[發明專利]基于局部均值分解的目標識別特征提取方法

有效

• 申請號: 201610044315.5
• 申請日: 2016-01-22
• 公開（公告）號: CN105676202B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 劉宏偉;王鵬輝;費大勇;杜蘭;糾博;陳渤
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心61205
• 代理人: 王品華,朱紅星

技術領域

本發明屬于雷達技術領域，涉及目標識別特征提取方法，可用于對飛機、車輛等目標進行識別。

背景技術

運動目標的主體會對雷達回波產生幅度、相位和頻率等方面的調制。人們將這種調制現象稱為多普勒調制。通常，運動目標上還往往存在一些相對于主體運動的微動部件，如飛機旋翼、渦扇發動機葉片、車輪等，這些微動部件也會對雷達回波產生多普勒調制。為了與目標主體的多普勒調制進行區分，人們將微動部件的多普勒調制稱為微多普勒調制。不同目標微動部件的運動形式不同，因此在雷達回波中產生的微多普勒調制也存在差異，利用微多普勒調制差異對目標進行識別成為了目標識別領域的熱點。

目標的雷達回波頻譜中包含了豐富的微多普勒調制分量，當前主流的目標識別方法是直接從目標的雷達回波中計算波形熵等能描述目標微多普勒調制特性的數值作為識別特征。例如西安電子科技大學雷達信號處理國家重點實驗室提出的在飛機類目標及空間錐體類目標的識別中，提取頻域波形熵、頻域二階中心距等目標識別特征。

實際中，目標的雷達回波信號中也包含了目標本體的多普勒調制分量。該分量會對提取的識別特征產生較大擾動，降低不同目標識別特征的可分性。

發明內容

本發明的目的在于針對上述已有技術的不足，提出一種基于局部均值分解的目標識別特征提取方法，以降低目標本體產生的多普勒調制對特征提取的影響，提高識別性能。

為實現上述發明目的，本發明的技術方案包括如下：

1)對目標的時域回波信號S＝{s₁,s₂,...,s_k,...,s_N}進行局部均值分解，得到余量信號的和信號u以及L個單分量信號f_α，其中s_k為時域回波信號S第k點的值，k＝1,2,...,N，N為脈沖數，α＝1,2,...,L，L為單分量信號的個數；

2)定義第一單分量信號頻譜：F₁＝|fft[f₁]|以及剩余單分量信號頻譜：其中f₁為第一單分量信號，fft[·]代表快速傅立葉變換，|·|代表取模運算；

3)根據L個單分量信號f_α，以及定義的第一單分量信號頻譜F₁、剩余單分量信號頻譜F_r，提取如下四種目標識別特征：

第一單分量信號熵值：t1＝entropy[f₁]，式中entropy[·]代表取熵值運算；

第一單分量信號頻譜熵值：t2＝entropy[F₁]；

第一單分量信號頻譜與剩余單分量信號頻譜的能量比：

t3＝energy[F_r]/energy[F₁]，式中energy[·]代表取能量運算；

第一單分量信號頻譜與剩余單分量信號頻譜的峰值比：t4＝max[F_r]/max[F₁]，式中max[·]代表取最大值運算。

附圖說明

圖1是本發明的流程圖；

圖2是用本發明對時域回波信號進行局部均值分解得到的結果的頻譜示意圖。

具體實施方式

參照圖1，本發明的實現步驟如下：

步驟1，對輸入的時域回波信號進行局部均值分解。

雷達接收到的時域回波信號為：S＝{s₁,s₂,...,s_k,...,s_N}，其中s_k為時域回波信號S第k點的值，k＝1,2,...,N，N為脈沖數，

對時域回波信號S進行局部均值分解，可采用現有的由Jonathan S.Smith提出的局部均值分解算法,其步驟如下：

1a)確定回波信號S所有的局部極值點n_i，i＝1,2,...,W，W為信號S的局部極值點個數，計算相鄰兩個局部極值點n_i和n_i+1的平均值m_i，即：將所有相鄰的兩個均值m_i用直線連接，并對連接后得到的曲線使用滑動平均算法進行平滑處理，得到局部均值函數m₁₁；