[发明专利]一种基于黎曼距离的矩阵CFAR海面目标检测方法

权利要求书

1.一种基于黎曼距离的矩阵CFAR海面目标检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据各个距离门接收到的雷达回波信号计算协方差矩阵；

S2、基于黎曼距离的定义，计算参考距离门对应的协方差矩阵R和黎曼均值矩阵M；

S3、然后计算目标所对应的协方差矩阵T，得到目标的协方差矩阵T和黎曼均值矩阵M的黎曼距离；

S4、通过蒙特卡洛试验确定检测门限η；

S5、将目标协方差矩阵T和黎曼均值矩阵M的黎曼距离和检测门限η进行比较，若目标的黎曼距离大于检测门限η则判定为目标存在，否则判定为不存在。

2.根据权利要求1所述的一种基于黎曼距离的矩阵CFAR海面目标检测方法，其特征在于：所述S1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，雷达回波数据为复样本数据z＝{z₁,z₂,…,z_n}，其中n表示脉冲数据的长度，且z满足复圆高斯分布，z～CN(0,R)，r_k是相关系数，表示复共轭。

3.根据权利要求2所述的一种基于黎曼距离的矩阵CFAR海面目标检测方法，其特征在于：所述S2中黎曼距离为矩阵流形上两个矩阵之间的黎曼距离。

4.根据权利要求3所述的一种基于黎曼距离的矩阵CFAR海面目标检测方法，其特征在于：所述黎曼距离是矩阵流行上满足矩阵流形中测地线性质的几何距离，其表达式为：

其中，R₁,R₂表示两个矩阵，||·||_F表示的是矩阵的F范数，log(_·)表示矩阵的对数，λ_k是矩阵的第k个特征值。

5.根据权利要求4所述的一种基于黎曼距离的矩阵CFAR海面目标检测方法，其特征在于：对于一组正定的Hermitian正定矩阵{R₁,R₂,...,R_m}，其黎曼均值矩阵定义为这组矩阵到某矩阵距离p次方和的最小值，即：

其中d(R,R_i)表示两个矩阵之间的距离，当p＝2时，为黎曼均值矩阵，均值矩阵用下式迭代求解：

其中ε表示的是迭代的步长，上式的收敛值即为黎曼均值矩阵M。

6.根据权利要求5所述的一种基于黎曼距离的矩阵CFAR海面目标检测方法，其特征在于：所述S3中目标对应的协方差矩阵T以及黎曼距离采用与S2相同的方式获得，得到目标协方差矩阵T以及黎曼均值矩阵的黎曼距离

7.根据权利要求1所述的一种基于黎曼距离的矩阵CFAR海面目标检测方法，其特征在于：所述S4中的检测门限η通过蒙特卡洛试验确定。

8.根据权利要求1所述的一种基于黎曼距离的矩阵CFAR海面目标检测方法，其特征在于：所述S5中的目标的黎曼距离与检测门限η的判决比较式为：