[发明专利]一种基于调频连续波雷达的多目标个数检测方法及装置

权利要求书

1.一种基于调频连续波雷达的多目标个数检测方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、调频连续波雷达发射线性调频信号，将接收到的回波信号和发射的线性调频信号进行混频；

S2、将混频信号经过滤波以及离散处理后，得到包含多个待测目标的距离和速度信息的离散中频信号；

S3、对所述离散中频信号进行加窗处理，并得到二维加窗信号；

S4、对加窗处理后的离散中频信号进行二维快速傅里叶变换，得到二维幅度谱信息；

S5、采用二维组合自适应恒虚警率算法对待测目标的个数进行初步估计，更新二维频谱谱峰；

S51、将当前窗口下的二维幅度谱信息进行划分，从内向外依次划分出检测单元、保护单元和参考单元；

S52、将外围的参考单元划分出呈中心对称的第一参考单元和第二参考单元；

S53、分别利用第一参考单元和第二参考单元中的元素值求解出第一检测统计量和第二检测统计量；

所述第一检测统计量T₁的计算方式包括对第一参考单元Ω₁中的所有元素求和后再取平均，表示为：

其中，sum(·)代表求和运算；

所述第二检测统计量的计算方式包括将第二参考单元Ω₂中的所有元素按照从小到大的顺序进行排序，选择第k个元素值作为第二检测统计量，表示为：

T₂＝sort_k(Ω₂)

其中，sort(·)代表排序运算；

将两个不同参考单元即第一参考单元和第二参考单元得到的检测统计量与不同系数相乘，得到整个参考单元的检测统计量T，表达式如下：

T＝αT₁+βT₂

其中，α，β满足α+β＝1；

S54、设置恒虚警率，根据第一检测统计量和第二检测统计量求解出检测门限；

S55、将检测单元的能量值与检测门限进行对比，当检测单元大于所述检测门限时，则判定存在待测目标，当检测单元小于所述检测门限时，则判定不存在待测目标；

S56、通过滑窗的方式，重复步骤S51～S55，直至检测完成完整窗口的二维幅度谱信息；

S6、基于更新后的二维频谱谱峰，采用多散点目标凝聚处理对待测目标的个数进行最终估计，从而确定出目标个数。

2.根据权利要求1所述的一种基于调频连续波雷达的多目标个数检测方法，其特征在于，所述调频连续波雷达发射线性调频信号包括调频连续波雷达通过信号发生器产生一个线性调频锯齿波信号，该线性调频锯齿波信号经过压控振荡器调制之后通过发射天线向待测目标发射。

3.根据权利要求1所述的一种基于调频连续波雷达的多目标个数检测方法，其特征在于，对所述离散中频信号进行加窗处理，并得到二维加窗信号包括：

对离散中频信号中的单个扫频采用汉明窗加窗，获得加窗后的一维加窗信号；

对一维加窗信号中的每一帧数据加窗，获得加窗后的二维加窗信号。

4.根据权利要求1所述的一种基于调频连续波雷达的多目标个数检测方法，其特征在于，所述对加窗处理后的离散中频信号进行二维快速傅里叶变换，得到二维幅度谱信息包括：

对每个调频周期对应的差频信号进行快速傅里叶变换，得到每个差频信号的差频频谱，即第一维频谱；

将第一维频谱的进行快速傅里叶变换，获得第二维频谱；

其中，二维频谱中的第一维频谱表示待测目标距离产生的频偏，第二维表示待测目标速度产生的频偏，二维频谱谱峰表示待测目标的参数信息。

5.根据权利要求1所述的一种基于调频连续波雷达的多目标个数检测方法，其特征在于，所述基于更新后的二维频谱谱峰，采用多散点目标凝聚处理对待测目标的个数进行最终估计，从而确定出目标个数包括：

根据欧式距离公式计算更新后的二维频谱谱峰位置与所有二维谱线位置之间的距离；

当处理后的二维频谱谱峰位置与某处二维谱线位置的距离小于设定的距离值时，将该处的待测目标与二维频谱谱峰所估计的目标归为一类，即判定为同一待测目标；

找出经过凝聚处理后的所有待测目标，并最终统计出待测目标个数。

6.一种用于实现如权利要求1～5任一所述方法的基于调频连续波雷达的多目标个数检测装置，其特征在于，所述装置包括：

调频连续波雷达，通过发射天线发射线性调频信号以及通过接收天线接收回波信号；

混频接收器，用于将接收到的回波信号和发射的线性调频信号进行混频；

高频滤波器，对混频信号进行高频滤波处理，并产生中频信号；

离散采样器，对高频滤波后的中频信号进行离散化，并产生离散中频信号；

信号预处理单元，对离散中频信号进行加窗处理；

频域估计单元，对加窗后的离散中频信号采用二维离散傅里叶变换；

自适应恒虚警率单元，采用二维组合自适应恒虚警率算法对待测目标的个数进行初步估计，更新二维频谱谱峰；

统计单元，基于更新后的二维频谱谱峰，采用多散点目标凝聚处理对待测目标的个数进行最终估计，从而确定出目标个数。