CN104035090A - 一种基于雷达目标检测的自由滑窗式cfar控制方法 - Google Patents

一种基于雷达目标检测的自由滑窗式cfar控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104035090A
CN104035090A CN201410208372.3A CN201410208372A CN104035090A CN 104035090 A CN104035090 A CN 104035090A CN 201410208372 A CN201410208372 A CN 201410208372A CN 104035090 A CN104035090 A CN 104035090A
Authority
CN
China
Prior art keywords
forms
unit
control method
detection
window
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410208372.3A
Other languages
English (en)
Inventor
张世兵
李娟娟
陈军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chery Automobile Co Ltd
Original Assignee
SAIC Chery Automobile Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SAIC Chery Automobile Co Ltd filed Critical SAIC Chery Automobile Co Ltd
Priority to CN201410208372.3A priority Critical patent/CN104035090A/zh
Publication of CN104035090A publication Critical patent/CN104035090A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
    • G01S7/411—Identification of targets based on measurements of radar reflectivity
    • G01S7/412—Identification of targets based on measurements of radar reflectivity based on a comparison between measured values and known or stored values
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
    • G01S7/414—Discriminating targets with respect to background clutter

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

本发明涉及一种基于雷达目标检测的自由滑窗式CFAR控制方法，取输入信号Xt(t＝1,..m)序列中其中一单元Xi作为被检测单元，以此检测单元为中心，左右两侧各设置一保护单元B1和B2,再以B1左侧n个单元作为初始的自由参考窗体，窗体的长度固定L＝n,窗体从左向右逐个单元滑动(保持窗体长度不变)，一直滑移到最右边B2右侧的n个单元，总共滑移n次，获得n个滑窗，通过对滑窗的平均值进行比较统计确定自由滑窗的最终幅度值。将滑窗的最终幅度值和标称因子T做乘法运算，得到判决阈值S,最后将被检测单元Xi与阈值S做比较，若Xi>S表示有目标，否则表示无目标。本发明不仅能很好的解决目标检测的恒定的虚警率，而且可以提高在目标遮蔽效应和杂波边缘效应的检测概率。

Description

一种基于雷达目标检测的自由滑窗式CFAR控制方法
技术领域
本发明涉及主动安全技术，具体涉及一种基于雷达目标检测的自由滑窗式CFAR控制方法。
背景技术
对雷达来讲不仅有接收机内部热噪声形成的干扰，而且还有地物、云、雨、雪、海浪等形成的杂波干扰及敌人施放的无源和有源干扰，这些干扰通常都很强，而且随着地点和时间的变化而变化。通常要求能够在这些复杂和不确知的背景环境中检测目标的存在并保持一个恒定的虚警概率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于雷达目标检测的自由滑窗式CFAR控制方法，解决了在复杂和不确知的背景环境中检测目标的存在并保持一个恒定的虚警概率问题，具体技术方案如下：
一种基于雷达目标检测的自由滑窗式CFAR控制方法，包括如下步骤：
a.采用雷达检测目标；
b.判断目标是否存在；
判断过程中还包括如下步骤：
(1)取输入信号Xt的Xi检测单元，确定左右两边的保护单元B1和B2的大小，以及自由滑窗的长度L＝n；
(2)分别计算各滑窗的平均值，根据如下公式计算：
Z k = Σ j - n - k k X i - j / n ;
(3)将Xi与Zk单元进行比较，根据比较结果，以低于门限的一组窗体来进行单元平均处理，或者，滑窗内全部窗体用来进行单元平均处理；
(4)检测概率与标称化因子T的关系为：
Pd＝[1+T/(1+C)]-N，其中，C是目标信号的平均功率与杂波功率比；
(5)根据确定后的标称化的因子T送入乘法器单元，计算出阈值S；
(6)将Xi与S值送入比较器单元进行比较，如果被检测值Xi大于阈值S,则有目标存在，否则目标不存在；
(7)i值增加1，并重复步骤(1)-(6)，确定i值达到m结束整个过程。
进一步地，步骤(3)中，进行所述比较时以被检测单元的样本值为门限，滑窗序列中高于此门限的窗体归为一组，而低于该门限的窗体归为另一组。
进一步地，步骤(3)中，k＝0,1,…,n-1，如果较低幅度值的那个组包含的窗体数超过n/2，则以低于门限的那一组窗体来进行单元平均处理，如果较低幅度值的那个组的窗体数小于n/2，则滑窗内全部窗体用来进行单元平均处理。
进一步地，窗体数和全部窗体均不包括窗体幅度值为0的窗体。
进一步地，取Zk中所有小于Xi的个数N:
如果N大于n/2时，则：
其中，N为满足Zk>0且Zk<Xi的窗体个数；
否则：
其中，N’为满足Zk>0的窗体个数。
进一步地，步骤(1)中，t＝1,..m，i从1单元开始。
进一步地，步骤(2)中，i-j<0时，Xi-j＝0；k＝0,1,…,n-1。
进一步地，步骤(4)中，C＝0时，可得到虚警概率与标称化因子的关系为：T＝(Pd)-1/N-1。
进一步地，步骤(5)中，S＝TZ。
与目前现有技术相比，本发明不仅能很好的解决目标检测的恒定的虚警率，而且可以提高在目标遮蔽效应和杂波边缘效应的检测概率。
附图说明
图1为本发明自由滑窗CFAR检测框图
具体实施方式
下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。
在一个优选实施例中，采用自由滑窗式CFAR控制方法来保持一个恒定的虚警概率来检测雷达的目标，CFAR检测基本框图如图(1)所示。其中Xt(t＝1,…,m)为输入信号；Xi为被检测的单元；Xi-j(j＝-n,-n+1,...,n-1,n)为参考单元(即自由滑窗)；B1、B2为被检测单元左右两边的保护单元；自由滑窗长度L＝n；Zk为第k(k＝0,1,…,n-1)个滑窗；Z为通过CFAR处理后的杂波功率水平估计；T是标称化因子；S为提供给比较单元做比较的阈值；
判决准则为：
H1:Xi>S
H0:Xi≤S
其中，H1表示有目标假设，H0表示无目标假设。
取输入信号Xt(t＝1,..m)序列中其中一单元Xi作为被检测单元，以此检测单元为中心，左右两侧各设置一保护单元B1和B2,再以B1左侧n个单元作为初始的自由参考窗体，窗体的长度固定L＝n,窗体从左向右逐个单元滑动(保持窗体长度不变)，一直滑移到最右边B2右侧的n个单元，总共滑移n次，获得n个滑窗，计算出每个滑窗的平均值，将这一平均值和被检测单元Xi做比较，统计出小于Xi的窗体个数N；如果N小于n/2则计算出这些窗体的平均值作为自由滑窗的最终幅度值，否则计算出所有滑窗的平均值作为自由滑窗的最终幅度值。将滑窗的最终幅度值和标称因子T做乘法运算，得到判决阈值S,最后将被检测单元Xi与阈值S做比较，若Xi>S表示有目标，否则表示无目标。
在另一个优选实施例中，检测步骤如下：
步骤1：取输入信号Xt(t＝1,..m)的Xi检测单元(i从1单元开始)，确定左右两边的保护单元B1和B2的大小，以及自由滑窗的长度L＝n；
步骤2：分别计算各滑窗的平均值，根据如下公式计算：
(i-j<0时，Xi-j＝0；k＝0,1,…,n-1)
步骤3：将Xi与Zk(k＝0,1,…,n-1)单元进行比较，以被检测单元的样本值为门限，滑窗序列中高于此门限的窗体归为一组，而低于该门限的窗体归为另一组。如果较低幅度值的那个组包含的窗体数(不包括窗体幅度值为0的窗体)超过n/2，则以低于门限的那一组窗体(不包括窗体幅度值为0的窗体)来进行单元平均处理。如果较低幅度值的那个组的窗体数(不包括窗体幅度值为0的窗体)小于n/2，则滑窗内全部窗体(不包括窗体幅度值为0的窗体)用来进行单元平均处理。形式可表示如下：
取Zk中所有小于Xi的个数N:
如果N大于n/2时，则：
(N:为满足Zk>0且Zk<Xi的窗体个数)
否则：
(N’:为满足Zk>0的窗体个数)
步骤4：检测概率与标称化因子T的关系为：
Pd＝[1+T/(1+C)]-N
C是目标信号的平均功率与杂波功率比；
C＝0时，可得到虚警概率与标称化因子的关系为：
T＝(Pd)-l/N-1
步骤5：根据确定后的标称化的因子T送入乘法器单元，计算出阈值S(S＝TZ)；
步骤6：将Xi与S值送入比较器单元进行比较，如果被检测值Xi大于阈值S,则有目标存在，否则目标不存在；
步骤7：i值增加1，并重复步骤1～步骤6，确定i值达到m结束整个过程；
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于雷达目标检测的自由滑窗式CFAR控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
a.采用雷达检测目标；
b.判断目标是否存在；
判断过程中还包括如下步骤：
(1)取输入信号Xt的Xi检测单元，确定左右两边的保护单元B1和B2的大小，以及自由滑窗的长度L＝n；
(2)分别计算各滑窗的平均值，根据如下公式计算：
Z k = &Sigma; j - n - k k X i - j / n ;
(3)将Xi与Zk单元进行比较，根据比较结果，以低于门限的一组窗体来进行单元平均处理，或者，滑窗内全部窗体用来进行单元平均处理；
(4)检测概率与标称化因子T的关系为：
Pd＝[1+T/(1+C)]-N，其中，C是目标信号的平均功率与杂波功率比；
(5)根据确定后的标称化的因子T送入乘法器单元，计算出阈值S；
(6)将Xi与S值送入比较器单元进行比较，如果被检测值Xi大于阈值S,则有目标存在，否则目标不存在；
(7)i值增加1，并重复步骤(1)-(6)，确定i值达到m结束整个过程。
2.如权利要求1所述的基于雷达目标检测的自由滑窗式CFAR控制方法，其特征在于，步骤(3)中，进行所述比较时以被检测单元的样本值为门限，滑窗序列中高于此门限的窗体归为一组，而低于该门限的窗体归为另一组。
3.如权利要求1或2所述的基于雷达目标检测的自由滑窗式CFAR控制方法，其特征在于，步骤(3)中，k＝0,1,…,n-1，如果较低幅度值的那个组包含的窗体数超过n/2，则以低于门限的那一组窗体来进行单元平均处理，如果较低幅度值的那个组的窗体数小于n/2，则滑窗内全部窗体用来进行单元平均处理。
4.如权利要求3所述的基于雷达目标检测的自由滑窗式CFAR控制方法，其特征在于，窗体数和全部窗体均不包括窗体幅度值为0的窗体。
5.如权利要求3或4所述的基于雷达目标检测的自由滑窗式CFAR控制方法，其特征在于，取Zk中所有小于Xi的个数N:
如果N大于n/2时，则：
其中，N为满足Zk>0且Zk<Xi的窗体个数；
否则：
其中，N’为满足Zk>0的窗体个数。
6.如权利要求1-5中任一项所述的基于雷达目标检测的自由滑窗式CFAR控制方法，其特征在于，步骤(1)中，t＝1,..m，i从1单元开始。
7.如权利要求1-6中任一项所述的基于雷达目标检测的自由滑窗式CFAR控制方法，其特征在于，步骤(2)中，i-j<0时，Xi-j＝0；k＝0,1,…,n-1。
8.如权利要求1-7中任一项所述的基于雷达目标检测的自由滑窗式CFAR控制方法，其特征在于，步骤(4)中，C＝0时，可得到虚警概率与标称化因子的关系为：T＝(Pd)-1/N-1。
9.如权利要求1-8中任一项所述的基于雷达目标检测的自由滑窗式CFAR控制方法，其特征在于，步骤(5)中，S＝TZ。
CN201410208372.3A 2014-05-16 2014-05-16 一种基于雷达目标检测的自由滑窗式cfar控制方法 Pending CN104035090A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410208372.3A CN104035090A (zh) 2014-05-16 2014-05-16 一种基于雷达目标检测的自由滑窗式cfar控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410208372.3A CN104035090A (zh) 2014-05-16 2014-05-16 一种基于雷达目标检测的自由滑窗式cfar控制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104035090A true CN104035090A (zh) 2014-09-10

Family

ID=51465927

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410208372.3A Pending CN104035090A (zh) 2014-05-16 2014-05-16 一种基于雷达目标检测的自由滑窗式cfar控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104035090A (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105866748A (zh) * 2016-03-22 2016-08-17 电子科技大学 一种基于检测先验的固定窗长恒虚警检测方法
CN106093903A (zh) * 2016-06-17 2016-11-09 电子科技大学 基于单边检测单元累积平均的多目标恒虚警检测方法
CN106872957A (zh) * 2017-03-30 2017-06-20 安徽工程大学 一种目标检测方法
CN106997042A (zh) * 2017-03-31 2017-08-01 北京润科通用技术有限公司 一种目标信号检测方法及装置
CN109375185A (zh) * 2018-10-12 2019-02-22 中国电子科技集团公司第十四研究所 一种基于二值图像连通域面积测量的点迹滤波技术
CN110531332A (zh) * 2019-07-02 2019-12-03 中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所 一种基于分段门限的低空慢速小目标检测方法
CN111521978A (zh) * 2020-06-15 2020-08-11 深圳大学 雷达信号目标角度检测方法、装置、计算机设备及介质
CN111537962A (zh) * 2020-06-09 2020-08-14 厦门大学 一种雷达信号快速检测方法
CN116564484A (zh) * 2023-05-16 2023-08-08 天津大学 一种基于网络稀疏度阈值选择的脑功能网络构建方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10104338A (ja) * 1996-09-30 1998-04-24 Nec Corp Ｃｆａｒ信号処理方式
JPH10148667A (ja) * 1996-11-19 1998-06-02 Sumitomo Heavy Ind Ltd Ｃａ ｌｏｇ／ｃｆａｒ装置
EP0784212B1 (de) * 1996-01-11 2003-04-16 EADS Deutschland Gmbh Verfahren zur Erzeugung einer Clutter-Schwelle und Anordnungen zur Durchführung des Verfahrens

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0784212B1 (de) * 1996-01-11 2003-04-16 EADS Deutschland Gmbh Verfahren zur Erzeugung einer Clutter-Schwelle und Anordnungen zur Durchführung des Verfahrens
JPH10104338A (ja) * 1996-09-30 1998-04-24 Nec Corp Ｃｆａｒ信号処理方式
JPH10148667A (ja) * 1996-11-19 1998-06-02 Sumitomo Heavy Ind Ltd Ｃａ ｌｏｇ／ｃｆａｒ装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TRI-TAN VAN CAO: "A CFAR Thresholding Approach Based on Test Cell Statistics", 《RADAR CONFERENCE, 2004. PROCEEDINGS OF THE IEEE》 *
何友等: "《雷达自动检测与恒虚警处理》", 31 May 1999 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105866748A (zh) * 2016-03-22 2016-08-17 电子科技大学 一种基于检测先验的固定窗长恒虚警检测方法
CN105866748B (zh) * 2016-03-22 2018-05-18 电子科技大学 一种基于检测先验的固定窗长恒虚警检测方法
CN106093903A (zh) * 2016-06-17 2016-11-09 电子科技大学 基于单边检测单元累积平均的多目标恒虚警检测方法
CN106093903B (zh) * 2016-06-17 2018-06-15 电子科技大学 基于单边检测单元累积平均的多目标恒虚警检测方法
CN106872957A (zh) * 2017-03-30 2017-06-20 安徽工程大学 一种目标检测方法
CN106997042A (zh) * 2017-03-31 2017-08-01 北京润科通用技术有限公司 一种目标信号检测方法及装置
CN109375185A (zh) * 2018-10-12 2019-02-22 中国电子科技集团公司第十四研究所 一种基于二值图像连通域面积测量的点迹滤波技术
CN110531332A (zh) * 2019-07-02 2019-12-03 中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所 一种基于分段门限的低空慢速小目标检测方法
CN111537962A (zh) * 2020-06-09 2020-08-14 厦门大学 一种雷达信号快速检测方法
CN111521978A (zh) * 2020-06-15 2020-08-11 深圳大学 雷达信号目标角度检测方法、装置、计算机设备及介质
CN111521978B (zh) * 2020-06-15 2022-05-17 深圳大学 雷达信号目标角度检测方法、装置、计算机设备及介质
CN116564484A (zh) * 2023-05-16 2023-08-08 天津大学 一种基于网络稀疏度阈值选择的脑功能网络构建方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104035090A (zh) 一种基于雷达目标检测的自由滑窗式cfar控制方法
CN108490410B (zh) 一种两坐标雷达对海目标联合检测跟踪方法
CN106814358A (zh) 一种用于超宽带穿墙雷达中多人体目标检测的系统及方法
CN105842687B (zh) 基于rcs预测信息的检测跟踪一体化方法
CN107462873B (zh) 一种雷达干扰快速识别方法
CN103995259B (zh) 密集干扰环境下雷达目标自适应滤波融合检测方法
CN105044686B (zh) 一种雷达密集假目标干扰抑制方法
CN103076602A (zh) 针对多目标背景的雷达自适应恒虚警率融合检测方法
CN111157953B (zh) 一种强地杂波下两级门限恒虚警检测算法
JP2014106133A (ja) 目標検出装置及び目標検出方法
CN110865349A (zh) 使用毫米波雷达在降雨和降雪条件下检测目标
CN104931939A (zh) 一种基于假目标特征的弹载转发式干扰抑制方法
CN106443626A (zh) 一种无人区域目标检测方法
CN103854054A (zh) 一种基于距离和关联的穿墙雷达活动人数判定方法
CN108535714B (zh) 一种毫米波雷达检测开放空间遮挡物体的方法及装置
WO2023284764A1 (zh) 车内生命体的雷达探测方法、装置及终端设备
CN102546052B (zh) 一种自适应门限控制信号参数统计测量方法
Bagheri et al. A new approach to pulse deinterleaving based on adaptive thresholding
CA2788358C (en) Intruding object identification device
EP2034330A2 (en) False lock filter for pulsed radar altimeters
CN110554439B (zh) 物品检测方法和装置
Yim et al. An equidistance multi-human detection algorithm based on noise level using mono-static IR-UWB radar system
CN116184331A (zh) 一种基于重频滑变的抗分选信号设计方法及系统
CN109283507B (zh) 一种基于时频域特征的雷达目标识别方法及系统
CN104316929A (zh) 一种功率谱识别方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20140910

RJ01 Rejection of invention patent application after publication