[发明专利]基于改进Radon变换与多帧联合处理的目标检测方法

说明书

技术领域

本发明属于信号处理技术领域，具体涉及基于改进Radon变换与多帧联合处理的目标检测方法，可用于雷达低空慢速小目标的检测。

背景技术

对于现代雷达，特别是警戒雷达，近程指示雷达和战场监视雷达，检测与跟踪是最基本的任务。然而，随着电子对抗技术的不断发展、新型目标的不断涌现以及更具挑战性的目标探测任务也对雷达技术的发展提出了更高的要求。对低空慢速弱小目标(“低、慢、小”目标)进行有效探测便是新时期雷达所面临的挑战之一。

低空慢速弱小目标具有“受控性好、隐蔽性好、机动性强、攻击性强”的特点，存在“侦察难、管控难、打击难”的问题。目前，防范和处置低空慢速弱小目标的干扰破坏，是重大安保活动和防空作战的世界性难题。

目前对低空慢速弱小目标的检测十分困难，主要有以下两方面的原因。一方面杂波背景复杂，由地面、海面以及天气环境如云雨等产生的地杂波、海杂波、气象杂波的能量一般比回波信号的能量大的多，目标往往被噪声和杂波所淹没，并且无人机、掠海飞行的导弹和隐身飞行器等目标的RCS非常小，使得目标的回波幅度进一步降低，这些目标在频域上与地杂波的频谱混在一起，传统的依靠能量检测和依靠频域检测的方法性能有所下降，因此单帧回波图像上几乎不可能检测出目标，即使检测出目标也常常伴随着大量的虚假目标，而无法满足所要求的检测概率和虚警概率；另一方面，对于低分辨率雷达，由于目标运动速度非常低，目标在单帧的时间-距离像中通常不会发生距离单元走动，目标的运动轨迹与杂波的运动轨迹都表现出一条连续的直线，使得目标和杂波难以分辨。以上两方面内容使得对低空慢速弱小目标的检测变得极为困难，因此如何根据杂波特性设计滤波器抑制杂波以及消除检测过程中产生的大量虚假航迹以实现目标的有效检测是本发明研究的重点和难点。

发明内容

针对上述缺点，本发明的目的在于提出了一种基于改进Radon变换与多帧联合处理的目标检测方法，以抑制杂波和消除虚假航迹，实现低空慢速弱小目标的有效检测。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

一种基于改进Radon变换与多帧联合处理的目标检测方法，包括以下步骤：

步骤1，采用自适应动目标显示滤波器对脉压后的雷达回波数据进行杂波抑制，形成第一时间-距离像对应的数据S_M×L(k)，其中M是脉冲数目，L是距离单元个数，k表示第k帧数据；

步骤2，将经过步骤1处理的K帧所述第一时间-距离像对应的数据S_M×L(k)进行合并，形成第二时间-距离像对应的数据S_MK×L，其中，K为总的数据帧数；

步骤3，将合并后的所述第二时间-距离像对应的数据S_MK×L进行有序统计恒虚警处理，得到联合时间-距离像对应的数据；

步骤4，将经过有序统计恒虚警处理后的所述联合时间-距离像对应的数据沿时间维进行N倍的二次采样，得到N幅子图对应的数据其中，n＝1,2,…,N；

步骤5，对所述N幅子图对应的数据进行平滑，得到平滑后的子图对应的数据

其中，

步骤6，将所述平滑后的子图对应的数据进行Radon变换，得到Radon变换后的变换域矩阵R(ρ,θ)，其中，ρ为极坐标下的极径，θ为极坐标下的极角；

步骤7，设置幅度门限，从所述变换域矩阵R(ρ,θ)中提取出目标所对应的峰值点和杂波所对应的峰值点；

步骤8，设置角度偏移量门限，从经幅度门限滤除杂波后的变换域矩阵R(ρ,θ)中检测出目标运动轨迹对应的峰值点，根据目标运动轨迹对应的峰值点的θ坐标确定目标的运动信息。

本发明技术方案的特点和进一步的改进为：

(1)步骤2具体为：

将经过步骤1处理的K帧所述第一时间-距离像对应的数据S_M×L(k)按照时间维进行顺序合并，形成第二时间-距离像对应的数据S_MK×L。

(2)步骤3具体为：

将合并后的所述第二时间-距离像对应的数据S_MK×L按照各个距离单元的数据从小到大进行排序，选取第p个值作为杂波功率门限，再将小于所述杂波功率门限的各个距离单元的数据进行杂波抑制，得到所述联合时间-距离像对应的数据。

(3)步骤6具体为：

将所述平滑处理后的子图对应的数据沿各个离散角度分别进行积分，得到与所述各个离散角度对应的Radon变换值。