[发明专利]一种基于Hough和粒子滤波的PD雷达扩展微弱目标检测方法

摘要

本发明公开了一种基于Hough和粒子滤波的PD雷达扩展微弱目标检测方法，属于雷达微弱目标检测跟踪领域。通过Hough变换对PD雷达模糊量测进行区域积累；检测确定目标模糊航迹的范围，获得量测先验信息；进行粒子的距离匹配处理，递推预测粒子状态；通过散射粒子建立量测似然模型，递推求取粒子权值，从而实现对扩展目标模糊量测的非相参积累；最后检测目标真实航迹，并给出扩展参数的估计。本发明充分结合了Hough变换和粒子滤波的优点，利用目标量测的时空相关信息提高系统的检测性能和跟踪精度，并估计目标扩展参数，为解决该问题提供了一种新的思路，具有较强的实用性和推广应用价值。

主权项

1.一种基于Hough和粒子滤波的PD雷达扩展微弱目标检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：初始化系统参数：Rmax为雷达最大作用距离；M为PD雷达脉冲重复频率的种类；m＝1,2,…,M，为脉冲重复频率的序号；Fm为第m个脉冲重复频率；Rum为脉冲重复频率Fm对应的最大不模糊距离；Φm为Fm对应的模糊区间个数；K为处理数据的扫描时刻总数；k＝1,2,…,K，为数据的扫描时刻序号；Δr为雷达距离分辨率；为雷达方位角度分辨率；Tk为k时刻量测的总数目；t＝1,2,…,Tk，为k时刻量测的序号；为k时刻第t个量测的模糊距离；为k时刻第t个量测的方位；At(k)为k时刻第t个量测的回波幅度；为k时刻第t个量测单元；N为采样粒子数量；n＝1,2,…,N，为粒子的序号；Vmax为目标的最大速度值；Vmin为目标的最小速度值；Lmax为目标的最大扩展参数值；Lmin为目标的最小扩展参数值；步骤2：Hough变换处理根据雷达分辨率及扩展目标参数，将Hough变换参数的离散间隔增大，建立Hough参数积累空间(ρ,θ)，ρ和θ分别为空间中的距离和角度参数；对于直到K时刻的雷达量测序列Z，将每一个距离‑方位‑幅度单元的数据通过Hough变换映射到参数区间，完成时间维度上不同时刻之间的非相参积累，以及空间维度上多个分辨单元能量的积累，得到参数积累矩阵H(ρ,θ)；并按顺序记录落入每一积累单元的量测数据，得到目标存储阵列M(ρ,θ)；步骤3：模糊区域检测根据第一检测门限G₁，对参数积累矩阵H(ρ,θ)进行门限检测，得到检测单元其中，表示满足H(ρ,θ)≥G₁条件的单元的距离参数和角度参数；在目标存储阵列M(ρ,θ)中提取参数单元对应的量测数据序列这样就实现了对目标模糊区域的初步检测；步骤4：粒子距离匹配处理根据k‑1时刻估计的粒子存在属性状态和模糊区间数以作为先验信息，进行粒子的距离匹配处理，预测k时刻粒子的存在属性状态和模糊区间数构建粒子特征序列其中n表示粒子的序号；步骤5：计算粒子权值在粒子的扩展长度内均匀生成Q个散射粒子，其中第q个散射粒子的状态为通过散射粒子模拟扩展目标的空间分布函数；基于空间分布函数计算粒子的量测似然函数，并进行归一化求取粒子权值通过对粒子特征序列进行扩维，得到新的粒子特征序列步骤6：粒子重采样根据权值数值大小分别对每个粒子的特征序列进行强制重采样，以减少小权值粒子的数目，提高有效粒子数目，从而得到新的特征序列步骤7：目标检测根据特征序列求取目标存在概率设置第二检测门限G₂进行目标检测判决，检测得到目标真实航迹和相应的模糊区间数，并给出扩展参数的估计。