[發(fā)明專利]一種多平臺雷達一維圖像信號進行融合的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011520465.1
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112269173B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設計）人: 藍羽石;王玲玲;張政偉;吉祥;梅發(fā)國;劉宇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團公司第二十八研究所
• 主分類號: G01S13/52
• 分類號: G01S13/52
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 于瀚文;胡建華

本發(fā)明提供了一種多平臺雷達一維圖像信號進行融合的方法，該方法通過迭代的內(nèi)插外推方法對多平臺雷達信號進行時空配準；選擇合適的特征參數(shù)通過回波生成及傅里葉變換等對一維圖像信號進行特征提?。煌ㄟ^支持向量機對提取的多平臺雷達圖像特征矩陣進行特征分類；通過設計一致性檢測修正結(jié)果；依據(jù)分類后的決策矩陣對多平臺雷達一維像信號進行融合重構(gòu)，得到目標的二維輪廓圖像。本發(fā)明能有效地提高雷達對于同一目標形成的圖像信號的精度，減少多平臺雷達信號的時空偏差，將一維的雷達信號融合提升至二維的圖像信息，從而增加雷達信號的信息量，可用于目標大小識別、目標型號初分類等，為后續(xù)作戰(zhàn)態(tài)勢分析和臨機籌劃提供更加準確的依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及人工智能、目標融合、態(tài)勢感知等領(lǐng)域，尤其涉及一種多平臺雷達一維圖像信號進行融合的方法。

背景技術(shù)

近年來，新軍事技術(shù)革命以獲取及時、準確、連續(xù)、完整和一致的戰(zhàn)場態(tài)勢為目標對對信息融合提出了新需求，以支持情報預警、作戰(zhàn)決策、指揮控制、火力打擊等作戰(zhàn)活動。為了對戰(zhàn)場目標進行完整全面的感知，地面、艦船、飛機等均安裝了大量的雷達傳感器，對環(huán)境及目標信息進行實時的采集。

為了克服單個平臺識別能力不足的問題，需網(wǎng)絡化運用地面雷達、預警機雷達、雷達艦載雷達等多平臺裝備裝備進行協(xié)同感知，這樣大量的雷達傳感器數(shù)據(jù)被同時反饋，傳統(tǒng)的方法是單個裝備處理雷達回波后上報最終結(jié)果，再由多平臺綜合系統(tǒng)進行綜合處理，決策一個結(jié)果，這種模式丟失了雷達回波本身的特征信息，降低了識別的及時性和準確性。此時需要引入特征層級的融合模塊，進行更深層次信息的整合和篩選，以對當前目標進行實時分析，其分析結(jié)果可以用于態(tài)勢研判或上報控制中心用于打擊支持，從而減輕作戰(zhàn)人員的負擔，常用的方法有支持向量機、貝葉斯推理、模糊認知圖等，使用貝葉斯推理構(gòu)建的態(tài)勢感知網(wǎng)絡具有網(wǎng)絡架構(gòu)層級清晰的優(yōu)勢，但先驗概率難以確定；使用模糊認知圖的方法也過于依賴專家經(jīng)驗。

在戰(zhàn)場實際應用過程中，各平臺的雷達傳感器數(shù)據(jù)常會受到戰(zhàn)場環(huán)境、敵方干擾等因素的影響，會導致部分數(shù)據(jù)缺損、失效等情況，極大概率是小樣本數(shù)據(jù)，單個裝備難以識別、反應慢，直接對雷達傳感器進行態(tài)勢感知是不足以支撐戰(zhàn)場指揮決策系統(tǒng)，從而極大地影響戰(zhàn)場精確打擊的效率，因此以戰(zhàn)場感知為基礎的信息融合至關(guān)重要，它不僅能提高態(tài)勢信息的精準度，還能通過融合得到的更為清晰的目標圖像等詳細情報為戰(zhàn)場臨機反應提供決勝條件。因此急需突破小樣本數(shù)據(jù)下多雷達一維圖像融合方法，提升對敵方平臺類別的感知和型號的分類，可以極大地提升戰(zhàn)場態(tài)勢感知的信息量。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的在于基于支持向量機SVM對多平臺雷達返回的一維圖像數(shù)據(jù)進行圖像融合，得到目標的二維輪廓信號，從而用于判定目標大小以及結(jié)合知識庫分辨目標類型、目標型號等信息。

技術(shù)方案：通過迭代的內(nèi)插外推方法對多平臺雷達信號進行時空配準；選擇合適的特征參數(shù)通過回波生成及傅里葉變換等對一維圖像信號進行特征提??；通過支持向量機對提取的多平臺雷達圖像特征矩陣進行特征分類；通過設計一致性檢測修正結(jié)果；設計融合規(guī)則依據(jù)分類后的特征矩陣對圖像信號進行融合重構(gòu)，實現(xiàn)雷達一維圖像信號信息結(jié)合成二維圖像。

步驟1：多平臺雷達信號的時空配準：采用迭代的外推內(nèi)插法對兩臺雷達信號數(shù)據(jù)進行時空配準；

步驟2：雷達目標檢測：對雷達一維像進行特征提取，形成多平臺一維像的特征矩陣；

步驟3：設計基于支持向量機的分類器，以同一目標的雷達信號為正分類，將回波中的雜波剔除，并設置濾波算子的方式對決策矩陣進行一致性檢驗；

步驟4：基于決策結(jié)果對正分類的特征向量對應的雷達回波進行融合重構(gòu)，得到雷達目標的輪廓圖像。

步驟1包括如下步驟：