[發(fā)明專利]變徑圓弧螺旋線Radon變換的高速機動目標檢測方法

在審

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• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112213705A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發(fā)明（設計）人: 吳巍;涂國勇;祿曉飛;王培人;薛冰;朱時銀;趙慧
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 煙臺上禾知識產權代理事務所(普通合伙) 37234
• 代理人: 丁寶君

本發(fā)明隸屬于雷達目標檢測跟蹤研究領域，適用于解決高速低可觀測機動目標幀間非相參積累檢測問題。針對高超聲速目標微弱、機動、高速等特點給雷達檢測帶來的挑戰(zhàn)，提供了一種變徑圓弧螺旋線Radon變換的高速機動目標檢測，通過變徑圓弧螺旋線對目標機動軌跡建模，通過變徑圓弧螺旋線Radon來匹配搜索目標的機動軌跡，實現目標軌跡上能量的非相參積累與檢測。該方法用變徑圓弧螺旋線對目標機動軌跡建模，克服了傳統(tǒng)Hough變換要求目標軌跡為直線的限制，克服了現有橢圓Hough變換、雙曲線Hough變換需要在整個量測空間搜索橢圓的問題，減低了搜索參數的個數，便于工程實現。

技術領域

本發(fā)明隸屬于雷達目標檢測跟蹤研究領域，適用于解決低可觀測的高速機動目標幀間非相參積累檢測問題。

背景技術

高超聲速飛行器是一種新型的武器，其具有速度快、機動性強、隱身性高等特點，給雷達探測跟蹤帶來巨大挑戰(zhàn)。

對這類目標，信號長時間積累是一種有效方法，積累分為相參積累和非相參積累，考慮到相參積累受到波束駐留時間、實時性要求等影響，往往難以滿足檢測需求。因此，在相參積累的基礎上再進行掃描幀之間非相參積累是一種解決思路，典型的代表是TBD技術。TBD 技術是一種利用雷達多幀之間的軌跡能量非相參積累的方法，適用于微弱目標檢測，Hough 變換方法是其典型代表，但是Hough變換要求目標軌跡為直線，如果不為直線，則積累效率會下降，因此，難以滿足高超聲速目標高速、機動、微弱的特點。

針對這一問題，本發(fā)明提供了一種基于變徑圓弧螺旋線Radon變換的高速機動目標檢測方法，該方法將目標的一段機動軌跡用一個變徑圓弧螺旋線來建模，不同的機動軌跡為不同參數的變徑圓弧螺旋線，通過搜索不同螺旋線的參數，找到與目標軌跡相匹配的螺旋線，然后進行能量積累，目標所在的螺旋線參數空間會出現一個能量峰值，通過門限檢測，獲取這個峰值，進一步通過這個峰值回書找出取得該能量峰值的量測點跡。從而實現了能量的檢測。

本發(fā)明提供了一種新穎的變徑圓弧螺旋線Radon變換的高速機動目標檢測方法，傳統(tǒng)的 Hough變換可以看作是圓弧半徑足夠大時的特例。同時該方法考慮了三坐標雷達的距離、方位、俯仰三維量測，通過合適的參數設置，同樣適用于距離、方位的二維量測的雷達。在進行軌跡搜索時，將目標的運動軌跡用二次多項式建模，實際應用中可以根據需要對距離、方位、俯仰維度上分別選取不同的多項式來進行建模。

發(fā)明內容

針對高速機動目標雷達掃描幀間非相參積累檢測問題，提供了一種變徑圓弧螺旋線 Radon變換的高速機動目標檢測，通過變徑圓弧螺旋線對目標機動軌跡建模，通過變徑圓弧螺旋線Radon來匹配搜索目標的機動軌跡，實現目標軌跡上能量的非相參積累與檢測。本發(fā)明解決所述技術問題，采用技術方案步驟如下：

1.變徑圓弧螺旋線Radon變換的高速機動目標檢測方法，其特征在于包括以下技術措施：

步驟(一)、提取雷達一段時間滑窗內多個掃描幀的量測，離散化雷達量測空間，獲取距離-方位-俯仰-幀編號的四維矩陣s(m,n,d,k)，其中m代表距離分辨單元編號，m＝1,2,...,M， M代表距離分辨單元的總數，n代表方位分辨單元編號，n＝1,2,...,N，N代表方位分辨單元總數，d代表俯仰分辨單元編號，d＝1,2,…,D，D代表俯仰分辨單元總數，k代表掃描幀編號， k＝1,2,…,K，K代表掃描幀的總數；

步驟(二)、預先設定一個第一門限，將時間滑窗內所有幀的量測與第一門限比較，找出大于第一門限的量測；

步驟(三)、將徑向速度、徑向加速度、方位角速度、方位角加速度、俯仰角速度、俯仰角加速度作為搜索參數，以超過第一檢測門限的量測作為搜索起點，在掃描幀之間距離-方位-俯仰維度上進行變徑圓弧螺旋線Radon變換進行搜索和能量積累，得到能量分布矩陣R(n,m,d)，并進行門限檢測；其中變徑圓弧螺旋線Radon變換具體步驟如下：