[发明专利]基于径向速度和区域能量联合的运动目标检测方法及装置

权利要求书

1.一种基于径向速度和区域能量联合的运动目标检测方法，其特征在于，步骤如下：

S1：对声纳接收阵接收到的信号进行相位补偿，得到波束形成结果，该结果的数据矩阵为N×T的二维矩阵，其中N表示预成波束形成的方位个数，T表示一个回波周期的采样点数；将波束形成结果在每个方位上等间距划分成R个距离单元，并对每一个距离单元中所有采样点求和后作为代表该距离单元的值，得到N×R的二维矩阵；

S2：在S1得到的N×R的二维矩阵基础上，使用二维十字形参考窗做二维恒虚警检测，其中在方位维上使用单元平均恒虚警检测方法，在距离维上使用一维的有序统计恒虚警检测算法，然后将两个维度的恒虚警检测结果做逻辑与操作，得到一个N×R的0-1矩阵；

S3：在步骤S2输出结果的基础上，确定0-1矩阵中每一个数值为1的像素点的位置信息，然后使用聚类分析算法对这些数值为1的像素点进行聚类，得到聚类输出结果实现信号中目标的划分，其中一个类别的像素点代表一个目标；

S4：在步骤S3得到的聚类输出结果基础上，分别找到每一类别中每个像素点在步骤S1所述N×T的二维矩阵中对应的数据段，然后对找到的数据段进行速度估计，实现目标径向速度提取；最后根据提取的目标径向速度信息判断目标的运动状态。

2.如权利要求1所述的基于径向速度和区域能量联合的运动目标检测方法，其特征在于，步骤S3中，通过dbscan聚类算法对0-1矩阵中数值为1的像素点进行聚类，且对聚类结果中的噪声点进行排除使其不参与步骤S4的处理，得到最终的聚类输出结果。

3.如权利要求1所述的基于径向速度和区域能量联合的运动目标检测方法，其特征在于，步骤S4中，对找到的数据段使用脉冲对法进行速度估计。

4.如权利要求1所述的基于径向速度和区域能量联合的运动目标检测方法，其特征在于，步骤S4中，根据提取的目标径向速度信息判断目标的运动状态的方法为：

在每一类别中的所有像素点中，计算像素点对应数据段的速度估计值大于设定速度阈值T1的全部像素点的速度均值，若该速度均值大于阈值T2且T2T1，则判定该类别像素点对应的目标为运动目标，否则判定该类别像素点对应的目标为静止目标。

5.如权利要求4所述的基于径向速度和区域能量联合的运动目标检测方法，其特征在于，所述的T1＝0.1m/s，T2＝0.5m/s。

6.一种基于径向速度和区域能量联合的运动目标检测装置，其特征在于，包括：

波束形成模块，用于对声纳接收阵接收到的信号进行相位补偿，得到波束形成结果，该结果的数据矩阵为N×T的二维矩阵，其中N表示预成波束形成的方位个数，T表示一个回波周期的采样点数；将波束形成结果在每个方位上等间距划分成R个距离单元，并对每一个距离单元中所有采样点求和后作为代表该距离单元的值，得到N×R的二维矩阵；

恒虚警检测模块，用于在波束形成模块得到的N×R的二维矩阵基础上，使用二维十字形参考窗做二维恒虚警检测，其中在方位维上使用单元平均恒虚警检测方法，在距离维上使用一维的有序统计恒虚警检测算法，然后将两个维度的恒虚警检测结果做逻辑与操作，得到一个N×R的0-1矩阵；

聚类模块，用于在恒虚警检测模块输出结果的基础上，确定0-1矩阵中每一个数值为1的像素点的位置信息，然后使用聚类分析算法对这些数值为1的像素点进行聚类，得到聚类输出结果实现信号中目标的划分，其中一个类别的像素点代表一个目标；

目标提取和运动状态判断模块，用于在聚类模块得到的聚类输出结果基础上，分别找到每一类别中每个像素点在波束形成模块中所述N×T的二维矩阵中对应的数据段，然后对找到的数据段进行速度估计，实现目标径向速度提取；最后根据提取的目标径向速度信息判断目标的运动状态。

7.如权利要求6所述的基于径向速度和区域能量联合的运动目标检测装置，其特征在于，聚类模块中，通过dbscan聚类算法对0-1矩阵中数值为1的像素点进行聚类，且对聚类结果中的噪声点进行排除使其不参与目标提取和运动状态判断模块的处理，得到最终的聚类输出结果。