[發明專利]基于卷積神經網絡的抗箔條干擾方法

有效

• 申請號: 202010971162.5
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112232369B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 王宏波;黃靖涵;馮苗苗;上官澤鵬;金煌煌
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06N3/04;G01S7/36
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 吳茂杰

1.一種基于卷積神經網絡的抗箔條干擾方法，其特征在于，包括如下步驟：

(10)仿真回波數據：仿真生成箔條和目標多普勒回波數據；

(20)仿真數據處理：對箔條與目標多普勒回波數據進行提取和抽樣，并做歸一化處理和截取補零處理；

(30)構建數據集：將典型目標、箔條數據混合，并添加分類標簽，構建神經網絡訓練數據集；

(40)確定卷積神經網絡結構：確定具體卷積神經網絡結構，使用訓練數據集訓練、調試卷積神經網絡；

(50)箔條、目標分類識別：使用訓練完成的神經網絡對實測的箔條與目標回波數據進行分類識別，實現抗箔條干擾；

所述(20)仿真數據處理步驟包括：

(21)數據提取抽樣：對于箔條和目標多普勒回波數據，將每組回波數據按列提取，并進行1/20等間距抽樣，得到長度為128，且包絡特征不變的箔條、目標多普勒回波數據；

(22)提取抽樣后數據截取補零：按下式分別對提取抽樣后的箔條數據與目標數據做歸一化和截取補零處理，

(221)按下式對箔條數據作歸一化處理，

X′＝X/x_max (1)

式中，X為提取抽樣后的箔條數據，記為：

X＝[x₁，x₂，x₃...，x₁₂₈] (2)

x_max為提取抽樣后箔條數據中最大值，記為：

x_max＝max{X} (3)；

(222)按下式對提取抽樣后的目標數據作歸一化處理，

T′＝T/t_max (4)

式中，T為提取抽樣后的目標數據，記為：

T＝[t₁，t₂，t₃...，t₁₂₈] (5)

t_max為提取抽樣后目標數據中最大值，記為：

t_max＝max{T} (6)；

(223)針對半照射的情況，對歸一化后的箔條數據按下式截斷并補零，

X^c＝[0...，0，X′，0...，0] (7)；

(224)針對半照射的情況，對歸一化后的目標數據按下式截斷并補零，

T^c＝[0...，0，T′，0…，0] (8)。

2.根據權利要求1所述的抗箔條干擾方法，其特征在于，所述(10)仿真回波數據步驟包括：

(11)箔條數據仿真：按下式仿真生成箔條多普勒回波數據，

式中，k_i為回波信號幅度系數，k_1i為傳輸系數，k_2i為系統的距離門的損耗，k_3i為視頻放大倍數，k_d為多普勒放大倍數，ω_di為散射單元i的多普勒角頻率，τ_i為回波信號與發射信號的延時，τ₀為信號脈沖寬度；

在箔條云多普勒仿真中，箔條云雷達散射面積表示為：

σ_i＝0.86λ²cos⁴θ (10)

式中，λ為雷達工作波長，θ為入射電磁波與箔條的夾角；

(12)目標數據仿真：按下式仿真生成目標多普勒回波數據，

式中，k_it是一個與目標面元i的雷達散射截面σ、發射信號功率P_ti以及彈目距離R_i有關的回波信號幅度系數，k_1i為傳輸系數，k_2i為系統的距離門的損耗，k_3i為視頻放大倍數，k_d為多普勒放大倍數，ω_di為散射單元i的多普勒角頻率，τ_i為回波信號與發射信號的延時，τ₀為信號脈沖寬度。