[发明专利]一种基于空管雷达的直升机悬停检测方法

权利要求书

1.一种基于空管雷达的直升机悬停检测方法，其特征在于，包括以下步骤:

S1：对雷达接收的当前扫描周期下的原始脉冲I、Q信号进行脉冲压缩处理，得到正交的脉冲I、Q数据；

S2：对脉冲压缩处理后的数据按脉冲数据建立精细化的背景图建模；

S3：利用当前帧的脉压回波数据与背景图的差分运算检测出运动目标的背景差分；

S4：将当前周期与背景图做差分得到差分图像，并将绝对差值与给定的阈值作差值处理，得到二值化图像；

S5：对多次扫描周期内检测结果所产生的二值化图像进行非相干积累，以帧为单位排成一列，即主旋翼回波的检测处于一条直线上，通过EDlines算法，该直线映射成一个点，实现对直升机悬停时的目标检测。

2.根据权利要求1所述的一种基于空管雷达的直升机悬停检测方法,其特征在于，S1中对原始脉冲I、Q信号进行脉冲压缩处理是将每组回波脉冲信号进行脉冲压缩，形成M组脉压信号，得到M组正交的脉冲I、Q数据，脉冲压缩的公式为：

s_r(t)＝s(t)*h(t)

式中，s_r(t)为脉压后输出的信号，s(t)为雷达的回波信号，h(t)为匹配滤波器的冲激响应。

3.根据权利要求2所述的一种基于空管雷达的直升机悬停检测方法,其特征在于，h(t)由发射的线性调频信号确定，且为发射信号的共轭镜像函数。

4.根据权利要求1所述的一种基于空管雷达的直升机悬停检测方法,其特征在于，S2中背景图建模是基于雷达的整个探测范围内，将方位按照脉冲的数量划分为N个等份，距离上按照分辨单元划分为L个等份，即将雷达的整个探测范围划分为N×L个方位距离单元，相对应的，精细化的背景图包含了N×L个图像单元；

首先以雷达的前n帧的回波数据建立平均背景图建模，即在平均背景图建模上各个图单元(x,y)坐标处均有其相对应的幅度值，其计算公式为：

其中，bj(x,y)表示平均背景图(x，y)处的幅度值，E_i(x,y)表示第i帧回波(x，y)坐标处的幅度值，n表示用于建立背景图的帧数，即雷达的扫描周期。

5.根据权利要求1所述的一种基于空管雷达的直升机悬停检测方法,其特征在于，S3中的背景差分是利用在雷达扫描的第n个周期即当前扫描周期下脉冲压缩后数据中的各个图像单元(i,j)的幅度值V_n(i,j)，同时根据图像单元周围的幅度值选择一个合适的阈值，跟平均背景图中相同位置对应的图像单元(i,j)进行判断，得到差值d(x,y)，判断是否需要更新对应图像单元(i,j)的幅度值门限V′_n(i,j)，以及确定该对应图像单元的二值化取值；

其中，背景差分的公式为：

d_k(x,y)＝|c_k(x,y)-b_k(x,y)|

式中，c_k(x，y)为d_k(x,y)当前帧的回波图像，b_k(x，y)为背景建模之后产生的背景图像；为当前帧回波图像与背景图像做差分得到的差分图像。

6.根据权利要求1所述的一种基于空管雷达的直升机悬停检测方法,其特征在于，S4中当差分图像中某一像素的值大于设定的阈值时，则认为该像素属于前景点，反之则认定该像素为背景点，从而能够检测出当前周期雷达回波中运动目标的轮廓，即可得到二值化图像；

该二值化图像的公式为：

式中，若d_k(x,y)＞T(T为二值化的阈值)，则r_k(x,y)＝0，为检测到过门限的目标；r_k(x,y)＝1为背景图像。