[发明专利]一种场面监视雷达的三维恒虚警检测方法

说明书

本发明公开了一种场面监视雷达的三维恒虚警检测方法，对雷达回波信号，在距离、多普勒和方位三个维度上做恒虚警(CFAR)处理，降低杂波和干扰的影响，提高微弱目标的检测概率。对每个方位角的雷达回波信号做二维FFT变换，得到二维距离‑多普勒幅度谱，连续多个方位角的二维幅度谱组合后得到距离‑多普勒‑方位三维幅度谱。在距离‑多普勒‑方位三维立体面取参考窗，对距离、多普勒与方位单元处理。本发明能够增加有效参考单元数量，也可在不同方位角上对雷达回波进行积累，提高微弱目标的检测概率。

技术领域

本发明属于雷达信号处理技术，具体为一种场面监视雷达的三维恒虚警检测 方法。

背景技术

场面监视雷达用以检测某区域中入侵的人、车、动物等目标，进行多目标的 持续跟踪，必要时进行报警。当入侵目标在区域内运动时，可以通过其回波的多 普勒频率，将其与区域内的静止目标区分开。场面监视雷达面临的主要问题是如 何以高检测率和低虚警率检测到入侵的运动目标，而不受背景杂波的影响。

随着雷达信号处理理论的进步，为了准确检测出真实目标，且又能使雷达系 统保持恒定的虚警概率，发展出了恒虚警(CFAR)算法，通过对雷达背景杂波 的实时估计，不断提高或降低阈值水平，形成自适应检测门限，作为目标判决的 依据。

传统的二维CFAR检测是在距离-多普勒单元或距离-方位单元进行处理。基 于距离-多普勒矩阵的二维恒虚警检测已广泛应用于汽车雷达中。二维恒虚警检 测只将距离-多普勒或距离-方位二维信息作为参考，不能同时兼顾距离、多普勒、 方位三维信息。而全场景监视雷达输出信息涵盖距离、多普勒、方位三个维度， 所以二维恒虚警检测在三维信息中有自身的局限性，导致缺少某一维度的检测， 使虚警率增加。此外，在二维恒虚警检测中，只能通过多次扫描的回波信号进行 积累，导致实时性不高。

发明内容

本发明针对场面监视雷达运动目标检测，提出了一种场面监视雷达的三维恒 虚警检测方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种场面监视雷达的三维恒虚警检测方 法，具体步骤为：

步骤1、雷达系统通过机械扫描方式在场景内发射雷达信号，在旋转的每一 度内发射一组雷达信号和接收一组回波信号，每组发射信号和回波信号各包含 n_chirp个chirp信号序列；

步骤2、接收到一组回波信号后，对该组回波信号进行采样，对采样后的回 波信号进行二维快速傅里叶变换；

步骤3、将每组回波信号的二维快速傅里叶变换结果存储在距离-多普勒矩 阵中，按角度顺序拼接成距离-多普勒-方位三维幅度谱；

步骤4、对距离-多普勒-方位三位幅度谱做三维恒虚警检测，将检测到的目 标的幅值存储在距离-多普勒-方位三维矩阵中，得到检测结果。

优选地，步骤2中对采样后的回波信号进行二维快速傅里叶变换的具体步骤 为

步骤2-1、对一组回波信号中的每个chirp信号进行N_chirp点的一维快速傅里 叶变换操作；

步骤2-2、将每个chirp信号的一维快速傅里叶变换结果各存放在列矩阵中， n_chirp个chirp信号的一维快速傅里叶变换结果按顺序组合成n_chirp列×N_chirp行的 矩阵，对该矩阵的每一行做n_chirp点的快速傅里叶变换，两次快速傅里叶变换后得 到的矩阵为距离-多普勒二维矩阵。

优选地，N_chirp＝512。

优选地，步骤4对距离-多普勒-方位三位幅度谱做三维恒虚警检测的具体步 骤为：