CN113030973A - 一种场面监视雷达信号处理系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种场面监视雷达信号处理系统，包括：预处理模块对原始模拟雷达视频信号进行处理得到处理后的信号；成像与矫正模块对处理后的信号进行脉冲‑脉冲扫描积累与相关，得到成像矫正后的信号；2‑D杂波图更新模块受到点迹凝聚的负反馈，并在待测像素一定半径范围内设置保护间隔，采集保护间隔外若干距离、方位单元像素值组成集合，并将集合中最大项作为该待测像素杂波值；目标检测模块从视频信号检测出全部点迹；点迹凝聚输出模块采用密度噪声应用空间聚类分辨簇状目标和噪声，点迹凝聚反馈输出2‑D杂波图更新模块；航迹管理模块根据点迹进行航迹起始、追踪与释放的管理。该系统协助机场地情人员管控机场跑道，防止可能的碰撞或入侵。

Description

一种场面监视雷达信号处理系统及方法
技术领域
本发明涉及雷达信号处理技术领域，具体涉及一种场面监视雷达信号处理系统及方法。
背景技术
机场场面监视雷达是民用空管的核心组成部门，主要用于机场场面的静动目标检测，实时的掌控机场场面交通运行情况。该雷达协助机场地情人员管控机场跑道，防止可能的碰撞或入侵。在整个场监雷达系统中，信号处理技术是场监雷达核心组成部分。
发明专利公告为CN106597411B，发明名称为雷达信号处理方法，公开了从雷达头接收到数据后，第一步进行静态杂波识别，第二步进行一维恒虚警检测(CFAR滤波)，最后进行峰值检测输出目标。该技术有巨大缺陷，首先不能够识别静态目标且没有考虑动态杂波图对系统造成的影响。
发明专利公告号为CN103472441B，发明名称为杂波图的雷达数据处理方法，此发明公开了杂波图雷达的信号处理方法，包括以下步骤：步骤1雷达终端训练以建立杂波图，步骤2更新杂波图，步骤3统计目标，并根据输出杂波图判定杂波图是否更新。该方案主要有以下缺点：1.该方案直接从杂波图输出凝结杂波图，此时噪声也处于凝结状态，导致后续虚假目标增多；2.该方案直接从第二帧杂波图更新就开始凝结杂波图，此时杂波图还未收敛，而机场环境极为复杂，此时凝结并不能达到凝结效果。
申请号为201911263498.X的发明专利申请，名称为基于复杂杂波背景下的场面监视雷达的信号处理方法，公开了将回波数据传统到图像检测通道与MTD通道；MTD通道进行AMTD滤波；图像检测通道负责更新背景图像。然后一起建立精细化杂波图进行恒虚警检测。该方案利用MTD技术并不能有效检测静态目标，当发生雨雪干扰时图像检测背景图片并不能有效实施。
传统场监雷达信号处理方案中并未对整体流程明确界定，并伴随有以下缺陷：
雷达视频信号无补偿：雷达采集原始信号常发生失帧现象，若无补偿，则会直接影响杂波图更新模块输出结果，导致小目标丢失、失帧处计算杂波值小于真实杂波值等诸多问题，进而导致假目标增多。
环境噪声无特殊处理：机场噪声往往服从高斯、韦伯或拉普拉斯分布，该类噪声最大的特点是非连续性。而传统的处理技术并未考虑该类噪声，所以在后续处理后，呈现出若干虚假目标。
雨雪杂波干扰：传统方案对机场雨雪杂波未有专门的处理模块，雨雪杂波属于强环境杂波。电磁波受到雨雪干扰会发生畸变，进而对目标检测产生遮蔽效应。因此，急需一种在滤除雨雪杂波时，又能对场景进行反演的信号处理方案。
近程雷达强杂波干扰：近程雷达回波强度高并多变，常被误判为一个“固定”的目标点，传统方案中针对该类杂波并未作处理。
杂波图输出值小于真实杂波值：传统的杂波图计算中，往往取距离平均或极值作为杂波值。而机场场面属于二维平面，若只进行距离维分析，则杂波图输出往往小于真实值。并且传统杂波图计算并未加入保护间隔，这可能将连续大型目标误认为是杂波，导致检测出的目标幅度降低。
静态目标丢失：传统方案经过杂波图后仅能够识别出移动目标，但丧失了对静态、慢速目标的探测能力，在传统方案中静态、慢速目标被误当作杂波进行滤除。
凝聚效果差：传统场监凝聚常采用k-means算法，该类算法利用最近距离度量作为衡量标准来筛选同簇目标。该类方法虽简单，但并未对空间噪声点进行有效识别，导致凝聚效果较差。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种场面监视雷达信号处理系统及方法，能克服静态目标丢失，保证目标检测和凝聚效果，协助机场地情人员管控机场跑道，防止可能的碰撞或入侵。
第一方面，本发明实施例提供的一种场面监视雷达信号处理系统，包括：预处理模块、成像与矫正模块、2-D杂波图更新模块、目标检测模块、点迹凝聚输出模块和航迹管理模块，其中，
所述预处理模块用于对原始模拟雷达视频信号进行数字化处理，将转换后的数据提取出距离向分辨率、方位向分辨率、角度-幅度统计值和单位扫描时间，将角度-幅度统计值进行线性或LOG中放转换，得到处理后的信号，将处理后的信号发送给成像与矫正模块；
所述成像与矫正模块接收处理后的信号，对处理后的信号进行脉冲-脉冲扫描积累与相关，得到成像矫正后的信号；
所述2-D杂波图更新模块受到点迹凝聚的负反馈，并在待测像素设定半径范围内设置保护间隔，采集保护间隔外若干距离、方位单元像素值组成集合，并将集合进行降序排列并取最大项作为该待测像素杂波值，并设定杂波图更新频率；
所述目标检测模块从视频信号中滤除杂波分量，在设定范围内产生一个自适应的、快速的噪声或杂波检测阈值，阈值计算是结合两个移动窗口的计算平均值振幅值，同时进行方位平滑处理，检测出全部点迹；
所述点迹凝聚输出模块采用密度噪声应用空间聚类分辨簇状目标和噪声，实现点迹凝聚，并将凝聚结果反馈输出于2-D杂波图更新模块；
所述航迹管理模块根据点迹进行航迹起始、追踪与释放的管理。
第二方面，本发明实施例提供的一种场面监视雷达信号处理方法，适用于上述实施例描述的场面监视雷达信号处理系统，包括以下步骤：
预处理模块对采集的原始模拟雷达视频信号进行数字化处理，将转换后的数据提取出距离向分辨率、方位向分辨率、角度-幅度统计值和单位扫描时间，将角度-幅度统计值进行线性或LOG中放转换，得到处理后的信号；
2-D杂波图更新模块受到点迹凝聚的负反馈，并在待测像素一定半径范围内设置保护间隔，采集保护间隔外若干距离、方位单元像素值组成集合，并将集合进行降序排列并取最大项作为该待测像素杂波值，并由频率控制器检测杂波图更新速度；
目标检测模块从视频信号中滤除杂波分量，在设定范围内产生一个自适应的、快速的噪声或杂波检测阈值，阈值计算是结合两个移动窗口的计算平均值振幅值，同时进行方位平滑处理以防止目标碎片化，检测出全部点迹；
点迹凝聚输出模块采用密度噪声应用空间聚类分辨簇状目标和噪声实现点迹凝聚，并将凝聚结果反馈输出于2-D杂波图更新模块；
航迹管理模块根据点迹进行航迹起始、追踪与释放的管理。
本发明的有益效果：
本发明实施例提供的一种场面监视雷达信号处理系统及方法，能够克服静态目标丢失，保证了对静态目标、慢速目标的检测，目标检测准确，凝聚效果好。该系统协助机场地情人员管控机场跑道，防止可能的碰撞或入侵。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1示出了本发明第一实施例提供的一种场面监视雷达信号处理系统的结构框图；
图2示出了本发明第一实施例中的扫描积累与扫描相关示意图；
图3示出了本发明第一实施例中的2-D杂波图示意图；
图4示出了本发明第一实施例中的2-D杂波图的仿真图；
图5示出了本发明第一实施例中的凝聚半径确定函数在不同kvalue值时性能曲线图；
图6出了本发明第一实施例中系统输出视频信号的仿真图；
图7示出了本发明第一实施例中雨雪杂波抑制效果图；
图8示出了本发明另一实施例所提供的一种场面监视雷达信号处理方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
请参考图1，本发明第一实施例所提供的一种场面监视雷达信号处理系统，该系统包括：预处理模块、成像与矫正模块、2-D杂波图更新模块、目标检测模块、点迹凝聚输出模块和航迹管理模块，其中，预处理模块用于对原始模拟雷达视频信号进行数字化处理，将转换后的数据提取出距离向分辨率、方位向分辨率、角度-幅度统计值和单位扫描时间，将角度-幅度统计值进行线性或LOG中放转换，得到处理后的信号，将处理后的信号发送给成像与矫正模块；成像与矫正模块接收处理后的信号，对处理后的信号进行脉冲-脉冲扫描积累与相关，得到成像矫正后的信号；2-D杂波图更新模块受到点迹凝聚的负反馈，并在待测像素一定半径范围内设置保护间隔，采集保护间隔外若干距离、方位单元像素值组成集合，并将集合进行降序排列并取最大项作为该待测像素杂波值，频率控制器检测杂波图更新速度可由人为设定；目标检测模块从视频信号中滤除杂波分量，在一定范围内产生一个自适应的、快速的噪声/杂波检测阈值，阈值计算的基础是结合两个移动窗口的计算平均值振幅值，同时进行方位平滑处理以防止目标碎片化，检测出全部点迹；点迹凝聚输出模块采用密度噪声应用空间聚类分辨簇状目标和噪声，实现点迹凝聚,并将凝聚结果反馈输出于2-D杂波图更新模块；航迹管理模块根据点迹进行航迹起始、追踪与释放的管理。
本发明实施例提供的一种场面监视雷达信号处理系统，通过对雷达头数据采样，将采样后的数据进行模拟/数字化转换，将转换后得到的数字信号进行线性/LOG中频转换，将转换后的信号进行脉冲间积累、脉冲间相关处理，扫描积累有利于解决雷达视频信号缺失，可抗成像畸变。同时，扫描相关能对孤立噪点进行滤除，输出成像矫正视频信号，也可以输出原始视频信号。如果是晴天，则将成像矫正视频信号输入2-D杂波图更新模块进行处理，在2-D杂波图更新模块中人为设置杂波图更新频率，设置更新频率后，进行2-D杂波图更新，输出更新后的杂波图，将更新后的杂波图输入目标检测模块中进行目标检测，首先对更新后的视频信号滤除杂波分量，再进行距离向CFAR恒虚警检测，接着进行方位向平滑和硬阈值处理，硬阈值处理是为了设立合适的阈值检测目标，目标检测模块进一步滤除方位补偿，防止目标碎片化，还具备滤除雨雪杂波的能力。对从目标检测模块输出后的点迹进行凝聚，确定点凝聚半径，密度噪声应用空间聚类及中心判定，输出凝聚目标视频，并向2-D杂波图更新模块反馈矩阵。根据点凝聚输出图采用kalman算法进行航迹起始判定、追踪与释放，通过显示终端显示出目标航迹跟踪。
其中，预处理模块：利用信号采样器或抓包工具从雷达头输出端采集原始模拟雷达视频信号，然后通过直流偏移和模拟增益将来自雷达头的模拟信号数据数字化，数字化后信号幅值被限制于0—255之间。将转化后的数据依次提取出距离向分辨率、方位向分辨率、角度—幅度统计值、单位扫描时间等信息。最后，将角度—幅度统计值经过线性或LOG中放转换。
成像与矫正模块：该模块接收到预处理模块输出的信号后，首先利用进行脉冲—脉冲扫描积累与相关。请结合图2，扫描积累主要防止雷达收集信号出现丢失情况，其原理为:
sw(t)＝mean[svec(t-M),svec(t-M+1)，svec(t-M+2)…,svec(t)]
其中,mean为平均值算子，M积累数值可以人为设定,svec(t)表示预处理模块在t时刻的输出脉冲信号。扫描相关利用环境噪声呈现非连续性的特点，去除环境中的孤立噪声点。扫描相关基本原理简述为：当sw(t-1,m)＝0&sw(t+1,m)＝0时SW(t,m)＝0；否则SW(t,m)不变。其中，SW(t,m)为预处理模块在t时刻的输出脉冲中第m个距离采样点，&为与门算子。扫描积累有利于解决雷达视频信号缺失，可抗成像畸变。同时，扫描相关能对孤立噪点进行滤除。
2-D杂波图更新模块：与传统的一维杂波图不同，2-D平面杂波图技术考虑方位向杂波，并增设保护间隔，防止最终检测出的目标幅度降低。请参阅图3、4，2-D杂波图更新模块分别在待测像素一定保护间隔外，采集若干距离、方位单元像素值组成集合，将该集合进行降序排列并取最大项作为该待测像素杂波值。另外，在2-D杂波图更新模块中设定校正频率控制器，也称阶跃频率控制，能够人为调节杂波图更新频率,以计算所需相邻运动物体之间的最小分离像素，设频率增量Δf，最小可分辨距离像素MSP:
Figure BDA0002958638120000081
其中，PRF为雷达扫描频率，v为平均目标速度，μ为方位向或距离向的分辨率。减小设定频率能够增加静态目标持续时间，但会增加密集目标带来点迹遮掩的风险；若增大设定频率，能够实现实时杂波图探测，但会减少静态目标持续时间。具体杂波图更新原理为:
Bffk(m,n)＝max[q1,q2,q3…qxy]
Clutter_MAPk(m,n)＝β×Bffk(m,n)+(1-β)Bffk-1(m,n)
其中Bffk(m,n)第k帧视频图像中(m,n)单元幅度统计值；Clutter_MAPk第k帧视频图像中(m,n)单元杂波图输出值；β为遗忘因子，满足0≤β≤1；q为参与测量的像素单元；x,y为q的距离向单元数目及方位向单元数目。
目标检测模块：目标检测模块检测目标分为以下四步：第一步，从该帧视频信号中滤除杂波分量；第二步，距离向进行CFAR恒虚警检测(可选用CA-CFAR、OS-CFAR、GO-CFAR等算法)；第三步，进行方位向平滑，原理是；tf(i)＝α[t(i)+βt(i-1)+β2t(i-2)…βnt(i-n)]，其中α整体调节因子满足0＜α＜1，β局部调节因子，满足0＜β＜1；第四步，硬阈值处理：经过预处理模块后，机场中目标信号幅度：草地在40--80之间；车辆在100--120之间；飞机在180--220之间；建筑物一般大于250，因此该步骤是设立合适的阈值检测目标。相比于现有技术，本实施例的目标检测模块增加了方位平滑单元和恒虚警处理单元，恒虚警处理单元一定范围内产生一个自适应的、快速的噪声/杂波检测阈值。阈值计算的基础是结合两个移动窗口的计算平均值振幅值，同时进行方位平滑处理单元用于进一步滤除方位补偿，以防止目标碎片化，还具备进一步滤除雨雪杂波的能力。
点凝聚模块：采用密度噪声应用空间聚类，用于分辨簇状目标和噪声，实现点迹凝聚功能。具体实现方式：设定检测半径和临近参数，从探测模块输出后的点迹全部标记为未检测对象，依次遍历每一个点迹。在每一个点迹中以检测半径作圆，若圆内点迹总数大于临近参数则将该点标记为核心点；若小于则标记为噪声点。之后，遍历每一个噪声点，若该噪声点处于某个核心点检测半径内，则将该噪声点标记为临界点。输出所有的核心点和临界点。
检测半径与临近参数与算法性能息息相关，因此良好的参数选择机制能提升算法性能：利用近邻算法搜索最近邻居数量，以及计算相应的距离度量。具体为将目标检测模块输出点迹组成向量集合，在向量集合中分别找到与待测点最近邻居点并测定距离。图5展现了凝聚半径确定函数在不同kvalue值时性能曲线，kvalue定义了邻近点迹数量，由图可推断以下信息：在所设kvalue值下，根据点迹间可达距离，确定半径参数；根据点距间数量分布，判定临近参数。另外，在凝聚模块输出端给2-D杂波图更新模块一个反馈矩阵，以近一步稳固静态目标：设点凝聚模块输出目标幅度统计值TARETk(m,n)，满足以下关系:TARETk(m,n)＝1表示该像素凝聚后有目标；TARETk(m,n)＝0表示该像素无目标。设Bffk(m,n)第k帧视频图像中(m,n)单元幅度统计值,则该反馈原理如下：
k＝1:Clutter_MAPk＝Bffk(m,n)
k＞λ,TARETk(m,n)＝1:Clutter_MAPk＝Bffk-1(m,n)
其他k值:Clutter_MAPk＝β×Bffk(m,n)+(1-β)Bffk-1(m,n)
其中β为遗忘因子，满足0≤β≤1；λ为反馈起始帧数；值得注意的是，因为前几帧杂波图迭代更新没有收敛，若λ设置过小会引入“鬼影”目标。
点迹凝聚模块包括参数选择单元和反馈单元，参数选择单元用于将目标检测模块输出点迹组成向量集合，在向量集合中分别找到与待测点最近邻居点并测定距离，根据点迹间可达距离，确定半径参数，根据点距间数量分布，确定临近参数；反馈单元用于给2-D杂波图更新模块反馈矩阵。本实施例的参数选择单元能够有效解决凝聚过程中参数选择困难的问题，并且凝聚算法具有更高凝聚效率，设计简单易于工程实现。反馈单元给2-D杂波图更新模块一个反馈矩阵,将依据该矩阵对杂波图进行凝结处理。
航迹管理模块：利用kalman算法进行航迹起始判定、追踪与释放。
如图6所示，示出了系统输出视频信号的仿真图，图6A为原始视频输出图，图6B为目标检测输出图，图6C为点迹凝聚输出图，通过上述模块的处理，所有目标均被输出，并无丢失目标。图6D中的标红的为输出目标几何中心，利用该几何中心可实现目标航迹跟踪。
本实施例包含两种静态目标保持机制：
机制1：在2-D杂波图更新模块中设定杂波图更新频率，减小设定频率能够增加静态目标持续时间，但会增加密集目标带来点迹遮掩的风险；增大设定频率，能够实现实时杂波图探测，但会减少静态目标持续时间。
机制2：凝聚模块输出给2-D杂波图更新模块一个反馈,将反馈回的矩阵值对杂波图进行凝结处理。
本发明实施例提供的一种场面监视雷达信号处理系统，能够克服静态目标丢失，保证了对静态目标、慢速目标的检测，目标检测准确，凝聚效果好。该系统协助机场地情人员管控机场跑道，防止可能的碰撞或入侵。
本发明另一实施例提供的一种场面监视雷达信号处理系统，与第一实施例不同之处在于，系统还包括快时间常数模块与敏感事件增益控制模块，快时间常数模块用于对成像矫正后的信号进行微分处理，以滤除雨雪杂波，如图7所示，示出了雨雪杂波抑制效果图；敏感时间增益控制模块产生一个随时间按设定规律变化的脉冲电压以控制中放增益，防止近程杂波干扰。将处理数据分为快时间常数(FTC)与敏感时间增益控制(STC)两个步骤，FTC步骤即将成像矫正后的信号进行微分以抗雨雪杂波干扰。该步骤的实质在成像矫正后接入一个微分电路，即将成像矫正后的信号输入微分电路处理，可以抑制大片连续的干扰回波，也可以增加距离分辨率。但微分电路对回波信号会引起失真，不利于小目标检测，在晴天时应保持该开关常闭。STC步骤，系统产生一个随时间按一定规律变化的脉冲电压，以控制中放增益，使近距离增益大大减小，以抑制近程雷达强回波。STC步骤采用数控衰减技术，通过环境设定衰减参数以抑制近程雷达强回波干扰。
本发明另一实施例提供的一种场面监视雷达信号处理系统，对环境噪声及雨雪杂波干扰具有较强的鲁棒性。
在上述的实施例中，提供了一种场面监视雷达信号处理系统，与之相对应的，本申请还提供一种场面监视雷达信号处理方法。请参考图8，其为本发明另一实施例提供的一种场面监视雷达信号处理方法流程图。由于方法实施例基本相似于装置实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见装置实施例的部分说明即可。下述描述方法置实施例仅仅是示意性的。
请参阅图8，本发明另一实施例提供的一种场面监视雷达信号处理方法，适用于上述实施例描述的系统，方法包括以下步骤：
预处理模块对采集的原始模拟雷达视频信号进行数字化处理，将转换后的数据提取出距离向分辨率、方位向分辨率、角度-幅度统计值和单位扫描时间，将角度-幅度统计值进行线性或LOG中放转换，得到处理后的信号；
成像与矫正模块接收到预处理模块发送的处理后的信号，对处理后的信号进行脉冲-脉冲扫描积累与相关，得到成像矫正后的信号；
2-D杂波图更新模块受到点迹凝聚的负反馈，并在待测像素一定半径范围内设置保护间隔，采集保护间隔外若干距离、方位单元像素值组成集合，并将集合进行降序排列并取最大项作为该待测像素杂波值，并由频率控制器检测杂波图更新速度；
目标检测模块从视频信号中滤除杂波分量，在设定范围内产生一个自适应的、快速的噪声或杂波检测阈值，阈值计算是结合两个移动窗口的计算平均值振幅值，同时进行方位平滑处理以防止目标碎片化，检测出全部点迹；
点迹凝聚输出模块采用密度噪声应用空间聚类分辨簇状目标和噪声实现点迹凝聚，并将凝聚结果反馈输出于2-D杂波图更新模块；
航迹管理模块根据点迹进行航迹起始、追踪与释放的管理。
本发明实施例提供的一种场面监视雷达信号处理方法，能够克服静态目标丢失，保证了对静态目标、慢速目标的检测，目标检测准确，凝聚效果好。
为了实现对环境噪声及雨雪杂波干扰具有较强的鲁棒性，该方法还包括：对成像矫正后的信号进行微分处理，并产生一个随时间按设定规律变化的脉冲电压以控制中放增益。
另外，点迹凝聚输出模块采用密度噪声应用空间聚类分辨簇状目标和噪声，实现点迹凝聚具体包括：
设定检测半径和临近参数，将检测出的点迹全部标记为未检测对象；
依次遍历每一个点迹，在每个点迹中以检测半径作圆；
若圆内点迹总数大于临近参数则将该点标记为核心点，若小于则标记为噪声点；
遍历每一个噪声点，若该噪声点处于某个核心点检测半径内，则将该噪声点标记为临界点；
输出所有核心点和临界点。
另外，设定检测半径和临近参数具体包括：将目标检测模块输出点迹组成向量集合，在向量集合中分别找到与待测点最近邻居点并测定距离，根据点迹间可达距离，确定半径参数，根据点距间数量分布，确定临近参数。采用这种方法能够有效解决凝聚过程中参数选择困难的问题。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (9)

1.一种场面监视雷达信号处理系统，其特征在于，包括：预处理模块、成像与矫正模块、2-D杂波图更新模块、目标检测模块、点迹凝聚输出模块和航迹管理模块，其中，
所述预处理模块用于对原始模拟雷达视频信号进行数字化处理，将转换后的数据提取出距离向分辨率、方位向分辨率、角度-幅度统计值和单位扫描时间，将角度-幅度统计值进行线性或LOG中放转换，得到处理后的信号，将处理后的信号发送给成像与矫正模块；
所述成像与矫正模块接收处理后的信号，对处理后的信号进行脉冲-脉冲扫描积累与相关，得到成像矫正后的信号；
所述2-D杂波图更新模块受到点迹凝聚的负反馈，并在待测像素设定半径范围内设置保护间隔，采集保护间隔外若干距离、方位单元像素值组成集合，并将集合进行降序排列并取最大项作为该待测像素杂波值，并由频率控制器检测杂波图更新速度；
所述目标检测模块从视频信号中滤除杂波分量，在设定范围内产生一个自适应的、快速的噪声或杂波检测阈值，阈值计算是结合两个移动窗口的计算平均值振幅值，同时进行方位平滑处理，检测出全部点迹；
所述点迹凝聚输出模块采用密度噪声应用空间聚类分辨簇状目标和噪声，实现点迹凝聚，并将凝聚结果反馈输出于2-D杂波图更新模块；
所述航迹管理模块根据点迹进行航迹起始、追踪与释放的管理。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括快时间常数模块与敏感时间增益控制模块，所述快时间常数模块用于对成像矫正后的信号进行微分处理；
所述敏感时间增益控制模块产生一个随时间按设定规律变化的脉冲电压以控制中放增益。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述2-D杂波图更新模块包括校正频率控制器，用于计算所需相邻运动物体之间的最小分离像素。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述目标检测模块包括：恒虚警处理单元与方位平滑单元，所述恒虚警处理单元用于检测目标，同时滤除多径目标；
所述方位平滑单元用于滤除方位补偿，防止目标碎片化。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述点迹凝聚模块包括参数选择单元和反馈单元，所述参数选择单元用于将目标检测模块输出点迹组成向量集合，在向量集合中分别找到与待测点最近邻居点并测定距离，根据点迹间可达距离，确定半径参数，根据点距间数量分布，确定临近参数；
所述反馈单元用于给2-D杂波图更新模块反馈矩阵。
6.一种场面监视雷达信号处理方法，适用于权利要求1所述的场面监视雷达信号处理系统，其特征在于，包括以下步骤：
预处理模块用于对原始模拟雷达视频信号进行数字化处理，将转换后的数据提取出距离向分辨率、方位向分辨率、角度-幅度统计值和单位扫描时间，将角度-幅度统计值进行线性或LOG中放转换，得到处理后的信号，将处理后的信号发送给成像与矫正模块；
成像与矫正模块接收处理后的信号，对处理后的信号进行脉冲-脉冲扫描积累与相关，得到成像矫正后的信号；
2-D杂波图更新模块受到点迹凝聚的负反馈，并在待测像素一定半径范围内设置保护间隔，采集保护间隔外若干距离、方位单元像素值组成集合，并将集合进行降序排列并取最大项作为该待测像素杂波值，并由频率控制器检测杂波图更新速度；
目标检测模块从视频信号中滤除杂波分量，在设定范围内产生一个自适应的、快速的噪声或杂波检测阈值，阈值计算是结合两个移动窗口的计算平均值振幅值，同时进行方位平滑处理，检测出全部点迹；
点迹凝聚输出模块采用密度噪声应用空间聚类分辨簇状目标和噪声实现点迹凝聚，并将凝聚结果反馈输出于2-D杂波图更新模块；
航迹管理模块根据点迹进行航迹起始、追踪与释放的管理。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：快时间常数增益控制模块对成像矫正后的信号进行微分处理，以滤除雨雪杂波；敏感时间增益控制模块产生一个随时间按设定规律变化的脉冲电压以控制中放增益。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，点迹凝聚输出模块采用密度噪声应用空间聚类分辨簇状目标和噪声，实现点迹凝聚具体包括：
设定检测半径和临近参数，将检测出的点迹全部标记为未检测对象；
依次遍历每一个点迹，在每个点迹中以检测半径作圆进行点距测量；
若圆内点迹总数大于临近参数则将该点标记为核心点，若小于则标记为噪声点；
遍历每一个噪声点，若该噪声点处于某个核心点检测半径内，则将该噪声点标记为临界点；
输出所有核心点和临界点。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，设定检测半径和临近参数具体包括：将目标检测模块输出点迹组成向量集合，在向量集合中分别找到与待测点最近邻居点并测定距离，根据点迹间可达距离，确定半径参数，根据点距间数量分布，确定临近参数。
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