CN108169721B - 一种雷达信号多目标检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种雷达信号多目标检测方法，首先对雷达信号进行多层阈值分割，提取出不同阈值下的检测点，将每层的检测点连接成目标块，并根据块之间的包含关系建立树结构，对每个目标块计算其包含点数的变化率，提取出变化率局部最小的目标块作为备选目标，最后排除重复的目标块。本发明方法能够在多目标的情况下，对各个目标进行分别检测，特别是在有干扰存在的情况下，能够提取出与干扰混叠在一起的目标，有效解决目前雷达信号目标检测方法抗干扰能力不足的问题。

Description

一种雷达信号多目标检测方法
技术领域
本发明涉及一种雷达信号多目标检测方法，特别是一种在复杂电磁环境下的雷达信号多目标检测方法。
背景技术
在雷达系统应用场景中，常常会遇到回波中存在多个目标的检测问题，即信号中不止包含一个目标，特别是在复杂电磁环境下，还可能会存在各种各样的干扰，包括箔条干扰、角反射器干扰、杂波干扰等等。在这些复杂的多目标和各种干扰中挑选出最感兴趣的目标，是对雷达的信号处理和抗干扰能力提出的高标准要求。
以往的雷达信号目标检测方法是：对雷达信号进行统一门限的恒虚警检测，将回波中强度高于检测门限的点都作为目标，经过合并后，最终选择这些检测点中的最强点或最长的部分作为挑选出的目标。这些方法很难对强度差异较大的多个目标采用同一门限进行检测，也很难对有干扰覆盖的目标进行检测，对于目标的强度起伏适应性也很差，这使得雷达的目标检测对抗干扰的能力较低。
发明内容
本发明目的在于提供一种雷达信号多目标检测方法，解决现有方法对抗干扰能力较低的问题。
一种雷达信号多目标检测方法具体步骤为：
第一步搭建雷达信号多目标检测系统
雷达信号多目标检测系统，包括：阈值分割模块、目标块获取模块、树结构建立模块、子目标块的变化率获取模块、备选目标确定模块和目标结果确定模块。
阈值分割模块的功能为：对雷达信号进行多层阈值分割；
目标块获取模块的功能为：将每层的检测点连接成目标块；
树结构建立模块的功能为：根据目标块之间的包含关系建立树结构；
子目标块的变化率获取模块的功能为：计算每个目标块包含点数的变化率；
备选目标确定模块的功能为：提取出变化率局部最小的目标块作为备选目标；
目标结果确定模块的功能为：通过排除重复的目标块确定目标结果。
第二步阈值分割模块对雷达信号进行多层阈值分割
设雷达信号经采样后的一维表示为S(n)，其幅值最大为M，将0～M的区间均匀等分为P层，则每层的阈值为：
Li＝(i-1)*(M/P)
其中i为1～P的整数；
阈值分割模块以每层的阈值进行多次分割，每次提取出幅值高于阈值的点，记为集合Di；
第三步目标块获取模块将每层的检测点连接成目标块
目标块获取模块将每层的检测点集合Di根据相邻关系连接成目标块的集合Ri，即对于任意一层的任意一个目标块rij∈Ri，其包含的所有检测点通过相邻关系连接在一起；
第四步树结构建立模块根据目标块之间的包含关系建立树结构
树结构建立模块逐层遍历所有目标块，根据相邻层的目标块之间的包含情况建立父子关系，即：
当rij∈r(i-1)k时，则rij.parent＝r(i-1)k；
第五步子目标块的变化率获取模块计算每个目标块包含点数的变化率
子目标块的变化率获取模块遍历所有构成直接父子关系或者间接父子关系的目标块，当父子关系两端的最低幅度值之差大于门限Δ时，计算其包含点数的变化率，作为子目标块的变化率，即：
当rij.parent.parent……＝r(i-c)k且rij最小幅度-r(i-c)k最小幅度>Δ时，rij包含点数为Nij，r(i-c)k包含点数为N(i-c)k，则rij的变化率为rij.var＝(N(i-c)k-Nij)/Nij，当rij.var有多个取值时选最小者；
第六步备选目标确定模块提取出变化率局部最小的目标块作为备选目标
备选目标确定模块遍历所有的目标块，当rij.parent＝r(i-c)k时，如果rij.var<r(i-c)k.var，则保留rij为备选目标，否则剔除rij。
第七步目标结果确定模块通过排除重复的目标块确定目标结果
目标结果确定模块遍历所有保留为备选目标且构成直接父子关系或者间接父子关系的目标块，当rij.parent.parent……＝r(i-c)k时，如果(N(i-c)k-Nij)/Nij<0.5，则认为两者重复，剔除变化率较大的，即：如果rij.var<r(i-c)k.var，则剔除r(i-c)k，否则剔除rij。
剩下的备选目标即为检测出的目标结果。
至此，实现了雷达信号多目标的识别。
本发明方法能够在多目标的情况下，对各个目标进行分别检测，特别是在有干扰存在的情况下，能够提取出与干扰混叠在一起的目标，有效解决目前雷达信号目标检测方法抗干扰能力不足的问题。
具体实施方式
一种雷达信号多目标检测方法具体步骤为：
第一步搭建雷达信号多目标检测系统
雷达信号多目标检测系统，包括：阈值分割模块、目标块获取模块、树结构建立模块、子目标块的变化率获取模块、备选目标确定模块和目标结果确定模块。
阈值分割模块的功能为：对雷达信号进行多层阈值分割；
目标块获取模块的功能为：将每层的检测点连接成目标块；
树结构建立模块的功能为：根据目标块之间的包含关系建立树结构；
子目标块的变化率获取模块的功能为：计算每个目标块包含点数的变化率；
备选目标确定模块的功能为：提取出变化率局部最小的目标块作为备选目标；
目标结果确定模块的功能为：通过排除重复的目标块确定目标结果。
第二步阈值分割模块对雷达信号进行多层阈值分割
设雷达信号经采样后的一维表示为S(n)，其幅值最大为M，将0～M的区间均匀等分为P层，则每层的阈值为：
Li＝(i-1)*(M/P)
其中i为1～P的整数；
阈值分割模块以每层的阈值进行多次分割，每次提取出幅值高于阈值的点，记为集合Di；
第三步目标块获取模块将每层的检测点连接成目标块
目标块获取模块将每层的检测点集合Di根据相邻关系连接成目标块的集合Ri，即对于任意一层的任意一个目标块rij∈Ri，其包含的所有检测点通过相邻关系连接在一起；
第四步树结构建立模块根据目标块之间的包含关系建立树结构
树结构建立模块逐层遍历所有目标块，根据相邻层的目标块之间的包含情况建立父子关系，即：
当rij∈r(i-1)k时，则rij.parent＝r(i-1)k；
第五步子目标块的变化率获取模块计算每个目标块包含点数的变化率
子目标块的变化率获取模块遍历所有构成直接父子关系或者间接父子关系的目标块，当父子关系两端的最低幅度值之差大于门限Δ时，计算其包含点数的变化率，作为子目标块的变化率，即：
当rij.parent.parent……＝r(i-c)k且rij最小幅度-r(i-c)k最小幅度>Δ时，rij包含点数为Nij，r(i-c)k包含点数为N(i-c)k，则rij的变化率为rij.var＝(N(i-c)k-Nij)/Nij，当rij.var有多个取值时选最小者；
第六步备选目标确定模块提取出变化率局部最小的目标块作为备选目标
备选目标确定模块遍历所有的目标块，当rij.parent＝r(i-c)k时，如果rij.var<r(i-c)k.var，则保留rij为备选目标，否则剔除rij。
第七步目标结果确定模块通过排除重复的目标块确定目标结果
目标结果确定模块遍历所有保留为备选目标且构成直接父子关系或者间接父子关系的目标块，当rij.parent.parent……＝r(i-c)k时，如果(N(i-c)k-Nij)/Nij<0.5，则认为两者重复，剔除变化率较大的，即：如果rij.var<r(i-c)k.var，则剔除r(i-c)k，否则剔除rij。
剩下的备选目标即为检测出的目标结果。
至此，实现了雷达信号多目标的识别。

Claims (1)

1.一种雷达信号多目标检测方法，其特征在于具体步骤为：
第一步 搭建雷达信号多目标检测系统
雷达信号多目标检测系统，包括：阈值分割模块、目标块获取模块、树结构建立模块、子目标块的变化率获取模块、备选目标确定模块和目标结果确定模块；
第二步 阈值分割模块对雷达信号进行多层阈值分割；
设雷达信号经采样后的一维表示为S(n)，其幅值最大为M，将0～M的区间均匀等分为P层，则每层的阈值为：
Li＝(i-1)*(M/P)
其中i为1～P的整数；
阈值分割模块以每层的阈值进行多次分割，每次提取出幅值高于阈值的点，记为集合Di；
第三步 目标块获取模块将每层的检测点连接成目标块；
目标块获取模块将每层的检测点集合Di根据相邻关系连接成目标块的集合Ri，即对于任意一层的任意一个目标块rij∈Ri，其包含的所有检测点通过相邻关系连接在一起；
第四步 树结构建立模块根据目标块之间的包含关系建立树结构；
树结构建立模块逐层遍历所有目标块，根据相邻层的目标块之间的包含情况建立父子关系，即：
当rij∈r(i-1)k时，则rij.parent＝r(i-1)k；
第五步 子目标块的变化率获取模块计算每个目标块包含点数的变化率；
子目标块的变化率获取模块遍历所有构成直接父子关系或者间接父子关系的目标块，当父子关系两端的最低幅度值之差大于门限Δ时，计算其包含点数的变化率，作为子目标块的变化率，即：
当rij.parent.parent……＝r(i-c)k且rij最小幅度-r(i-c)k最小幅度>Δ时，rij包含点数为Nij，r(i-c)k包含点数为N(i-c)k，则rij的变化率为rij.var＝(N(i-c)k-Nij)/Nij，当rij.var有多个取值时选最小者；
第六步 备选目标确定模块提取出变化率局部最小的目标块作为备选目标；
备选目标确定模块遍历所有的目标块，当rij.parent＝r(i-c)k时，如果rij.var<r(i-c) k.var，则保留rij为备选目标，否则剔除rij；
第七步 目标结果确定模块通过排除重复的目标块确定目标结果；
目标结果确定模块遍历所有保留为备选目标且构成直接父子关系或者间接父子关系的目标块，当rij.parent.parent……＝r(i-c)k时，如果(N(i-c)k-Nij)/Nij<0.5，则认为两者重复，剔除变化率较大的，即：如果rij.var<r(i-c)k.var，则剔除r(i-c)k，否则剔除rij；剩下的备选目标即为检测出的目标结果；
至此，实现了雷达信号多目标的识别。
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