[发明专利]多假设模糊匹配Radon变换的高重频雷达高速机动目标检测方法

权利要求书

1.多假设模糊匹配Radon变换的高重频雷达目标检测方法，其特征在于包括以下技术措施：

步骤一、将雷达量测空间进行离散化处理，具体方法如下：

提取经过雷达信号处理后经过第一门限检测后的K个扫描帧的雷达信号，对各个信号进行离散化处理，得到各个扫描帧对应的距离分辨单元-方位分辨编号的三维信号矩阵s(m,n,k)，其中m代表方位分辨单元编号,m＝1,2,…,M，M为方位分辨单元的总数，n代表距离分辨单元标号，n＝1,2,...,N，N为距离分辨单元的总数，k代表扫描帧的标号，k＝1,2,…,K，矩阵里元素为该分辨单元对应的信号幅度，如果该分辨单元有多个点，则取能量最大的量测为该分辨单元的量测，并将该单元的量测保存为M_i,j,k＝(r_i,j,k,θ_i,j,k,SNR_i,j,k,......,N_i,j,k)，其中i代表距离分辨单元，j代表角度分辨单元，k代表量测对应的帧号；

步骤二、获取连续K帧的雷达量测，并将这K阵中的第1帧所有量测依据其可能的距离模糊数进行多假设的延拓处理，具体方法如下：

以任一个量测为例，设目标的量测为M_i,j,k＝(r_i,j,k,θ_i,j,k,SNR_i,j,k,......,n_i,j,k)，则将该量测进行的多假设延拓的数目为

U＝ceil(R_max/r_max)

其中，ceil(·)代表取向无穷方向的最近整数，R_max为雷达的最大作用距离，r_max为第一帧量测对应的最大不模糊距离，

r_max＝PRT₁·c/2

其中，PRT₁为第一帧量测对应的脉冲重复周期，

c表示光速，大小等于3×10⁸m/s；

第一帧量测延拓后的量测为

步骤三、以第一帧量测延拓后的量测为Radon变换的起点，进行多假设模糊匹配Radon变换TBD能量积累，具体方法为：

将第一帧量测延拓后的量测逐一取出，假设取出的量测为(r_i,j,k+n·r_max,θ_i,j,k,SNR_i,j,k,......,n_i,j,k)，其对应的距离分辨单元和方位分辨编号为n_x、n_y，以该量测为多项式Radon变换的起点，以Δv和Δa为步进进行搜索，其中，Δv＝2Δr/(T·N_TBD)，Δa＝2Δr/(T·N_TBD)²，第k，k＝1,2,3,...,K，帧对应的距离为

v_(jj)代表第jj个速度搜索值，

v_(jj)＝-V_max+(jj-1)Δv

a_(tt)代表第tt个加速度搜索值，

a_(tt)＝-a_max+(tt-1)Δa

由于第2～K帧量测数据为模糊数据，因此，对r_i,j,k进行模糊折叠匹配可以得到

r′_i,j,k＝rem(r_i,j,k,r_maxk)

r_maxk代表第k帧量测对应的最大不模糊距离，

r_maxk＝PRT_k·c/2

其中，PRT_k代表第k帧雷达量测对应的脉冲重复周期，则目标可能的距离分辨单元

n′_x＝round(r′_i,j,k,Δr)

round(·)代表求最近的整数，如果n′_x等于0，则用ceil(r_maxk,Δr)代替0；

由于多项式存在误差，因此，选取一定大小的距离和方位波门来套住可能的目标，对应的距离波门

W_rk＝f_winR(n′_x,D,N_k)

其中，N_k代表第k帧最大不模糊距离对应的距离分辨单元数，f_winR(i,D,N)表示求取以i表示窗中心点，D表示窗的单边长度，N表示数据总长度的距离分辨单元编号波门；f_winR(i,D,N)表达式为

对应的方位角波门

其中，表示搜索路径上的上一帧量测点对应的方位分辨单元，初始化时为第一帧量测点对应的方位分辨单元；D′代表角度窗的单边长度，N_y代表方位角度分辨单元总数；

保存第k帧波位波门和距离波门对应的信号幅度最大值对应的

将最大值记录下来

F(k)＝P₀

将最大值对应的量测记录下来

同时记录下该量测

并记录取得该最大值的量测点对应的角度单元作为下一帧数据角度波门的中心，对于每一个v_(jj)和每一个加速度a_(tt)完成1～K帧的量测搜索后，将搜索到的点积累到对应的速度、加速度参数空间的能量矩阵里

P(jj,tt)＝sum(F)

其中，sum(·)代表求向量中元素之和，遍历完所有的v_(jj)和a_(tt)后，取P(jj,tt)最大值赋给产生该最大值对应的第一帧量测对应的分辨单元内，得到能量分布矩阵

G(m,n,u)＝max(P)

其中，max(·)代表求向量中元素最大值；

步骤四、在能量分布矩阵内进行门限检测

遍历所有第一帧延拓后的量测后，得到不同模糊假设下对应的能量分布矩阵G(m,n,u)，设置检测门限，分别对1～n对应的能量分布矩阵G(m,n,u)进行门限检测，

其中，Th是检测门限；

步骤五、对检测出来的能量点进行回溯，找出对应的解模糊量测输出，具体方法如下：

经过门限检测后，找出超过门限的点对应的距离分辨单元m_I，方位分辨单元u_I，和模糊数u_I，并在JM′_u存储数组中找到对应量测点输出，完成检测。