[发明专利]基于矩阵信息几何的自适应雷达目标检测方法和装置

说明书

本申请涉及基于矩阵信息几何的自适应雷达目标检测方法和装置，该方法包括：获取当前的实时雷达回波数据；利用构建的目标检测器对实时雷达回波数据进行雷达目标检测，输出目标检测结果。目标检测器通过如下步骤构建：采集无目标情形下的雷达回波数据；构建协方差矩阵向量化后的标签样本数据集；构建基于指数损失的优化目标函数并进行测量参数粗优化处理；测量参数包括基于指数损失的优化目标函数的局部度量张量及门限；根据标签样本数据集和粗优化处理后的测量参数，构建基于纽曼皮尔逊准则的优化目标函数并进行测量参数的精细优化处理；利用得到的最优局部度量张量及最优门限构建目标检测器。大幅提高了非均匀检测场景下的目标检测性能。

技术领域

本发明属于雷达信号检测技术领域，涉及一种基于矩阵信息几何的自适应雷达目标检测方法和装置。

背景技术

雷达目标检测是对雷达信号进行处理，从而判断目标回波是否存在的过程。雷达目标检测技术应用广泛，在空中和海面目标预警探测等公共和国防安全领域发挥着巨大的作用。然而，在复杂背景目标检测问题中，杂波的非高斯、非平稳与非均匀特性，使得传统雷达目标检测方法的性能急剧下降。因此，急需一种稳健高效的自适应雷达目标检测方法，以满足复杂背景下的目标检测需求。

经典的基于傅立叶变换的恒虚警率检测器，利用傅立叶变换实现待检测单元的相参积累，最后通过比较待检测单元相对于邻近参考单元的能量实现目标检测。基于矩阵信息几何的检测器，利用厄米特正定矩阵流形上的几何测量，量化待检测单元的协方差矩阵与参考单元杂波协方差矩阵之间的特性差异，通过比较该特性差异量化值与门限的大小关系，确定目标的存在与否。然而，在实现本发明的过程中，发明人发现上述传统的目标检测方法，在非均匀检测场景中仍存在着目标检测性能不高的技术问题。

发明内容

针对上述传统方法中存在的问题，本发明提出了一种能够大幅提高非均匀检测场景下的目标检测性能的基于矩阵信息几何的自适应雷达目标检测方法、一种基于矩阵信息几何的自适应雷达目标检测装置、一种雷达信号处理设备以及一种计算机可读存储介质。

为了实现上述目的，本发明实施例采用以下技术方案：

一方面，提供一种基于矩阵信息几何的自适应雷达目标检测方法，包括步骤：

获取当前的实时雷达回波数据；

利用构建的目标检测器对实时雷达回波数据进行雷达目标检测，输出目标检测结果；其中，目标检测器通过如下步骤构建：

采集无目标情形下的雷达回波数据；雷达回波数据为雷达发射的相参脉冲串对应的回波数据；

利用雷达回波数据，构建协方差矩阵向量化后的标签样本数据集；

根据标签样本数据集，构建基于指数损失的优化目标函数并进行测量参数粗优化处理；测量参数包括基于指数损失的优化目标函数的局部度量张量及门限；

根据标签样本数据集和粗优化处理后的测量参数，构建基于纽曼皮尔逊准则的优化目标函数并进行测量参数的精细优化处理，得到最优局部度量张量及最优门限；

利用最优局部度量张量及最优门限构建目标检测器。

在其中一个实施例中，利用构建的目标检测器对实时雷达回波数据进行雷达目标检测，输出目标检测结果的步骤，包括：

对实时雷达回波数据的每个距离单元，分别确定各距离单元的数据矢量；

分别计算各距离单元的数据矢量的协方差矩阵并计算各距离单元的均值矩阵；

分别根据各距离单元的均值矩阵计算各距离单元的最终特征矩阵，将各最终特征矩阵向量化后得到实时雷达回波数据的特征矢量数据；

将特征矢量数据输入目标检测器，得到目标检测结果。