[發(fā)明專利]基于雷達(dá)觀測(cè)的距離擴(kuò)展目標(biāo)檢測(cè)方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810449128.4
• 申請(qǐng)日: 2018-05-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108627819B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉一民;黃天耀;王希勤;肖樂(lè)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S13/08
• 分類號(hào): G01S13/08
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于雷達(dá)觀測(cè)的距離擴(kuò)展目標(biāo)檢測(cè)方法和系統(tǒng)，檢測(cè)方法包括：基于觀測(cè)協(xié)方差矩陣的顯著特征值，獲取信號(hào)子空間的正交基矩陣，其中，顯著特征值根據(jù)雷達(dá)的所有距離單元的接收數(shù)據(jù)獲得；基于信號(hào)子空間的正交基矩陣和目標(biāo)子空間的正交基矩陣，建立二元假設(shè)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ停桓鶕?jù)二元假設(shè)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ停⒒隗w積相關(guān)函數(shù)的檢驗(yàn)器，基于檢驗(yàn)器的檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量判斷是否存在距離擴(kuò)展目標(biāo)。本發(fā)明從幾何視角出發(fā)，建立基于體積相關(guān)函數(shù)的檢驗(yàn)器，無(wú)需輔助數(shù)據(jù)，無(wú)需對(duì)雜波協(xié)方差矩陣進(jìn)行估計(jì)，對(duì)檢測(cè)環(huán)境先驗(yàn)信息的依賴性更低，運(yùn)算量和計(jì)算復(fù)雜度顯著降低。本發(fā)明適用于均勻、非均勻環(huán)境。本發(fā)明也適用于點(diǎn)目標(biāo)檢測(cè)場(chǎng)景，具有更強(qiáng)的普適性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例涉及雷達(dá)信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于雷達(dá)觀測(cè)的距離擴(kuò)展目標(biāo)檢測(cè)方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

雷達(dá)作為一種探測(cè)手段，為獲取探測(cè)對(duì)象的更多細(xì)節(jié)信息，需要多維高分辨。隨著雷達(dá)距離分辨力的提高，目標(biāo)散射點(diǎn)分布跨越多個(gè)距離分辨單元。這類尺寸大于雷達(dá)距離分辨單元的目標(biāo)，通常被稱為距離擴(kuò)展目標(biāo)。

在擴(kuò)展目標(biāo)檢測(cè)問(wèn)題的現(xiàn)有研究方法中，大多基于統(tǒng)計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)理論。這些方法從似然函數(shù)的統(tǒng)計(jì)描述出發(fā)，要求已知回波統(tǒng)計(jì)分布參數(shù)或需對(duì)分布參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，例如被廣泛采用的廣義似然比檢驗(yàn)(Generalized Likelihood Ratio Test，GLRT)、Rao檢驗(yàn)和Wald檢驗(yàn)等，這些檢驗(yàn)方法均需要對(duì)目標(biāo)回波復(fù)幅度和雜波協(xié)方差矩陣進(jìn)行估計(jì)。為完成對(duì)檢測(cè)器的參數(shù)估計(jì)，這些檢測(cè)方法通常需要借助足夠多的與待檢單元具有相同統(tǒng)計(jì)特性且不含目標(biāo)回波的輔助數(shù)據(jù)，且參數(shù)估計(jì)過(guò)程較為復(fù)雜。然而，在日趨復(fù)雜的電磁環(huán)境尤其是敵對(duì)環(huán)境中，能獲取到的關(guān)于雜波統(tǒng)計(jì)分布的先驗(yàn)信息是極其有限的，此時(shí)我們往往難以得到滿足要求的輔助數(shù)據(jù)，導(dǎo)致參數(shù)估計(jì)出現(xiàn)較大偏差，現(xiàn)有擴(kuò)展目標(biāo)檢測(cè)方法均會(huì)出現(xiàn)不同程度甚至是大幅度的檢測(cè)性能下降。一現(xiàn)有技術(shù)提出“體積相關(guān)函數(shù)”的概念作為子空間之間距離的一種度量并將其應(yīng)用于點(diǎn)目標(biāo)檢測(cè)，取得了較好性能。但是，該方法對(duì)擴(kuò)展目標(biāo)的檢測(cè)性能尚未得到驗(yàn)證；且該方法的檢測(cè)過(guò)程需迭代完成，每次迭代均需對(duì)體積相關(guān)函數(shù)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算復(fù)雜度較高；同時(shí)，該方法僅考慮均勻環(huán)境，對(duì)非均勻環(huán)境中的檢測(cè)尚未進(jìn)行分析。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于雷達(dá)觀測(cè)的距離擴(kuò)展目標(biāo)檢測(cè)方法和系統(tǒng)。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于雷達(dá)觀測(cè)的距離擴(kuò)展目標(biāo)檢測(cè)方法，包括：基于觀測(cè)協(xié)方差矩陣的顯著特征值，獲取信號(hào)子空間的正交基矩陣，其中，所述顯著特征值根據(jù)所述雷達(dá)的所有距離單元的接收數(shù)據(jù)獲得；基于所述信號(hào)子空間的正交基矩陣，以及目標(biāo)子空間的正交基矩陣，建立二元假設(shè)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ停桓鶕?jù)所述二元假設(shè)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ停⒒隗w積相關(guān)函數(shù)的檢驗(yàn)器，獲取所述檢驗(yàn)器的檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量并基于所述檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量判斷是否存在距離擴(kuò)展目標(biāo)。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于雷達(dá)觀測(cè)的距離擴(kuò)展目標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)，包括：獲取矩陣模塊，用于基于觀測(cè)協(xié)方差矩陣的顯著特征值，獲取信號(hào)子空間的正交基矩陣，其中，所述顯著特征值根據(jù)所述雷達(dá)的所有距離單元的接收數(shù)據(jù)獲得；獲取模型模塊，用于基于所述信號(hào)子空間的正交基矩陣，以及目標(biāo)子空間的正交基矩陣，建立二元假設(shè)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ停粰z測(cè)模塊，用于根據(jù)所述二元假設(shè)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ停⒒隗w積相關(guān)函數(shù)的檢驗(yàn)器，獲取所述檢驗(yàn)器的檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量并基于所述檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量判斷是否存在距離擴(kuò)展目標(biāo)。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于雷達(dá)觀測(cè)的距離擴(kuò)展目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備，包括：至少一個(gè)處理器；以及與所述處理器通信連接的至少一個(gè)存儲(chǔ)器，其中：所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有可被所述處理器執(zhí)行的程序指令，所述處理器調(diào)用所述程序指令能夠執(zhí)行上述檢測(cè)方法。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令使所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述檢測(cè)方法。