[发明专利]多项式Hough变换的高超声速目标TBD检测方法

摘要

针对临近空间高超声速机动目标雷达扫描周期间的信号积累检测问题，提供了一种多项式Hough变换的高超声速目标TBD检测方法，用以速度、加速度为参数的多项式来搜索匹配目标径向维的运动，用方位波门在方位上进行关联，从而将目标轨迹上的能量映射到多项式Hough变换的参数空间，通过参数空间的能量最大值与恒虚警门限比较来实现检测。本发明提供的方法通过设置方位波门，将二维参数搜索问题降为距离一维搜索和方位上小范围关联的问题，通过设置距离波门，降低了多项式搜索的阶次，极大地减少了计算量；同时，本方法除了具有传统Hough变换TBD方法的功能外，还能适应目标强机动、距离量测模糊、多目标等情况下的信号积累检测。

主权项

多项式Hough变换的高超声速目标TBD检测方法，其特征在于包括以下技术措施：步骤(一)、将经过雷达信号处理后的I个扫描帧的雷达信号分别与第一门限h1比较，得到对应的三维量测矩阵Rm(k,n,i)，其中第一维k表示雷达的距离、方位、俯仰、径向速度、信号能量、时标等量测，k＝1,2,3,...,K，若雷达量测中没有某项量测，则对应位置置零；第二维n表示量测的个数标号，n＝1,2,3,...,N；第三维i表示雷达扫描帧数号，i＝1,2,3,...,I；步骤(二)、将雷达观测平面用距离‑方位进行离散化，将雷达量测的能量赋给对应的距离、方位、帧数的信号矩阵Rs(q,p,i)，其中Rs大小为Q×P×I，第一维q表示方位单元编号，q＝1,2,3,...,Q，第二维p表示距离单元编号p＝1,2,3,...,P，第三维i表示雷达扫描帧数号，i＝1,2,3,...,I，初始化时矩阵元素全为0，将量测矩阵Rm各帧中各个量测的信号能量Rm(5,n,i)赋给Rs矩阵中对应的点Rs(p,q,i)，其中p表示与距离量测Rm(1,n,i)对应的最近距离单元编号，q表示与方位量测Rm(2,n,i)对应的最近方位单元编号；若雷达量测中不包含信号能量信息，则认为各个量测点能量相同，将对应的点Rs(p,q,i)赋一个相同的能量值；步骤(三)、初始化参数，设置参数搜索范围和搜索步进；步骤(四)、选取Rs中第1帧的任一不为零的点Rs(q,p,1)，并假定该点为目标运动的起点，利用多项式Hough变换的高超声速目标TBD检测方法，在参数空间进行能量积累，提取参数空间能量最大值，赋给E(q,p)，其中E是信号积累矩阵，大小为Q×P，元素初始化全为零，并记录下取得最大值时对应的多项式参数；步骤(五)、重复第(四)步，遍历所有第一帧的点，得到信号积累矩阵E；步骤(六)、对信号积累矩阵E的每个元素进行恒虚警检测，超过门限认为是目标，并进一步根据该点对应的多项式参数和距离波门、方位波门，找到该点在信号矩阵Rs的2至I帧对应的坐标点(qi,pi,ii)，并根据这一系列坐标点，找到量测矩阵Rm中对应的雷达量测，连同径向速度和径向加速度估计一起作为目标检测结果输出。