[发明专利]一种基于tKL散度的矩阵CFAR检测器的目标检测方法

说明书

本发明涉及一种基于tKL散度的矩阵CFAR检测器的目标检测方法，包括以下步骤：根据各个距离门接收到的回波计算协方差矩阵；根据tKL散度的定义，计算参考距离门对应的协方差矩阵的右中值矩阵；计算目标对应的协方差矩阵，得到目标协方差矩阵和右中值矩阵的tKL散度；确定检测门限值；将目标协方差矩阵和右中值矩阵的tKL散度与检测门限值进行比较，若目标tKL散度大于检测门限值，则判定存在目标；反之，则判定不存在目标。上述技术方案提供的基于tKL散度的矩阵CFAR检测器的目标检测方法，能有效解决现有目标检测方法对于复杂非均匀杂波及短脉冲序列条件下的目标检测存在难度大、准确率低的问题。

技术领域

本发明涉及目标检测技术领域，具体涉及一种基于tKL散度的矩阵CFAR检测器的目标检测方法。

背景技术

目标检测广泛应用于军用和民用领域，如海面目标检测、空间目标探测等。然而受到复杂非均匀杂波环境的影响，目标回波通常十分微弱且复杂，使得探测性能较弱，无法达到实际探测需求；同时，在回波脉冲序列较短时，由于频谱扩展使得多普勒滤波器组的能量泄露，使得经典算法的性能严重下降。信息几何理论是在统计流形上利用微分几何方法来研究信息科学的理论。1989年Amari在统计流形上分析了多源统计推断问题，并基于信息几何理论解释了假设检验问题。由于矩阵结构的数据广泛存在于各种问题中，且矩阵计算易于处理，基于矩阵的信息几何理论近年来得到较快发展与应用。

Barbaresco于2008年提出了矩阵CFAR检测器，实测数据试验验证了矩阵CFAR的性能。针对非均匀杂波下的目标检测问题，利用矩阵流形上的不同几何距离或散度的定义，可以得到不同检测性能的矩阵CFAR检测器。常用的几何距离或散度有：黎曼距离、Log-Euclidean距离、KL散度、total KL散度等。但是复杂非均匀杂波及短脉冲序列条件下的目标检测研究依然存在难度大、准确率低的问题。因此，亟需设计一种新的技术方案，以综合解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于tKL散度的矩阵CFAR检测器的目标检测方法，能有效解决现有目标检测方法对于复杂非均匀杂波及短脉冲序列条件下的目标检测存在难度大、准确率低的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：

一种基于tKL散度的矩阵CFAR检测器的目标检测方法，包括以下步骤：

1)根据各个距离门接收到的回波计算协方差矩阵；

2)根据tKL散度的定义，计算参考距离门对应的协方差矩阵R的右中值矩阵M；

3)计算目标对应的协方差矩阵T，得到目标协方差矩阵T和右中值矩阵M的tKL散度；

4)确定检测门限值η；

5)将目标协方差矩阵T和右中值矩阵M的tKL散度与检测门限值η进行比较，若目标tKL散度大于检测门限值η，则判定存在目标；反之，则判定不存在目标。

步骤1)中参考距离门对应的协方差矩阵R的表达式为

其中，协方差矩阵R为Hermitian矩阵，回波数据z＝[z₁z₂Λz_n]，且z满足零均值复圆高斯分布z～CN(0,R)，n为每个距离门接收回波数据的长度，0≤k≤n-1,1≤i≤n为相关系数，表示z的复共轭。

步骤2)中tKL散度为矩阵流形上两矩阵间的tKL散度，其表达式为

其中，P、Q表示两矩阵，