，使檢測門限隨著檢測單元附近的背景雜波和干擾的變化而自適應調整，使得雷達在變化的背景信號中能夠保持虛警概率的相對穩定。目前，恒虛警率檢測技術已成為現代雷達檢測的一項標準技術。

恒虛警率檢測的關鍵是設計恒虛警率檢測器，也就是形成自適應門限的方法。目前針對不同雜波背景的恒虛警率檢測器有很多種。在均勻雜波背景中，一般采用均值（ML）類CFAR檢測器；在多目標環境中，一般采用有序統計（OS）類CFAR檢測器；在非高斯雜波環境中像對數正態分布和韋布爾雜波背景中一般選用Log-t?CFAR檢測器和雙參數OS檢測器。

CFAR檢測器的主要目的是在虛警率一定的情況下，使得檢測概率盡可能的高，但是檢測概率直接受信噪比的影響。在虛警率一定時，信噪比增加，檢測概率也增加；信噪比下降，檢測概率隨之下降，此時就會出現較多的目標漏檢情況，漏警概率會上升。有時候在信噪比不高時，為了保持一定的檢測概率，需要降低檢測門限，此時又會導致虛警率的上升，因此，實際應用中需要根據信噪比和檢測概率選擇合適的虛警率，以保持系統的檢測性能。信噪比較高時，可選擇較低的虛警率；信噪比較低時，需要選擇高一些的虛警率。

????從上面的分析中可看出，CFAR檢測器的檢測概率由虛警率和信噪比的共同決定。在信噪比不高的環境中，不可避免會出現虛警和漏警的情況，因此，如何采用簡單有效的方法對CFAR檢測的結果進行進一步處理，準確估計目標參數，降低檢測的虛警率和漏警率，對于提升雷達系統在低信噪比下的檢測性能具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于針對恒虛警率檢測器在信噪比較低的環境中出現較多虛警和漏警的情況，提出了一種基于恒虛警率的概率統計目標檢測方法，利用概率統計方法對恒虛警率檢測的結果進行處理，以降低虛假目標和漏檢出現的概率，提高系統的檢測性能。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

提供一種基于恒虛警率的概率統計目標檢測方法，包括以下步驟：

①?對輸入的連續M幀信號進行恒虛警率檢測，假設檢測出K個目標，將該K個目標參數存入一個數組中，其中K、M均為整數；

②?將數組中的每個參數與數組中包括自身的所有K個參數分別做差值運算并求模，得到K×K的二維數組d(i,j)，其中i=1,2,…,K；j=1,2,…,K；

③?對d(i,j)中每一行的K個元素分別與預設的門限T比較，如果d(i,j)小于T，則認為第j個參數與第i個參數屬于同一目標，將第i個參數出現的次數加1；

④?將出現次數最多的參數作為預估的參數，并取和該預估參數屬于同一目標的所有參數的均值作為最終的目標參數估計值。

本發明所述的方法中，該方法適用于單目標檢測情況。

本發明所述的方法中，步驟①中K大于M。

本發明所述的方法中，步驟①中K小于或者等于M。

本發明所述的方法中，若步驟③中出現的次數最多的參數有多個，取其中序號最小的參數作為步驟④中預估的參數。

本發明還提供了一種基于恒虛警率的概率統計目標檢測系統，包括：

目標檢測單元，用于對輸入的連續M幀信號進行恒虛警率檢測，假設檢測出K個目標，將該K個目標參數存入一個數組中，其中K、M均為整數；

差值運算模塊，用于將數組中的每個參數與數組中包括自身的所有K個參數分別做差值運算并求模，得到K×K的二維數組d(i,j)，?其中i=1,2,…,K；j=1,2,…,K；

參數統計模塊，用于對d(i,j)中每一行的K個元素分別與預設的門限T比較，如果d(i,j)小于T，則認為第j個參數與第i個參數屬于同一目標，將第i個參數出現的次數加1；

最終的目標參數估算模塊，用于將出現次數最多的參數作為預估的參數，并取和該預估參數屬于同一目標的所有參數的均值作為最終的目標參數估計值。

本發明所述的系統中，該檢測器適用于單目標檢測情況。

本發明所述的系統中，K大于M。