[發明專利]基于矩陣信息幾何的自適應雷達目標檢測方法和裝置

在審

• 申請號: 202210726981.2
• 申請日: 2022-06-24
• 公開（公告）號: CN115128590A
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 程永強;吳昊;劉康;劉紅彥;王宏強;黎湘;鄧彬;楊琪;羅成高
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G01S13/04
• 分類號: G01S13/04;G01S7/292
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

本申請涉及基于矩陣信息幾何的自適應雷達目標檢測方法和裝置，該方法包括：獲取當前的實時雷達回波數據；利用構建的目標檢測器對實時雷達回波數據進行雷達目標檢測，輸出目標檢測結果。目標檢測器通過如下步驟構建：采集無目標情形下的雷達回波數據；構建協方差矩陣向量化后的標簽樣本數據集；構建基于指數損失的優化目標函數并進行測量參數粗優化處理；測量參數包括基于指數損失的優化目標函數的局部度量張量及門限；根據標簽樣本數據集和粗優化處理后的測量參數，構建基于紐曼皮爾遜準則的優化目標函數并進行測量參數的精細優化處理；利用得到的最優局部度量張量及最優門限構建目標檢測器。大幅提高了非均勻檢測場景下的目標檢測性能。

技術領域

本發明屬于雷達信號檢測技術領域，涉及一種基于矩陣信息幾何的自適應雷達目標檢測方法和裝置。

背景技術

雷達目標檢測是對雷達信號進行處理，從而判斷目標回波是否存在的過程。雷達目標檢測技術應用廣泛，在空中和海面目標預警探測等公共和國防安全領域發揮著巨大的作用。然而，在復雜背景目標檢測問題中，雜波的非高斯、非平穩與非均勻特性，使得傳統雷達目標檢測方法的性能急劇下降。因此，急需一種穩健高效的自適應雷達目標檢測方法，以滿足復雜背景下的目標檢測需求。

經典的基于傅立葉變換的恒虛警率檢測器，利用傅立葉變換實現待檢測單元的相參積累，最后通過比較待檢測單元相對于鄰近參考單元的能量實現目標檢測。基于矩陣信息幾何的檢測器，利用厄米特正定矩陣流形上的幾何測量，量化待檢測單元的協方差矩陣與參考單元雜波協方差矩陣之間的特性差異，通過比較該特性差異量化值與門限的大小關系，確定目標的存在與否。然而，在實現本發明的過程中，發明人發現上述傳統的目標檢測方法，在非均勻檢測場景中仍存在著目標檢測性能不高的技術問題。

發明內容

針對上述傳統方法中存在的問題，本發明提出了一種能夠大幅提高非均勻檢測場景下的目標檢測性能的基于矩陣信息幾何的自適應雷達目標檢測方法、一種基于矩陣信息幾何的自適應雷達目標檢測裝置、一種雷達信號處理設備以及一種計算機可讀存儲介質。

為了實現上述目的，本發明實施例采用以下技術方案：

一方面，提供一種基于矩陣信息幾何的自適應雷達目標檢測方法，包括步驟：

獲取當前的實時雷達回波數據；

利用構建的目標檢測器對實時雷達回波數據進行雷達目標檢測，輸出目標檢測結果；其中，目標檢測器通過如下步驟構建：

采集無目標情形下的雷達回波數據；雷達回波數據為雷達發射的相參脈沖串對應的回波數據；

利用雷達回波數據，構建協方差矩陣向量化后的標簽樣本數據集；

根據標簽樣本數據集，構建基于指數損失的優化目標函數并進行測量參數粗優化處理；測量參數包括基于指數損失的優化目標函數的局部度量張量及門限；

根據標簽樣本數據集和粗優化處理后的測量參數，構建基于紐曼皮爾遜準則的優化目標函數并進行測量參數的精細優化處理，得到最優局部度量張量及最優門限；

利用最優局部度量張量及最優門限構建目標檢測器。

在其中一個實施例中，利用構建的目標檢測器對實時雷達回波數據進行雷達目標檢測，輸出目標檢測結果的步驟，包括：

對實時雷達回波數據的每個距離單元，分別確定各距離單元的數據矢量；

分別計算各距離單元的數據矢量的協方差矩陣并計算各距離單元的均值矩陣；

分別根據各距離單元的均值矩陣計算各距離單元的最終特征矩陣，將各最終特征矩陣向量化后得到實時雷達回波數據的特征矢量數據；

將特征矢量數據輸入目標檢測器，得到目標檢測結果。