[發(fā)明專利]一種基于貝葉斯估計(jì)的目標(biāo)檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010546912.4
• 申請(qǐng)日: 2020-06-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111812591B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳雨桐;徐大專;胡超;潘登
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S7/02
• 分類號(hào): G01S7/02;G06V10/764
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張弛

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于貝葉斯估計(jì)的目標(biāo)檢測(cè)方法，屬于雷達(dá)信號(hào)處理領(lǐng)域。該方法包括：一部分是虛警概率近似等于目標(biāo)存在的概率；另一部分是目標(biāo)存在的情況下，目標(biāo)檢測(cè)概率的表達(dá)式。本發(fā)明用貝葉斯估計(jì)的方法推導(dǎo)出了檢測(cè)概率和虛警概率相應(yīng)的表達(dá)式，近似得到了兩者的關(guān)系式，使檢測(cè)達(dá)到最優(yōu)，對(duì)目前雷達(dá)目標(biāo)的探測(cè)問(wèn)題的補(bǔ)充及完善具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于貝葉斯估計(jì)的目標(biāo)檢測(cè)方法，屬于雷達(dá)信號(hào)處理領(lǐng)域。

背景技術(shù)

雷達(dá)(“Radar”,Radar Detection and Ranging)的概念形成于20世紀(jì)初，表示“無(wú)線電探測(cè)和測(cè)距”，是用無(wú)線電方法發(fā)現(xiàn)并測(cè)定它們?cè)诳臻g的位置，這也是雷達(dá)最基本的功能。隨著雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展，雷達(dá)的功能越來(lái)越多，應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。1948年香農(nóng)發(fā)表信息論后，許多學(xué)者開(kāi)始研究信息論在相應(yīng)領(lǐng)域上的應(yīng)用。從Woodward和Davies的研究開(kāi)始，就有一些學(xué)者研究信息論在雷達(dá)探測(cè)中與參數(shù)估計(jì)的關(guān)系，Bell首先研究了信息論在雷達(dá)波形設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，給出了獲得最佳估計(jì)波形的方法以及能量分配對(duì)目標(biāo)和接收波形之間的互信息的影響。雷達(dá)可以看作是一個(gè)信息獲取系統(tǒng)，它的工作原理是首先發(fā)射探測(cè)信號(hào)，然后對(duì)目標(biāo)反射的回波信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的處理，檢測(cè)到目標(biāo)并提取目標(biāo)的信息，包括距離、幅度和相位等。衡量雷達(dá)系統(tǒng)性能的主要指標(biāo)是目標(biāo)參數(shù)估計(jì)的均方誤差(Mean SquareError,MSE)、距離和方位向分辨率、以及檢測(cè)概率/虛警概率等。目前現(xiàn)有技術(shù)中，虛警檢測(cè)的方法有奈曼-皮爾遜準(zhǔn)則。但在具體應(yīng)用中，虛警檢測(cè)的方法仍有進(jìn)一步進(jìn)步的空間。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種基于貝葉斯估計(jì)的目標(biāo)檢測(cè)方法，用貝葉斯估計(jì)的方法推導(dǎo)出了檢測(cè)概率和虛警概率相應(yīng)的表達(dá)式，近似得到了兩者的關(guān)系式，使得檢測(cè)性能達(dá)到最優(yōu)，同時(shí)完善了空間信息論中除時(shí)間，相位，幅度調(diào)制外判斷目標(biāo)是否存在這一重要環(huán)節(jié)，對(duì)雷達(dá)目標(biāo)探測(cè)的補(bǔ)充及完善具有重要意義。

本發(fā)明為解決其技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案：

一種基于貝葉斯估計(jì)的目標(biāo)檢測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟:

(1)引入目標(biāo)存在性參數(shù)v，其中v∈{0,1}，得到雷達(dá)探測(cè)系統(tǒng)判斷目標(biāo)是否存在的理論模型。在恒模散射目標(biāo)的情況，假設(shè)目標(biāo)的歸一化時(shí)延為x，則接收機(jī)的離散序列為

式中，為目標(biāo)的復(fù)散射系數(shù)；假設(shè)目標(biāo)在檢測(cè)范圍內(nèi)獨(dú)立地均勻分布，則X的先驗(yàn)概率密度為p(x)＝1/N，N為采樣數(shù)；為目標(biāo)的相位，為在區(qū)間[0,2π]上服從均勻分布的隨機(jī)變量；s(n-x)表示采樣后的基帶信號(hào)；w(n)是零均值、方差為N₀的復(fù)高斯白噪聲；

(2)當(dāng)已知目標(biāo)不存在時(shí)，z₀表示在接收信號(hào)中不存在目標(biāo)信號(hào)；并得到虛警概率：

P_fa≈p(1)

其中P_fa為虛警概率，表示目標(biāo)不存在情況下，目標(biāo)被檢測(cè)出的概率；p(1)表示目標(biāo)存在的概率；

(3)當(dāng)已知目標(biāo)存在時(shí)，z₁表示在接收信號(hào)中存在目標(biāo)信號(hào)；并得到檢測(cè)概率：

其中P_d為檢測(cè)概率，表示目標(biāo)存在情況下，目標(biāo)被檢測(cè)出的概率。p(0)表示目標(biāo)不存在的概率。

本發(fā)明的有益效果如下：

在雷達(dá)探測(cè)信息先前的研究基礎(chǔ)上，進(jìn)一步討論了在恒模散射模型下判斷目標(biāo)存在性情況。用貝葉斯的方法推導(dǎo)出了檢測(cè)概率和虛警概率相應(yīng)的表達(dá)式，近似得到了兩者的關(guān)系式，使得檢測(cè)性能達(dá)到最優(yōu)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明公開(kāi)的基于貝葉斯估計(jì)的目標(biāo)檢測(cè)方法的流程圖。