[發(fā)明專利]一種基于特征譜特征的機(jī)場(chǎng)跑道異物檢測(cè)方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710397362.2
• 申請(qǐng)日: 2017-05-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107238821B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王寶帥;王小斌;劉江洪;鄭小亮;賀岷玨;肖慶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十九研究所
• 主分類號(hào): G01S7/292
• 分類號(hào): G01S7/292;G01S7/35;G01S7/41;G01S13/04;G01S13/91
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 徐靜

1.一種基于特征譜特征的機(jī)場(chǎng)跑道異物檢測(cè)方法，其特征在于包括：

以跑道基準(zhǔn)背景數(shù)據(jù)作為雜波圖參考數(shù)據(jù)，對(duì)跑道雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行雜波圖恒虛警處理；

對(duì)跑道雷達(dá)數(shù)據(jù)雜波圖恒虛警處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，分為背景雜波信號(hào)和包括虛警信號(hào)的FOD回波；

對(duì)背景雜波信號(hào)和FOD回波信號(hào)分別進(jìn)行特征值計(jì)算，然后根據(jù)相應(yīng)特征值提取對(duì)應(yīng)特征并形成對(duì)應(yīng)特征向量；

將背景雜波信號(hào)對(duì)應(yīng)的特征向量以及背景雜波信號(hào)標(biāo)號(hào)進(jìn)行分類器訓(xùn)練，得到該分類器參數(shù)；

將FOD回波信號(hào)特征值對(duì)應(yīng)的特征向量通過(guò)分類器參數(shù)，判斷FOD回波中是否有FOD，實(shí)現(xiàn)對(duì)跑道FOD檢測(cè)；

其中，特征向量f＝{feature1,feature2}形成過(guò)程是：

若對(duì)背景雜波數(shù)據(jù)計(jì)算對(duì)應(yīng)的特征向量，則f代表背景雜波數(shù)據(jù)特征向量；

若對(duì)FOD回波信號(hào)計(jì)算對(duì)應(yīng)的特征向量，則f代表FOD回波信號(hào)特征向量；

其中，feature1是最大特征值歸一化后的特征值和，feature2是累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)98％時(shí)的大特征值個(gè)數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于特征譜特征的機(jī)場(chǎng)跑道異物檢測(cè)方法，其特征在于通過(guò)檢測(cè)門限將雜波圖恒虛警處理后的數(shù)據(jù)分為背景雜波信號(hào)和FOD回波。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于特征譜特征的機(jī)場(chǎng)跑道異物檢測(cè)方法，其特征在于所述檢測(cè)門限獲取過(guò)程是：

對(duì)獲取所述跑道基準(zhǔn)背景數(shù)據(jù)的同一跑道進(jìn)行第二次空掃，獲得跑道更新背景數(shù)據(jù)；

將所述跑道基準(zhǔn)背景數(shù)據(jù)作為雜波圖參考數(shù)據(jù)，對(duì)跑道更新背景數(shù)據(jù)進(jìn)行雜波圖恒虛警處理；

然后對(duì)跑道更新背景數(shù)據(jù)做雜波圖恒虛警處理后的信號(hào)求平均功率值，則該平均功率值為檢測(cè)門限。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于特征譜特征的機(jī)場(chǎng)跑道異物檢測(cè)方法，其特征在于所述特征值計(jì)算過(guò)程是：

s＝[s₁,s₂,...,s_N]^T計(jì)算自相關(guān)矩陣R；

其中，s_k為s第k個(gè)時(shí)刻的值，k＝1,2,...,N，N為信號(hào)維度，上標(biāo)T表示矩陣轉(zhuǎn)置；

對(duì)自相關(guān)矩陣R進(jìn)行特征值分解得到特征譜λ_r為自相關(guān)矩陣的第r個(gè)特征值；

其中，表示向下取整，且

當(dāng)s若代表背景雜波信號(hào)，則λ_r為背景雜波信號(hào)自相關(guān)矩陣的第r個(gè)特征值；

當(dāng)s若代表FOD回波信號(hào)，則λ_r為FOD回波信號(hào)自相關(guān)矩陣的第r個(gè)特征值。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于特征譜特征的機(jī)場(chǎng)跑道異物檢測(cè)方法，其特征在于判斷FOD回波中是否有FOD具體過(guò)程是：

使用背景雜波數(shù)據(jù)特征向量對(duì)應(yīng)的兩個(gè)特征以及背景雜波數(shù)據(jù)標(biāo)號(hào)訓(xùn)練分類器，得到分類器參數(shù)；

根據(jù)分類器參數(shù)獲取最優(yōu)分類面，并根據(jù)最優(yōu)分類面對(duì)FOD回波的特征值向量進(jìn)行判斷，其中，虛警信號(hào)全部落在最優(yōu)分類面內(nèi)，若最優(yōu)分類面外無(wú)信號(hào)，則表明飛機(jī)起飛前，跑道中沒(méi)有FOD，否則，表明飛機(jī)起飛前，跑到中存在FOD。