[發(fā)明專利]一種基于KL散度單元篩選的CFAR檢測器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010543984.3
• 申請(qǐng)日: 2020-06-15
• 公開（公告）號(hào): CN111693961B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張寧;郭辰鋒;李楊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S7/41
• 分類號(hào): G01S7/41
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 劉強(qiáng)

一種基于KL散度單元篩選的CFAR檢測器，涉及雷達(dá)目標(biāo)檢測技術(shù)領(lǐng)域，針對(duì)現(xiàn)有檢測器在多目標(biāo)背景下需要干擾目標(biāo)數(shù)目的先驗(yàn)信息，TM?CFAR中的大值刪除數(shù)目需要人為設(shè)定，不能從環(huán)境中有效提取的問題，本發(fā)明結(jié)合KL散度與大津法設(shè)計(jì)了一種新的檢測器，在將檢測單元排序的基礎(chǔ)之上能夠有效地剔除幅度較強(qiáng)的異常值，依據(jù)環(huán)境的變化自適應(yīng)地、有效地確定TM?CFAR中的大值刪除數(shù)目，抗擊目標(biāo)數(shù)目依照參考單元的情況自適應(yīng)地調(diào)整，不需要干擾目標(biāo)數(shù)目的先驗(yàn)信息，并且在多目標(biāo)環(huán)境下具有良好的檢測性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雷達(dá)目標(biāo)檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于KL散度單元篩選的CFAR檢測器。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的CFAR檢測檢測器主要針對(duì)指數(shù)分布(高斯分布的雜波經(jīng)過平方律檢波變?yōu)橹笖?shù)分布)設(shè)計(jì)，分為均值類CFAR檢測器與有序類CFAR檢測器。均值類CFAR檢測器包含CA-CFAR，GO-CFAR與SO-CFAR，而經(jīng)典的有序類CFAR主要是OS-CFAR，及其改進(jìn)型CMLD-CFAR和TM-CFAR。在均勻背景中，CA-CFAR具有最優(yōu)的檢測性能，但是在多目標(biāo)環(huán)境下檢測概率迅速惡化；GO-CFAR檢測器在雜波邊緣環(huán)境中可以控制由于高雜波背景引起的虛警，但是同樣在多目標(biāo)環(huán)境下發(fā)現(xiàn)概率下降；SO-CFAR改善了CA-CFAR在多目標(biāo)環(huán)境下的性能，但是當(dāng)干擾目標(biāo)同時(shí)出現(xiàn)在參考滑窗兩側(cè)時(shí)檢測性能也會(huì)下降。為了綜合上述CFAR檢測器的優(yōu)點(diǎn)，VI-CFAR檢測器被提了出來。該檢測器通過計(jì)算VI統(tǒng)計(jì)量判斷參考單元前后滑窗的均勻程度，進(jìn)而選擇CA-CFAR、GO-CFAR、SO-CFAR中的一種作為檢測策略進(jìn)行檢測。為了改善VI-CFAR在多目標(biāo)環(huán)境下的檢測性能，其他VI類檢測器被相繼開發(fā)出來，OSVI-CFAR將上述三種檢測器分別替換為OS-CFAR，OSGO-CFAR和OSSO-CFAR；IVI-CFAR只將SO-CFAR替換成OS-CFAR；SVI-CFAR只將SO-CFAR替換成S-CFAR。由于VI統(tǒng)計(jì)量在前后沿滑窗中均存在多目標(biāo)的情況下很容易將多目標(biāo)背景誤判成雜波邊緣背景，所以VI類檢測器對(duì)干擾目標(biāo)的位置有一定的要求，而凡是涉及到使用有序類CFAR檢測器作為備選策略的VI類檢測器其抗擊多目標(biāo)的性能受參數(shù)k值的影響，最大抗擊數(shù)目小于N-k個(gè)，而實(shí)際的情況中干擾目標(biāo)的數(shù)目并不先驗(yàn)已知，固定的k值的設(shè)計(jì)并不能實(shí)時(shí)地反映背景的變化，檢測性能受到限制。針對(duì)多目標(biāo)的環(huán)境，還有一類自適應(yīng)CFAR檢測器，如E-CFAR，CCA-CFAR和GCMLD-CFAR，其設(shè)計(jì)思想主要是將參考單元與滿足某一錯(cuò)誤刪減概率的檢測閾值相比較，刪除超過檢測閾值的參考單元，這一類CFAR檢測器往往具有較大的運(yùn)算量?，F(xiàn)有檢測器在多目標(biāo)背景下需要干擾目標(biāo)數(shù)目的先驗(yàn)信息，TM-CFAR中的大值刪除數(shù)目需要人為設(shè)定，不能從環(huán)境中有效提取。我們希望檢測器在均勻環(huán)境與多目標(biāo)環(huán)境中都具有良好的檢測性能，同時(shí)抗擊干擾目標(biāo)的數(shù)目能夠隨檢測背景而自適應(yīng)地調(diào)整，并且運(yùn)算量較小，能夠滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：針對(duì)現(xiàn)有檢測器在多目標(biāo)背景下需要干擾目標(biāo)數(shù)目的先驗(yàn)信息，TM-CFAR中的大值刪除數(shù)目需要人為設(shè)定，不能從環(huán)境中有效提取的問題，而提出的一種基于KL散度單元篩選的CFAR檢測器。

本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是：一種基于KL散度單元篩選的CFAR檢測器，包括以下步驟：

步驟一：接收雷達(dá)回波信號(hào)數(shù)據(jù)，并通過平方律檢波對(duì)信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；

步驟二：參考單元前后沿滑窗載入經(jīng)過平方律檢波后的信號(hào)數(shù)據(jù)；

步驟三：將參考單元載入后的數(shù)據(jù)由小到大進(jìn)行排序，得到有序數(shù)據(jù)

x(1)≤x(2)≤...≤x(R)；

步驟四：將有序數(shù)據(jù)分成n個(gè)整數(shù)段x(1)...x(k),x(k+1)...x(2k),...,x((n-1)k+1)...x(R)，其中n*k＝R；

步驟五：對(duì)每段數(shù)據(jù)分別求標(biāo)準(zhǔn)差；