[發明專利]基于熱力圖與圖論聚類的雷達數據過濾方法

有效

• 申請號: 202110355748.3
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN113011520B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 路航;許濤
• 申請（專利權）人: 成都九洲迪飛科技有限責任公司
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06F16/906;G06F16/904
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 郭肖凌

本發明公開了基于熱力圖與圖論聚類的雷達數據過濾方法，包括以下步驟：步驟一：獲取雷達數據并緩存，并將雷達數據映射到Heat Map中生成相應熱力圖；步驟二：通過觀察熱力圖，分析每個區域內的點出現的頻率以及情況，設定一個閾值，找出并標記閾值附近的所有點；步驟三：得到需要處理的邊界閾值點集合之后，通過Alpha Shapes找出這些點的邊界，獲取到固定的噪聲點產生區域；步驟四：Alpha Shapes算法計算得到邊界點簇集合后，判斷雷達拋出來的點是否落在這些邊界點簇集合內，完成雷達數據預處理。本發明適用于復雜環境多噪點的頂點雷達數據處理，通過實時自動識別噪聲源區域，對于移動雷達數據，或者突變環境的雷達數據具有很好的相適應性，識別效率高，簡單有效。

技術領域

本發明涉及數據預處理領域，尤其涉及基于熱力圖與圖論聚類的雷達數據過濾方法。

背景技術

近年來，民用無人機技術日漸成熟，在應用越來越廣泛的同時，由民用無人機引發的控制事故與相關安全問題日益常態化，民用無人機飛行器在許多有益應用場景的同時，也可能被越來越多的惡意使用。

對于低小慢的無人機反制系統就此產生了。對于低小慢無人機反制系統主要分為偵測和反制兩部分，偵測部分中雷達扮演一個很重要的偵測角色，因此對于雷達數據的目標篩選和具有很大挑戰。對于固定區域的噪聲點過多則會影響雷達對真實目標的偵測，對于復雜環境中的固定噪聲源過濾就很有必要。

如已公開專利（申請號為CN202011048313.6）一種雷達信號偵測數據樣本標注方法，主要針對現有樣本標注方法通過人工標注對雷達數據進行逐一分析提取的方式，該方式對標注人員素質要求較高，工作量大，工作效率低的問題。包括如下步驟：通過可視化軟件提取有效數據進行標注，并存儲為標準樣本文件；以該標準文件為模板，遍歷采集原始數據文件，自動生成新樣本文件。該專利的雷達信號偵測數據的提取需要消耗大量人力，數據計算時間耗時較長，故在實際運用中效率不高。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供基于熱力圖與圖論聚類的雷達數據過濾方法。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

基于熱力圖與圖論聚類的雷達數據過濾方法，包括以下步驟：

步驟一：獲取雷達數據并緩存，并將雷達數據映射到Heat Map中生成相應熱力圖；

步驟二：通過觀察熱力圖，分析每個區域內的點出現的頻率以及情況，設定一個閾值，找出并標記閾值附近的所有點；

步驟三：得到需要處理的邊界閾值點集合之后，通過Alpha Shapes找出這些點的邊界，獲取到固定的噪聲點產生區域；

步驟四：Alpha Shapes算法計算得到邊界點簇集合后，判斷雷達拋出來的點是否落在這些邊界點簇集合內，完成雷達數據預處理。

所述步驟一具體步驟為：

假定所有的雷達數據都服從高斯分布，設置一塊1600 * 1600大小的區域，設置高斯核寬度和標準差σ，高斯核寬度與標準差σ比值為3；

將雷達的經緯度映射到區域中心，將雷達數據映射到此塊區域比例尺為1：100，即將雷達附近8km的范圍區域映射到這個區域中，并給與映射后的雷達數據點相同的權重；

將雷達點放入設置的映射區域中，每個點放入的時候都通過高斯核函數將附近的區域計算加權值，將所有的雷達數據都放入到此塊區域中后，就能得到這個區域中每個點的權重；

遍歷整個映射區域取得區域權重最大的值，設置一個漸變的顏色條，對應的權重大小從0到權重最大值，然后對映射區域的每一點進行相應權重的顏色渲染，就得到了雷達數據的熱力圖分布。

所述步驟二閾值標定方法具體包括：