CN113835078B - 基于局部三维栅格的信号级联合检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
Description
技术领域
本公开涉及雷达目标检测技术领域,特别涉及一种基于局部三维栅格的信号级联合检测方法及装置。
背景技术
随着网络化、信息化技术的发展,雷达探测系统不断变革,分布式雷达系统实现的信号级栅格联合检测技术已成为雷达目标检测领域的一种关键技术。
受作战需求牵引,未来战争形态将朝着无人、无边、无形的多维空间和多种方式组合运用的方向发展,作战样式将更加灵活多变。这就使得信号级联合栅格检测技术需要在节约更多计算资源的同时,具备更高的检测效能。
然而,传统信号级联合栅格检测技术需要先在探测空间中构建三维(经度,纬度,高度)栅格,使得栅格数量庞大。同时,检测过程需要对整个探测空间中的三维栅格进行搜索,使得遍历栅格花费的时间长且运算量大,导致目标检测效率较低,难以应对灵活多变的作战样式,不能满足高效能、节约计算资源的发展需求。
发明内容
本公开旨在至少解决现有技术中存在的问题之一,提供一种基于局部三维栅格的信号级联合检测方法及装置。
本公开的一个方面,提供了一种基于局部三维栅格的信号级联合检测方法,所述方法包括:
在所述二维平面进行栅格检测;
响应于第一检测结果为所述二维平面中存在所述探测目标,获取所述探测目标的第一栅格位置;
基于所述第一栅格位置,在所述三维探测空间进行局部范围的栅格检测,以得到所述探测目标的点迹集合。
可选的,在所述建立所述三维探测空间与二维平面的映射关系之前,所述方法还包括:
离线构建三维空间栅格,将所述三维探测空间均匀划分为多个经度为△Lo、纬度为△La、高度为△H的长方体栅格;
利用矩阵Lo存储所述长方体栅格的经度坐标,利用矩阵La存储所述长方体栅格的纬度坐标,利用矩阵H存储所述长方体栅格的高度坐标,其中,当所述三维空间栅格的经度范围为[Lo1, Lolo]时,以△Lo为间隔采样,获得所述矩阵Lo,Lo=[ Lo1, Lo2,…, Lo i ,…, Lolo],i=1,2,…,lo,lo代表所述矩阵Lo中的元素数量;当所述三维空间栅格的纬度范围为[La1, Lala]时,以△La为间隔采样,获得所述矩阵La,La=[ La1, La2, …,La j ,…, Lala],j=1,2,…,la,la代表所述矩阵La中的元素数量;当所述三维空间栅格的高度范围为[H1, Hh1]时,以△H为间隔采样,获得所述矩阵H,H=[H1,H2, …, H k ,…, Hh1],k=1,2,…,h1,h1代表所述矩阵H中的元素数量;
分别计算各所述长方体栅格与各所述雷达节点对应的第一方位、第一距离、俯仰。
可选的,在所述分别计算各所述长方体栅格与各所述雷达节点对应的第一方位、第一距离、俯仰之后,所述方法还包括:
离线构建二维栅格,将所述三维探测空间高度H1处的二维探测区域均匀划分为多个经度为△Lo2d、纬度为△La2d的矩形栅格;
利用矩阵Lo2d存储所述矩形栅格的经度坐标,利用矩阵La2d存储所述矩形栅格的纬度坐标,其中,当所述二维栅格的经度范围为时,以△Lo2d为间隔采样,获得所述矩阵Lo2d,,ir=1,2,…,lo2d,lo2d代表所述矩阵Lo2d中的元素数量;当所述二维栅格的纬度范围为时,以△La2d为间隔采样,获得所述矩阵La2d,,jr=1,2,…,la2d,la2d代表所述矩阵La2d中的元素数量;
分别计算各所述矩形栅格与各所述雷达节点对应的第二方位、第二距离。
可选的,所述建立所述三维探测空间与二维平面的映射关系,包括:
根据位置信息,离线建立所述三维空间栅格与所述二维栅格的位置对应关系的映射集合Loc,其中,
所述位置信息包括所述第一方位、所述第一距离、所述俯仰、所述第二方位和所述第二距离,
可选的,所述在所述二维平面进行栅格检测,包括:
对各通道回波数据进行匹配滤波、运动目标探测预处理,输出预处理结果序列S c (d),其中,,S c (d)表示第c个通道中第d个距离单元的预处理结果序列,u为脉冲编号,U为脉冲个数,s c [d,u]表示第c个通道中第d个距离单元的第u个脉冲的预处理结果序列;
建立所述二维栅格与所述预处理结果序列S c (d)的索引信息矩阵In2d c ,其中,,In2d θt 表示所述二维栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的发射方位角索引信息,In2d θr 表示所述二维栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的接收方位角索引信息,In2d 𝜑t 表示所述二维栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的发射俯仰角索引信息,In2d 𝜑r 表示所述二维栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的接收俯仰角索引信息,In2d R 表示所述二维栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的距离索引信息,且In2d R =d;
将所述第一累加结果K 1与预设的检测器门限TT进行比较,得到第一比较结果;
若所述第一比较结果中所述第一累加结果K 1大于或等于所述检测器门限TT,则所述第一检测结果为所述矩形栅格中存在所述探测目标;
若所述第一比较结果中所述第一累加结果K 1小于所述检测器门限TT,则所述第一检测结果为所述矩形栅格中不存在所述探测目标。
可选的,所述响应于第一检测结果为所述二维平面中存在所述探测目标,获取所述探测目标的第一栅格位置,包括:
在所述矩形栅格中存在所述探测目标时,将所述探测目标所在的所述矩形栅格对应的各接收通道的单通道检测统计量与预设的单通道检测门限TC进行比较,若所述矩形栅格对应的各接收通道的单通道检测统计量中,有至少一个所述单通道检测统计量大于所述单通道检测门限TC,则将该矩形栅格的信息记录至集合P2d中,其中,,表示所述集合P2d中第g个矩形栅格的信息,包括所述第g个矩形栅格的经度、纬度以及所述第g个矩形栅格对应的各接收通道的单通道检测统计量,Np1表示所述集合P2d中所述矩形栅格的数量;
针对所述集合P2d中各所述矩形栅格对应的各所述接收通道,统计所述单通道检测统计量大于所述单通道检测门限TC的所述接收通道的个数M 1;
依次判决所述集合P2d中各所述矩形栅格对应的M 1/N是否大于预设的门限TM,若所述矩形栅格对应的M 1/N大于或等于所述门限TM,则将所述矩形栅格的信息记录至集合P2dnew;
将所述集合P2dnew中各所述矩阵栅格的经度和纬度存储为集合Location1={(Lon q ,Lat q ) | q=1,2,…,Nloc},其中,Lon q 表示所述集合P2dnew中的所述矩形栅格的经度,Lat q 表示所述集合P2dnew中的所述矩形栅格的纬度,Nloc表示所述集合P2dnew中所述矩形栅格的数量;
基于所述集合Location1,依次查找经度处于[Lon q -△Lo2d, Lon q +△Lo2d]范围内、纬度处于[Lat q -△La2d, Lat q +△La2d]范围内的所述矩形栅格,并将查找到的所述矩形栅格的经度和纬度存储为集合Location2={(Lon v , Lat v ) | v=1,2,…, },其中,Lon v 表示查找到的所述矩形栅格的经度,Lat v 表示查找到的所述矩形栅格的纬度,表示查找到的所述矩形栅格的数量;
在所述映射集合Loc中查找所述集合Location2在所述三维空间栅格中的对应位置,将查找出的所述对应位置记为集合Gridselect;
根据所述探测目标的高度分布特性,将所述三维空间栅格的高度搜索范围设置为[Low, Height],其中,Low表示所述高度搜索范围中的最小高度,Height表示所述高度搜索范围中的最大高度;
从所述集合Gridselect中筛选高度处于[Low, Height]范围的所述长方体栅格,将筛选出的所述长方体栅格存储为集合Grid3d,以得到所述第一栅格位置。
可选的,所述基于所述第一栅格位置,在所述三维探测空间进行局部范围的栅格检测,以得到所述探测目标的点迹集合,包括:
建立所述集合Grid3d中所述长方体栅格与所述预处理结果序列S c (d)的索引信息矩阵In c ,其中,,In θt 表示所述长方体栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的发射方位角度索引信息,In θr 表示所述长方体栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的接收方位角度索引信息,In φt 表示所述长方体栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的发射俯仰角索引信息,In φr 表示所述长方体栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的接收俯仰角索引信息,In R 表示所述长方体栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的距离索引信息;
将所述第二累加结果K 2与所述检测器门限TT进行比较,得到第二比较结果;
若所述第二比较结果中所述第二累加结果K 2大于或等于所述检测器门限TT,则所述第二检测结果为所述长方体栅格中存在所述探测目标;
若所述第二比较结果中所述第二累加结果K 2小于所述检测器门限TT,则所述第二检测结果为所述长方体栅格中不存在所述探测目标;
将存在所述探测目标的所述长方体栅格对应的各接收通道的单通道检测统计量与所述单通道检测门限TC进行比较,若所述长方体栅格对应的各接收通道的单通道检测统计量中,有至少一个所述单通道检测统计量大于所述单通道检测门限TC,则将该长方体栅格的信息记录至集合P3d中,其中,,p3dG表示所述集合P3d中第G个长方体栅格的信息,包括所述第G个长方体栅格的经度、纬度、高度以及所述第G个长方体栅格对应的各接收通道的单通道检测统计量,Np2表示所述集合中所述长方体栅格的数量;
对所述集合P3dnew进行序贯凝聚,得到点迹集合Psort;
将所述点迹集合Psort中的点迹按照所述第二累加结果K 2降序排列;
将所述点迹集合Psort中按照所述第二累加结果K 2降序排列后得到的第一个点迹存入集合Pclean,根据所述索引信息矩阵In c 查找所述第一个点迹的位置对应的S c (d),并将其设置为0,从所述点迹集合Psort中删除所述第一个点迹;
若所述点迹集合Psort不为空集,则令集合Grid3d=Psort,并重新在所述三维探测空间进行局部范围的栅格检测,重复以上过程,直至所述点迹集合Psort为空集;
若所述点迹集合Psort为空集,将所述集合Pclean作为所述探测目标的点迹集合。
本公开的另一个方面,提供了一种基于局部三维栅格的信号级联合检测装置,所述装置包括:
建立模块,用于在三维探测空间符合条件下,建立所述三维探测空间与二维平面的映射关系;其中,rs表示所述三维探测空间中探测目标到雷达节点的直线距离,w为栅格宽度,h为所述探测目标与所述雷达节点的相对高度;
第一检测模块,用于在所述二维平面进行栅格检测;
获取模块,用于响应于第一检测结果为所述二维平面中存在所述探测目标,获取所述探测目标的第一栅格位置;
第二检测模块,用于基于所述第一栅格位置,在所述三维探测空间进行局部范围的栅格检测,以得到所述探测目标的点迹集合。
可选的,所述装置还包括第一构建模块,
所述第一构建模块,用于在所述建立所述三维探测空间与二维平面的映射关系之前,
离线构建三维空间栅格,将所述三维探测空间均匀划分为多个经度为△Lo、纬度为△La、高度为△H的长方体栅格;
利用矩阵Lo存储所述长方体栅格的经度坐标,利用矩阵La存储所述长方体栅格的纬度坐标,利用矩阵H存储所述长方体栅格的高度坐标,其中,当所述三维空间栅格的经度范围为[Lo1, Lolo]时,以△Lo为间隔采样,获得所述矩阵Lo,Lo=[ Lo1, Lo2,…, Lo i ,…, Lolo],i=1,2,…,lo,lo代表所述矩阵Lo中的元素数量;当所述三维空间栅格的纬度范围为[La1, Lala]时,以△La为间隔采样,获得所述矩阵La,La=[ La1, La2, …,La j ,…, Lala],j=1,2,…,la,la代表所述矩阵La中的元素数量;当所述三维空间栅格的高度范围为[H1, Hh1]时,以△H为间隔采样,获得所述矩阵H,H=[H1,H2, …, H k ,…, Hh1],k=1,2,…,h1,h1代表所述矩阵H中的元素数量;
分别计算各所述长方体栅格与各所述雷达节点对应的第一方位、第一距离、俯仰。
可选的,所述装置还包括第二构建模块,
所述第二构建模块,用于在所述分别计算各所述长方体栅格与各所述雷达节点对应的第一方位、第一距离、俯仰之后,
离线构建二维栅格,将所述三维探测空间高度H1处的二维探测区域均匀划分为多个经度为△Lo2d、纬度为△La2d的矩形栅格;
利用矩阵Lo2d存储所述矩形栅格的经度坐标,利用矩阵La2d存储所述矩形栅格的纬度坐标,其中,当所述二维栅格的经度范围为时,以△Lo2d为间隔采样,获得所述矩阵Lo2d,,ir=1,2,…,lo2d,lo2d代表所述矩阵Lo2d中的元素数量;当所述二维栅格的纬度范围为时,以△La2d为间隔采样,获得所述矩阵La2d,,jr=1,2,…,la2d,la2d代表所述矩阵La2d中的元素数量;
分别计算各所述矩形栅格与各所述雷达节点对应的第二方位、第二距离。
可选的,所述建立模块,用于建立所述三维探测空间与二维平面的映射关系,包括:
所述建立模块,用于根据位置信息,离线建立所述三维空间栅格与所述二维栅格的位置对应关系的映射集合Loc,其中,
所述位置信息包括所述第一方位、所述第一距离、所述俯仰、所述第二方位和所述第二距离,
可选的,所述第一检测模块,用于在所述二维平面进行栅格检测,包括:
所述第一检测模块,用于对各通道回波数据进行匹配滤波、运动目标探测预处理,输出预处理结果序列S c (d),其中,,S c (d)表示第c个通道中第d个距离单元的预处理结果序列,u为脉冲编号,U为脉冲个数,s c [d,u]表示第c个通道中第d个距离单元的第u个脉冲的预处理结果序列;
建立所述二维栅格与所述预处理结果序列S c (d)的索引信息矩阵In2d c ,其中,,In2d θt 表示所述二维栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的发射方位角索引信息,In2d θr 表示所述二维栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的接收方位角索引信息,In2d 𝜑t 表示所述二维栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的发射俯仰角索引信息,In2d 𝜑r 表示所述二维栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的接收俯仰角索引信息,In2d R 表示所述二维栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的距离索引信息,且In2d R =d;
将所述第一累加结果K 1与预设的检测器门限TT进行比较,得到第一比较结果;
若所述第一比较结果中所述第一累加结果K 1大于或等于所述检测器门限TT,则所述第一检测结果为所述矩形栅格中存在所述探测目标;
若所述第一比较结果中所述第一累加结果K 1小于所述检测器门限TT,则所述第一检测结果为所述矩形栅格中不存在所述探测目标。
可选的,所述获取模块,用于响应于第一检测结果为所述二维平面中存在所述探测目标,获取所述探测目标的第一栅格位置,包括:
所述获取模块,用于在所述矩形栅格中存在所述探测目标时,将所述探测目标所在的所述矩形栅格对应的各接收通道的单通道检测统计量与预设的单通道检测门限TC进行比较,若所述矩形栅格对应的各接收通道的单通道检测统计量中,有至少一个所述单通道检测统计量大于所述单通道检测门限TC,则将该矩形栅格的信息记录至集合P2d中,其中,,表示所述集合P2d中第g个矩形栅格的信息,包括所述第g个矩形栅格的经度、纬度以及所述第g个矩形栅格对应的各接收通道的单通道检测统计量,Np1表示所述集合P2d中所述矩形栅格的数量;
针对所述集合P2d中各所述矩形栅格对应的各所述接收通道,统计所述单通道检测统计量大于所述单通道检测门限TC的所述接收通道的个数M 1;
依次判决所述集合P2d中各所述矩形栅格对应的M 1/N是否大于预设的门限TM,若所述矩形栅格对应的M 1/N大于或等于所述门限TM,则将所述矩形栅格的信息记录至集合P2dnew;
将所述集合P2dnew中各所述矩阵栅格的经度和纬度存储为集合Location1={(Lon q ,Lat q ) | q=1,2,…,Nloc},其中,Lon q 表示所述集合P2dnew中的所述矩形栅格的经度,Lat q 表示所述集合P2dnew中的所述矩形栅格的纬度,Nloc表示所述集合P2dnew中所述矩形栅格的数量;
基于所述集合Location1,依次查找经度处于[Lon q -△Lo2d, Lon q +△Lo2d]范围内、纬度处于[Lat q -△La2d, Lat q +△La2d]范围内的所述矩形栅格,并将查找到的所述矩形栅格的经度和纬度存储为集合Location2={(Lon v , Lat v ) | v=1,2,…, },其中,Lon v 表示查找到的所述矩形栅格的经度,Lat v 表示查找到的所述矩形栅格的纬度,表示查找到的所述矩形栅格的数量;
在所述映射集合Loc中查找所述集合Location2在所述三维空间栅格中的对应位置,将查找出的所述对应位置记为集合Gridselect;
根据所述探测目标的高度分布特性,将所述三维空间栅格的高度搜索范围设置为[Low, Height],其中,Low表示所述高度搜索范围中的最小高度,Height表示所述高度搜索范围中的最大高度;
从所述集合Gridselect中筛选高度处于[Low, Height]范围的所述长方体栅格,将筛选出的所述长方体栅格存储为集合Grid3d,以得到所述第一栅格位置。
可选的,所述第二检测模块,用于基于所述第一栅格位置,在所述三维探测空间进行局部范围的栅格检测,以得到所述探测目标的点迹集合,包括:
所述第二检测模块,用于建立所述集合Grid3d中所述长方体栅格与所述预处理结果序列S c (d)的索引信息矩阵In c ,其中,,In θt 表示所述长方体栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的发射方位角度索引信息,In θr 表示所述长方体栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的接收方位角度索引信息,In φt 表示所述长方体栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的发射俯仰角索引信息,In φr 表示所述长方体栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的接收俯仰角索引信息,In R 表示所述长方体栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的距离索引信息;
将所述第二累加结果K 2与所述检测器门限TT进行比较,得到第二比较结果;
若所述第二比较结果中所述第二累加结果K 2大于或等于所述检测器门限TT,则所述第二检测结果为所述长方体栅格中存在所述探测目标;
若所述第二比较结果中所述第二累加结果K 2小于所述检测器门限TT,则所述第二检测结果为所述长方体栅格中不存在所述探测目标;
将存在所述探测目标的所述长方体栅格对应的各接收通道的单通道检测统计量与所述单通道检测门限TC进行比较,若所述长方体栅格对应的各接收通道的单通道检测统计量中,有至少一个所述单通道检测统计量大于所述单通道检测门限TC,则将该长方体栅格的信息记录至集合P3d中,其中,,p3dG表示所述集合P3d中第G个长方体栅格的信息,包括所述第G个长方体栅格的经度、纬度、高度以及所述第G个长方体栅格对应的各接收通道的单通道检测统计量,Np2表示所述集合中所述长方体栅格的数量;
对所述集合P3dnew进行序贯凝聚,得到点迹集合Psort;
将所述点迹集合Psort中的点迹按照所述第二累加结果K 2降序排列;
将所述点迹集合Psort中按照所述第二累加结果K 2降序排列后得到的第一个点迹存入集合Pclean,根据所述索引信息矩阵In c 查找所述第一个点迹的位置对应的S c (d),并将其设置为0,从所述点迹集合Psort中删除所述第一个点迹;
若所述点迹集合Psort不为空集,则令集合Grid3d=Psort,并重新在所述三维探测空间进行局部范围的栅格检测,重复以上过程,直至所述点迹集合Psort为空集;
若所述点迹集合Psort为空集,将所述集合Pclean作为所述探测目标的点迹集合。
本公开的另一个方面,提供了一种电子设备,包括:
至少一个处理器;以及,
与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行前文记载的所述的方法。
本公开的另一个方面,提供了一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现前文记载的所述的方法。
本公开相对于现有技术而言,在三维探测空间符合预设条件下,建立三维探测空间与二维平面的映射关系,之后首先在二维平面进行栅格检测,当二维平面的栅格检测结果为二维平面中存在探测目标时,获取探测目标所在的二维平面栅格的位置,并基于该位置在三维探测空间进行局部范围的栅格检测,以得到探测目标的点迹集合,从而避免了直接对整个探测空间进行三维栅格检测,减少了三维栅格检测的栅格数量,且目标检测过程中还避免了遍历整个三维探测空间,在获得检测目标的三维空间位置信息的同时,有效节约了计算资源,提高了目标检测效率,满足了目标检测高效能、节约计算资源的发展需求。
附图说明
一个或多个实施方式通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施方式的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。
图1为本公开一实施方式提供的一种基于局部三维栅格的信号级联合检测方法的流程图;
图2为本公开另一实施方式提供的一种基于局部三维栅格的信号级联合检测方法的流程图;
图3为本公开另一实施方式提供的一种基于局部三维栅格的信号级联合检测装置的结构示意图;
图4为本公开另一实施方式提供的一种基于局部三维栅格的信号级联合检测装置的结构示意图;
图5为本公开另一实施方式提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
现有技术中,基于空间栅格划分的协同探测系统检测算法包括以下步骤:
步骤S1:构建三维空间栅格Grid3d,将三维探测空间均匀划分为经度、纬度、高度分别为△Lo 、△La 、△H的长方体栅格。
步骤S2:计算各三维栅格与各雷达节点对应的方位角θ,俯仰角φ和距离R。
步骤S3:预处理各通道回波数据即匹配滤波以及运动目标探测(MTD),输出预处理结果序列:,其中,Y c (1)表示第c个通道中第l个距离单元的预处理结果序列。m为脉冲编号,Mp为脉冲个数。y c [l,m]为第c个通道的第l个距离单元的第m个脉冲与预处理结果序列。
步骤S4:建立三维栅格Grid3d与通道的预处理结果序列Y c (I R )的索引信息矩阵I c :,其中,I θt 为发射方位角度检索信息,I θr 为接收方位角度检索信息,I φt 为发射俯仰角检索信息,I φr 为接收俯仰角检索信息,I R 为距离检索信息。
步骤S5:计算栅格的各接收通道的单通道检测统计量,通道编号c∈[1,N], c∈Z。C表示所有覆盖栅格中心的接收通道集合,∀c∈C。其中σ 2为检测单元噪声。栅格的各单通道检测统计量累加:,累加结果K与检测器门限γt比较,若累加结果大于γt则判决结果为存在目标,若累加结果小于γt则判决结果为不存在目标。
步骤S6:
(2)统计门限栅格集合P中各栅格的单通道检测统计量大于单通道门限 c的接收通道个数,记为M,依据M/N逻辑判决准则, 依次判决集合P中各栅格对应的M/N是否大于门限 c。保留M/N大于门限 c的栅格形成新的集合Pmn。
步骤S7:
(1)对集合Pmn进行序贯凝聚,将序贯凝聚得到点迹集合Psort按照累加统计量K降序排序,将集合Psort中第1个点迹存入集合Pclean,根据预处理结果序列Y c (1)的索引信息矩阵I c 查找该点迹位置对应的各接收通道预处理数据,将对应数据置为0,并从Psort中删除该点迹;
(2)如果Psort不为空集,则令Grid3d=Psort,并回到步骤S4;如果Psort为空集则执行步骤S8。
步骤S8:以Pclean作为最终检测点迹集合。
上述现有技术需先在探测空间中构建三维(经度,纬度,高度)栅格,且检测过程要对整个探测空间中的三维栅格进行搜索,遍历时间长、运算量大,难以应对灵活多变的作战样式,不能满足高效能、计算资源节约的发展需求。
为使本公开实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本公开的各实施方式进行详细的阐述。然而,本领域的普通技术人员可以理解,在本公开各实施方式中,为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是,即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改,也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施方式的划分是为了描述方便,不应对本公开的具体实现方式构成任何限定,各个实施方式在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。
本公开的一个实施方式涉及一种基于局部三维栅格的信号级联合检测方法,其流程如图1所示,包括:
具体的,本实施方式涉及的基于局部三维栅格的信号级联合检测方法只有在适用条件满足时才能够适用。换句话说,为适用本实施方式涉及的基于局部三维栅格的信号级联合检测方法的前提条件。其中,rs表示三维探测空间中探测目标到雷达节点的直线距离。
一并结合图2,在建立三维探测空间与二维平面的映射关系之前,可以首先进行2维、3维空间栅格划分,将二维平面和三维探测空间分别划分为若干栅格。之后在建立三维探测空间与二维平面的映射关系时,可以直接建立2维、3维间栅格映射,即在二维平面栅格与三维探测空间栅格间建立映射关系。
步骤102,在所述二维平面进行栅格检测。
具体的,由于二维平面与三维探测空间建立的映射关系,因此,当二维平面中存在探测目标时,三维探测空间中也存在相应的探测目标。通过在二维平面进行栅格检测,即可判断出二维平面中是否存在探测目标,进而判断出三维探测空间中是否存在探测目标。
步骤103,响应于第一检测结果为所述二维平面中存在所述探测目标,获取所述探测目标的第一栅格位置。
具体的,第一检测结果即为在二维平面进行栅格检测的检测结果,包括两种情况,即二维平面中存在探测目标和二维平面中不存在探测目标。在二维平面中存在探测目标时,可以获取探测目标所在的二维平面栅格的位置,并将其作为探测目标的第一栅格位置。
步骤104,基于所述第一栅格位置,在所述三维探测空间进行局部范围的栅格检测,以得到所述探测目标的点迹集合。
具体的,由于二维平面与三维探测空间之间建立了映射关系,因此,在三维探测空间中存在与第一栅格位置相对应的位置区域,该位置区域即为探测目标在三维探测空间中的位置区域。对探测目标在三维探测空间中的位置区域进行栅格检测,即在三维探测空间进行局部范围的栅格检测,即可得到探测目标的点迹集合。
本公开实施方式相对于现有技术而言,在三维探测空间符合预设条件下,建立三维探测空间与二维平面的映射关系,之后首先在二维平面进行栅格检测,当二维平面的栅格检测结果为二维平面中存在探测目标时,获取探测目标所在的二维平面栅格的位置,并基于该位置在三维探测空间进行局部范围的栅格检测,以得到探测目标的点迹集合,从而避免了直接对整个探测空间进行三维栅格检测,减少了三维栅格检测的栅格数量,且目标检测过程中还避免了遍历整个三维探测空间,在获得检测目标的三维空间位置信息的同时,有效节约了计算资源,提高了目标检测效率,满足了目标检测高效能、节约计算资源的发展需求。
示例性的,在步骤101之前,所述方法还包括:
离线构建三维空间栅格,将所述三维探测空间均匀划分为多个经度为△Lo、纬度为△La、高度为△H的长方体栅格;
利用矩阵Lo存储所述长方体栅格的经度坐标,利用矩阵La存储所述长方体栅格的纬度坐标,利用矩阵H存储所述长方体栅格的高度坐标,其中,当所述三维空间栅格的经度范围为[Lo1, Lolo]时,以△Lo为间隔采样,获得所述矩阵Lo,Lo=[ Lo1, Lo2,…, Lo i ,…, Lolo],i=1,2,…,lo,lo代表所述矩阵Lo中的元素数量;当所述三维空间栅格的纬度范围为[La1, Lala]时,以△La为间隔采样,获得所述矩阵La,La=[ La1, La2, …,La j ,…, Lala],j=1,2,…,la,la代表所述矩阵La中的元素数量;当所述三维空间栅格的高度范围为[H1, Hh1]时,以△H为间隔采样,获得所述矩阵H,H=[H1,H2, …, H k ,…, Hh1],k=1,2,…,h1,h1代表所述矩阵H中的元素数量;
分别计算各所述长方体栅格与各所述雷达节点对应的第一方位、第一距离、俯仰。
通过上述具体步骤,即可完成图2所示的3维空间栅格划分,以为后续建立三维探测空间与二维平面的映射关系作准备。
示例性的,在所述分别计算各所述长方体栅格与各所述雷达节点对应的第一方位、第一距离、俯仰之后,所述方法还包括:
离线构建二维栅格,将所述三维探测空间高度H1处的二维探测区域均匀划分为多个经度为△Lo2d、纬度为△La2d的矩形栅格;
利用矩阵Lo2d存储所述矩形栅格的经度坐标,利用矩阵La2d存储所述矩形栅格的纬度坐标,其中,当所述二维栅格的经度范围为时,以△Lo2d为间隔采样,获得所述矩阵Lo2d,,ir=1,2,…,lo2d,lo2d代表所述矩阵Lo2d中的元素数量;当所述二维栅格的纬度范围为时,以△La2d为间隔采样,获得所述矩阵La2d,,jr=1,2,…,la2d,la2d代表所述矩阵La2d中的元素数量;
分别计算各所述矩形栅格与各所述雷达节点对应的第二方位、第二距离。
通过上述具体步骤,即可完成图2所示的2维空间栅格划分,以为后续建立三维探测空间与二维平面的映射关系作准备。
示例性的,步骤101包括:
根据位置信息,离线建立所述三维空间栅格与所述二维栅格的位置对应关系的映射集合Loc,其中,
具体的,在本步骤中,利用前述步骤构建的三维空间栅格和二维栅格,即可建立映射集合Loc,完成图2所示的建立2维、3维间栅格映射的步骤。
示例性的,步骤102包括:
对各通道回波数据进行匹配滤波、运动目标探测预处理,输出预处理结果序列S c (d),其中,,S c (d)表示第c个通道中第d个距离单元的预处理结果序列,u为脉冲编号,U为脉冲个数,s c [d,u]表示第c个通道中第d个距离单元的第u个脉冲的预处理结果序列;
建立所述二维栅格与所述预处理结果序列S c (d)的索引信息矩阵In2d c ,其中,,In2d θt 表示所述二维栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的发射方位角索引信息,In2d θr 表示所述二维栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的接收方位角索引信息,In2d 𝜑t 表示所述二维栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的发射俯仰角索引信息,In2d 𝜑r 表示所述二维栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的接收俯仰角索引信息,In2d R 表示所述二维栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的距离索引信息,且In2d R =d;
将所述第一累加结果K 1与预设的检测器门限TT进行比较,得到第一比较结果;
若所述第一比较结果中所述第一累加结果K 1大于或等于所述检测器门限TT,则所述第一检测结果为所述矩形栅格中存在所述探测目标;
若所述第一比较结果中所述第一累加结果K 1小于所述检测器门限TT,则所述第一检测结果为所述矩形栅格中不存在所述探测目标。
示例性的,步骤103包括:
在所述矩形栅格中存在所述探测目标时,将所述探测目标所在的所述矩形栅格对应的各接收通道的单通道检测统计量与预设的单通道检测门限TC进行比较,若所述矩形栅格对应的各接收通道的单通道检测统计量中,有至少一个所述单通道检测统计量大于所述单通道检测门限TC,则将该矩形栅格的信息记录至集合P2d中,其中,,表示所述集合P2d中第g个矩形栅格的信息,包括所述第g个矩形栅格的经度、纬度以及所述第g个矩形栅格对应的各接收通道的单通道检测统计量,Np1表示所述集合P2d中所述矩形栅格的数量;
针对所述集合P2d中各所述矩形栅格对应的各所述接收通道,统计所述单通道检测统计量大于所述单通道检测门限TC的所述接收通道的个数M 1;
依次判决所述集合P2d中各所述矩形栅格对应的M 1/N是否大于预设的门限TM,若所述矩形栅格对应的M 1/N大于或等于所述门限TM,则将所述矩形栅格的信息记录至集合P2dnew;
将所述集合P2dnew中各所述矩阵栅格的经度和纬度存储为集合Location1={(Lon q ,Lat q ) | q=1,2,…,Nloc},其中,Lon q 表示所述集合P2dnew中的所述矩形栅格的经度,Lat q 表示所述集合P2dnew中的所述矩形栅格的纬度,Nloc表示所述集合P2dnew中所述矩形栅格的数量;
基于所述集合Location1,依次查找经度处于[Lon q -△Lo2d, Lon q +△Lo2d]范围内、纬度处于[Lat q -△La2d, Lat q +△La2d]范围内的所述矩形栅格,并将查找到的所述矩形栅格的经度和纬度存储为集合Location2={(Lonv, Latv) | v=1,2,…, },其中,Lon v 表示查找到的所述矩形栅格的经度,Lat v 表示查找到的所述矩形栅格的纬度,表示查找到的所述矩形栅格的数量;
在所述映射集合Loc中查找所述集合Location2在所述三维空间栅格中的对应位置,将查找出的所述对应位置记为集合Gridselect;
根据所述探测目标的高度分布特性,将所述三维空间栅格的高度搜索范围设置为[Low, Height],其中,Low表示所述高度搜索范围中的最小高度,Height表示所述高度搜索范围中的最大高度;
从所述集合Gridselect中筛选高度处于[Low, Height]范围的所述长方体栅格,将筛选出的所述长方体栅格存储为集合Grid3d,以得到所述第一栅格位置。
需要说明的是,探测目标的高度分布特性一般是指根据先验知识获悉的探测目标的航行高度范围,根据该航行高度范围即可确定三维空间栅格的高度搜索范围。例如,根据先验知识,民航客机的航行高度范围一般为[6km,10km],因此,当探测目标为民航客机时,可以将三维空间栅格的高度搜索范围设置为民航客机的航行高度范围,即[6km,10km]。
示例性的,步骤104包括:
建立所述集合Grid3d中所述长方体栅格与所述预处理结果序列S c (d)的索引信息矩阵In c ,其中,,In θt 表示所述长方体栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的发射方位角度索引信息,In θr 表示所述长方体栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的接收方位角度索引信息,In φt 表示所述长方体栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的发射俯仰角索引信息,In φr 表示所述长方体栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的接收俯仰角索引信息,In R 表示所述长方体栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的距离检索信息;
将所述第二累加结果K 2与所述检测器门限TT进行比较,得到第二比较结果;
若所述第二比较结果中所述第二累加结果K 2大于或等于所述检测器门限TT,则所述第二检测结果为所述长方体栅格中存在所述探测目标;
若所述第二比较结果中所述第二累加结果K 2小于所述检测器门限TT,则所述第二检测结果为所述长方体栅格中不存在所述探测目标;
将存在所述探测目标的所述长方体栅格对应的各接收通道的单通道检测统计量与所述单通道检测门限TC进行比较,若所述长方体栅格对应的各接收通道的单通道检测统计量中,有至少一个所述单通道检测统计量大于所述单通道检测门限TC,则将该长方体栅格的信息记录至集合P3d中,其中,,p3dG表示所述集合P3d中第G个长方体栅格的信息,包括所述第G个长方体栅格的经度、纬度、高度以及所述第G个长方体栅格对应的各接收通道的单通道检测统计量,Np2表示所述集合中所述长方体栅格的数量;
对所述集合P3dnew进行序贯凝聚,得到点迹集合Psort;
将所述点迹集合Psort中的点迹按照所述第二累加结果K 2降序排列;
将所述点迹集合Psort中按照所述第二累加结果K 2降序排列后得到的第一个点迹存入集合Pclean,根据所述索引信息矩阵In c 查找所述第一个点迹的位置对应的S c (d),并将其设置为0,从所述点迹集合Psort中删除所述第一个点迹;
若所述点迹集合Psort不为空集,则令集合Grid3d=Psort,并重新在所述三维探测空间进行局部范围的栅格检测,重复以上过程,直至所述点迹集合Psort为空集;
若所述点迹集合Psort为空集,将所述集合Pclean作为所述探测目标的点迹集合。
需要说明的是,在点迹集合Psort不为空集时,需要令集合Grid3d=Psort,并重新在三维探测空间进行局部范围的栅格检测,即依次执行从建立集合Grid3d中长方体栅格与预处理结果序列S c (d)的索引信息矩阵开始,至从点迹集合Psort中删除第一个点迹的各个步骤,直至点迹集合Psort为空集。
为使本领域技术人员能够更好地理解上述内容,下面结合图2对上述实施方式提供的基于局部三维栅格的信号级联合检测方法的流程进行简要说明。
如图2所示,首先进行2维、3维空间栅格划分,在此基础上,建立2维、3维间栅格映射。
之后进行回波数据预处理,依次将各通道预处理数据配准至2维栅格,并积累统计量,进行累积量阈值检测。
在累积量阈值检测的基础上,基于M/N逻辑判决准则进行2维镜像消除,保存符合条件的目标在2维栅格位置。
根据2维和3维栅格映射表,将2维栅格中目标位置映射到3维栅格中,以待检测目标的高度分布特性为先验知识,确定3维栅格高度维检测范围,根据映射后的目标位置,在预设的局部范围内对预处理数据进行局部3维栅格映射,并积累统计量,依次进行累积量阈值检测、镜像消除,并进行点迹输出。
本公开的另一个实施方式涉及一种基于局部三维栅格的信号级联合检测装置,如图3所示,所述装置包括:
建立模块301,用于在三维探测空间符合条件下,建立所述三维探测空间与二维平面的映射关系;其中,rs表示所述三维探测空间中探测目标到雷达节点的直线距离,w为栅格宽度,h为所述探测目标与所述雷达节点的相对高度;
第一检测模块302,用于在所述二维平面进行栅格检测;
获取模块303,用于响应于第一检测结果为所述二维平面中存在所述探测目标,获取所述探测目标的第一栅格位置;
第二检测模块304,用于基于所述第一栅格位置,在所述三维探测空间进行局部范围的栅格检测,以得到所述探测目标的点迹集合。
示例性的,如图4所示,所述装置还包括第一构建模块305,
所述第一构建模块305,用于在所述建立所述三维探测空间与二维平面的映射关系之前,
离线构建三维空间栅格,将所述三维探测空间均匀划分为多个经度为△Lo、纬度为△La、高度为△H的长方体栅格;
利用矩阵Lo存储所述长方体栅格的经度坐标,利用矩阵La存储所述长方体栅格的纬度坐标,利用矩阵H存储所述长方体栅格的高度坐标,其中,当所述三维空间栅格的经度范围为[Lo1, Lolo]时,以△Lo为间隔采样,获得所述矩阵Lo,Lo=[ Lo1, Lo2,…, Lo i ,…, Lolo],i=1,2,…,lo,lo代表所述矩阵Lo中的元素数量;当所述三维空间栅格的纬度范围为[La1, Lala]时,以△La为间隔采样,获得所述矩阵La,La=[ La1, La2, …,La j ,…, Lala],j=1,2,…,la,la代表所述矩阵La中的元素数量;当所述三维空间栅格的高度范围为[H1, Hh1]时,以△H为间隔采样,获得所述矩阵H,H=[H1,H2, …, H k ,…, Hh1],k=1,2,…,h1,h1代表所述矩阵H中的元素数量;
分别计算各所述长方体栅格与各所述雷达节点对应的第一方位、第一距离、俯仰。
示例性的,如图4所示,所述装置还包括第二构建模块306,
所述第二构建模块306,用于在所述分别计算各所述长方体栅格与各所述雷达节点对应的第一方位、第一距离、俯仰之后,
离线构建二维栅格,将所述三维探测空间高度H1处的二维探测区域均匀划分为多个经度为△Lo2d、纬度为△La2d的矩形栅格;
利用矩阵Lo2d存储所述矩形栅格的经度坐标,利用矩阵La2d存储所述矩形栅格的纬度坐标,其中,当所述二维栅格的经度范围为时,以△Lo2d为间隔采样,获得所述矩阵Lo2d,,ir=1,2,…,lo2d,lo2d代表所述矩阵Lo2d中的元素数量;当所述二维栅格的纬度范围为时,以△La2d为间隔采样,获得所述矩阵La2d,,jr=1,2,…,la2d,la2d代表所述矩阵La2d中的元素数量;
分别计算各所述矩形栅格与各所述雷达节点对应的第二方位、第二距离。
示例性的,所述建立模块301,用于建立所述三维探测空间与二维平面的映射关系,包括:
所述建立模块301,用于根据位置信息,离线建立所述三维空间栅格与所述二维栅格的位置对应关系的映射集合Loc,其中,
示例性的,所述第一检测模块302,用于在所述二维平面进行栅格检测,包括:
所述第一检测模块302,用于对各通道回波数据进行匹配滤波、运动目标探测预处理,输出预处理结果序列S c (d),其中,,S c (d)表示第c个通道中第d个距离单元的预处理结果序列,u为脉冲编号,U为脉冲个数,s c [d,u]表示第c个通道中第d个距离单元的第u个脉冲的预处理结果序列;
建立所述二维栅格与所述预处理结果序列S c (d)的索引信息矩阵In2d c ,其中,,In2d θt 表示所述二维栅格对应所述预处理结果序列S c (d))的发射方位角索引信息,In2d θr 表示所述二维栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的接收方位角索引信息,In2d 𝜑t 表示所述二维栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的发射俯仰角索引信息,In2d 𝜑r 表示所述二维栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的接收俯仰角索引信息,In2d R 表示所述二维栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的距离索引信息,且In2d R =d;
将所述第一累加结果K 1与预设的检测器门限TT进行比较,得到第一比较结果;
若所述第一比较结果中所述第一累加结果K 1大于或等于所述检测器门限TT,则所述第一检测结果为所述矩形栅格中存在所述探测目标;
若所述第一比较结果中所述第一累加结果K 1小于所述检测器门限TT,则所述第一检测结果为所述矩形栅格中不存在所述探测目标。
示例性的,所述获取模块303,用于响应于第一检测结果为所述二维平面中存在所述探测目标,获取所述探测目标的第一栅格位置,包括:
所述获取模块303,用于在所述矩形栅格中存在所述探测目标时,将所述探测目标所在的所述矩形栅格对应的各接收通道的单通道检测统计量与预设的单通道检测门限TC进行比较,若所述矩形栅格对应的各接收通道的单通道检测统计量中,有至少一个所述单通道检测统计量大于所述单通道检测门限TC,则将该矩形栅格的信息记录至集合P2d中,其中,,表示所述集合P2d中第g个矩形栅格的信息,包括所述第g个矩形栅格的经度、纬度以及所述第g个矩形栅格对应的各接收通道的单通道检测统计量,Np1表示所述集合P2d中所述矩形栅格的数量;
针对所述集合P2d中各所述矩形栅格对应的各所述接收通道,统计所述单通道检测统计量大于所述单通道检测门限TC的所述接收通道的个数M 1;
依次判决所述集合P2d中各所述矩形栅格对应的M 1/N是否大于预设的门限TM,若所述矩形栅格对应的M 1/N大于或等于所述门限TM,则将所述矩形栅格的信息记录至集合P2dnew;
将所述集合P2dnew中各所述矩阵栅格的经度和纬度存储为集合Location1={(Lon q ,Lat q ) | q=1,2,…,Nloc},其中,Lon q 表示所述集合P2dnew中的所述矩形栅格的经度,Lat q 表示所述集合P2dnew中的所述矩形栅格的纬度,Nloc表示所述集合P2dnew中所述矩形栅格的数量;
基于所述集合Location1,依次查找经度处于[Lon q -△Lo2d, Lon q +△Lo2d]范围内、纬度处于[Lat q -△La2d, Lat q +△La2d]范围内的所述矩形栅格,并将查找到的所述矩形栅格的经度和纬度存储为集合Location2={(Lon v , Lat v ) | v=1,2,…, },其中,Lon v 表示查找到的所述矩形栅格的经度,Lat v 表示查找到的所述矩形栅格的纬度,表示查找到的所述矩形栅格的数量;
在所述映射集合Loc中查找所述集合Location2在所述三维空间栅格中的对应位置,将查找出的所述对应位置记为集合Gridselect;
根据所述探测目标的高度分布特性,将所述三维空间栅格的高度搜索范围设置为[Low, Height],其中,Low表示所述高度搜索范围中的最小高度,Height表示所述高度搜索范围中的最大高度;
从所述集合Gridselect中筛选高度处于[Low, Height]范围的所述长方体栅格,将筛选出的所述长方体栅格存储为集合Grid3d,以得到所述第一栅格位置。
示例性的,所述第二检测模块304,用于基于所述第一栅格位置,在所述三维探测空间进行局部范围的栅格检测,以得到所述探测目标的点迹集合,包括:
所述第二检测模块304,用于建立所述集合Grid3d中所述长方体栅格与所述预处理结果序列S c (d)的索引信息矩阵In c ,其中,,In θt 表示所述长方体栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的发射方位角度索引信息,In θr 表示所述长方体栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的接收方位角度索引信息,In φt 表示所述长方体栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的发射俯仰角索引信息,In φr 表示所述长方体栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的接收俯仰角索引信息,In R 表示所述长方体栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的距离索引信息;
将所述第二累加结果K 2与所述检测器门限TT进行比较,得到第二比较结果;
若所述第二比较结果中所述第二累加结果K 2大于或等于所述检测器门限TT,则所述第二检测结果为所述长方体栅格中存在所述探测目标;
若所述第二比较结果中所述第二累加结果K 2小于所述检测器门限TT,则所述第二检测结果为所述长方体栅格中不存在所述探测目标;
将存在所述探测目标的所述长方体栅格对应的各接收通道的单通道检测统计量与所述单通道检测门限TC进行比较,若所述长方体栅格对应的各接收通道的单通道检测统计量中,有至少一个所述单通道检测统计量大于所述单通道检测门限TC,则将该长方体栅格的信息记录至集合P3d中,其中,,p3dG表示所述集合P3d中第G个长方体栅格的信息,包括所述第G个长方体栅格的经度、纬度、高度以及所述第G个长方体栅格对应的各接收通道的单通道检测统计量,Np2表示所述集合中所述长方体栅格的数量;
对所述集合P3dnew进行序贯凝聚,得到点迹集合Psort;
将所述点迹集合Psort中的点迹按照所述第二累加结果K 2降序排列;
将所述点迹集合Psort中按照所述第二累加结果K 2降序排列后得到的第一个点迹存入集合Pclean,根据所述索引信息矩阵In c 查找所述第一个点迹的位置对应的S c (d),并将其设置为0,从所述点迹集合Psort中删除所述第一个点迹;
若所述点迹集合Psort不为空集,则令集合Grid3d=Psort,并重新在所述三维探测空间进行局部范围的栅格检测,重复以上过程,直至所述点迹集合Psort为空集;
若所述点迹集合Psort为空集,将所述集合Pclean作为所述探测目标的点迹集合。
本公开实施方式提供的基于局部三维栅格的信号级联合检测装置的具体实现方法,可以参见本公开实施方式提供的基于局部三维栅格的信号级联合检测方法所述,此处不再赘述。
本公开实施方式相对于现有技术而言,在三维探测空间符合预设条件下,通过建立模块建立三维探测空间与二维平面的映射关系,之后首先利用第一检测模块在二维平面进行栅格检测,并利用获取模块在二维平面的栅格检测结果为二维平面中存在探测目标时,获取探测目标所在的二维平面栅格的位置,利用第二检测模块基于探测目标所在的二维平面栅格的位置在三维探测空间进行局部范围的栅格检测,以得到探测目标的点迹集合,从而避免了直接对整个探测空间进行三维栅格检测,减少了三维栅格检测的栅格数量,且目标检测过程中还避免了遍历整个三维探测空间,在获得检测目标的三维空间位置信息的同时,有效节约了计算资源,提高了目标检测效率,满足了目标检测高效能、节约计算资源的发展需求。
本公开的另一个实施方式涉及一种电子设备,如图5所示,包括:
至少一个处理器501;以及,
与所述至少一个处理器501通信连接的存储器502;其中,
所述存储器502存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器501执行,以使所述至少一个处理器501能够执行上述实施方式所述的方法。
其中,存储器和处理器采用总线方式连接,总线可以包括任意数量的互联的总线和桥,总线将一个或多个处理器和存储器的各种电路连接在一起。总线还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路连接在一起,这些都是本领域所公知的,因此,本文不再对其进行进一步描述。总线接口在总线和收发机之间提供接口。收发机可以是一个元件,也可以是多个元件,比如多个接收器和发送器,提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。经处理器处理的数据通过天线在无线介质上进行传输,进一步,天线还接收数据并将数据传送给处理器。
处理器负责管理总线和通常的处理,还可以提供各种功能,包括定时,外围接口,电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器可以被用于存储处理器在执行操作时所使用的数据。
本公开的另一个实施方式涉及一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现上述实施方式所述的方法。
即,本领域技术人员可以理解,实现上述实施方式所述方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,该程序存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机,芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、ROM(Read-OnlyMemory,只读存储器)、RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域的普通技术人员可以理解,上述各实施方式是实现本公开的具体实施方式,而在实际应用中,可以在形式上和细节上对其作各种改变,而不偏离本公开的精神和范围。
Claims (10)
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述建立所述三维探测空间与二维平面的映射关系之前,所述方法还包括:
离线构建三维空间栅格,将所述三维探测空间均匀划分为多个经度为△Lo、纬度为△La、高度为△H的长方体栅格;
利用矩阵Lo存储所述长方体栅格的经度坐标,利用矩阵La存储所述长方体栅格的纬度坐标,利用矩阵H存储所述长方体栅格的高度坐标,其中,当所述三维空间栅格的经度范围为[Lo1, Lolo]时,以△Lo为间隔采样,获得所述矩阵Lo,Lo=[ Lo1, Lo2, …, Lo i ,…, Lolo],i=1,2,…,lo,lo代表所述矩阵Lo中的元素数量;当所述三维空间栅格的纬度范围为[La1, Lala]时,以△La为间隔采样,获得所述矩阵La,La=[ La1, La2, …, La j ,…,Lala],j=1,2,…,la,la代表所述矩阵La中的元素数量;当所述三维空间栅格的高度范围为[H1, Hh1]时,以△H为间隔采样,获得所述矩阵H,H=[H1,H2, …, H k ,…, Hh1],k=1,2,…,h1,h1代表所述矩阵H中的元素数量;
分别计算各所述长方体栅格与各所述雷达节点对应的第一方位、第一距离、俯仰。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,在所述分别计算各所述长方体栅格与各所述雷达节点对应的第一方位、第一距离、俯仰之后,所述方法还包括:
离线构建二维栅格,将所述三维探测空间高度H1处的二维探测区域均匀划分为多个经度为△Lo2d、纬度为△La2d的矩形栅格;
利用矩阵Lo2d存储所述矩形栅格的经度坐标,利用矩阵La2d存储所述矩形栅格的纬度坐标,其中,当所述二维栅格的经度范围为时,以△Lo2d为间隔采样,获得所述矩阵Lo2d,,ir=1,2,…,lo2d,lo2d代表所述矩阵Lo2d中的元素数量;当所述二维栅格的纬度范围为时,以△La2d为间隔采样,获得所述矩阵La2d,,jr=1,2,…,la2d,la2d代表所述矩阵La2d中的元素数量;
分别计算各所述矩形栅格与各所述雷达节点对应的第二方位、第二距离。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述在所述二维平面进行栅格检测,包括:
对各通道回波数据进行匹配滤波、运动目标探测预处理,输出预处理结果序列S c (d),其中,,S c (d)表示第c个通道中第d个距离单元的预处理结果序列,u为脉冲编号,U为脉冲个数,s c [d,u]表示第c个通道中第d个距离单元的第u个脉冲的预处理结果序列;
建立所述二维栅格与所述预处理结果序列S c (d)的索引信息矩阵In2d c ,其中,,In2d θt 表示所述二维栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的发射方位角索引信息,In2d θr 表示所述二维栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的接收方位角索引信息,In2d 𝜑t 表示所述二维栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的发射俯仰角索引信息,In2d 𝜑r 表示所述二维栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的接收俯仰角索引信息,In2d R 表示所述二维栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的距离索引信息,且In2d R =d;
将所述第一累加结果K 1与预设的检测器门限TT进行比较,得到第一比较结果;
若所述第一比较结果中所述第一累加结果K 1大于或等于所述检测器门限TT,则所述第一检测结果为所述矩形栅格中存在所述探测目标;
若所述第一比较结果中所述第一累加结果K 1小于所述检测器门限TT,则所述第一检测结果为所述矩形栅格中不存在所述探测目标。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述响应于第一检测结果为所述二维平面中存在所述探测目标,获取所述探测目标的第一栅格位置,包括:
在所述矩形栅格中存在所述探测目标时,将所述探测目标所在的所述矩形栅格对应的各接收通道的单通道检测统计量与预设的单通道检测门限TC进行比较,若所述矩形栅格对应的各接收通道的单通道检测统计量中,有至少一个所述单通道检测统计量大于所述单通道检测门限TC,则将该矩形栅格的信息记录至集合P2d中,其中,,表示所述集合P2d中第g个矩形栅格的信息,包括所述第g个矩形栅格的经度、纬度以及所述第g个矩形栅格对应的各接收通道的单通道检测统计量,Np1表示所述集合P2d中所述矩形栅格的数量;
针对所述集合P2d中各所述矩形栅格对应的各所述接收通道,统计所述单通道检测统计量大于所述单通道检测门限TC的所述接收通道的个数M 1;
依次判决所述集合P2d中各所述矩形栅格对应的M 1/N是否大于预设的门限TM,若所述矩形栅格对应的M 1/N大于或等于所述门限TM,则将所述矩形栅格的信息记录至集合P2dnew;
将所述集合P2dnew中各所述矩阵栅格的经度和纬度存储为集合Location1={(Lon q ,Lat q ) | q=1,2,…,Nloc},其中, q 表示所述集合P2dnew中的所述矩形栅格的经度, q 表示所述集合P2dnew中的所述矩形栅格的纬度,Nloc表示所述集合P2dnew中所述矩形栅格的数量;
基于所述集合Location1,依次查找经度处于[Lon q -△Lo2d, Lon q +△Lo2d]范围内、纬度处于[Lat q -△La2d, Lat q +△La2d]范围内的所述矩形栅格,并将查找到的所述矩形栅格的经度和纬度存储为集合Location2={(Lon v , Lat v ) | v=1,2,…,},其中,Lon v 表示查找到的所述矩形栅格的经度,Lat v 表示查找到的所述矩形栅格的纬度,表示查找到的所述矩形栅格的数量;
在所述映射集合Loc中查找所述集合Location2在所述三维空间栅格中的对应位置,将查找出的所述对应位置记为集合Gridselect;
根据所述探测目标的高度分布特性,将所述三维空间栅格的高度搜索范围设置为[Low, Height],其中,Low表示所述高度搜索范围中的最小高度,Height表示所述高度搜索范围中的最大高度;
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述基于所述第一栅格位置,在所述三维探测空间进行局部范围的栅格检测,以得到所述探测目标的点迹集合,包括:
建立所述集合中所述长方体栅格与所述预处理结果序列S c (d)的索引信息矩阵In c ,其中,,In θt 表示所述长方体栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的发射方位角度索引信息,In θr 表示所述长方体栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的接收方位角度索引信息,In φt 表示所述长方体栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的发射俯仰角索引信息,In φr 表示所述长方体栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的接收俯仰角索引信息,In R 表示所述长方体栅格对应所述预处理结果序列S c (d)的距离索引信息;
将所述第二累加结果K 2与所述检测器门限TT进行比较,得到第二比较结果;
若所述第二比较结果中所述第二累加结果K 2大于或等于所述检测器门限TT,则所述长方体栅格中存在所述探测目标;
若所述第二比较结果中所述第二累加结果K 2小于所述检测器门限TT,则所述长方体栅格中不存在所述探测目标;
将存在所述探测目标的所述长方体栅格对应的各接收通道的单通道检测统计量与所述单通道检测门限TC进行比较,若所述长方体栅格对应的各接收通道的单通道检测统计量中,有至少一个所述单通道检测统计量大于所述单通道检测门限TC,则将该长方体栅格的信息记录至集合P3d中,其中,,p3d G 表示所述集合P3d中第G个长方体栅格的信息,包括所述第G个长方体栅格的经度、纬度、高度以及所述第G个长方体栅格对应的各接收通道的单通道检测统计量,Np2表示所述集合中所述长方体栅格的数量;
对所述集合P3dnew进行序贯凝聚,得到点迹集合Psort;
将所述点迹集合Psort中的点迹按照所述第二累加结果K 2降序排列;
将所述点迹集合Psort中按照所述第二累加结果K 2降序排列后得到的第一个点迹存入集合Pclean,根据所述索引信息矩阵In c 查找所述第一个点迹的位置对应的S c (d),并将其设置为0,从所述点迹集合Psort中删除所述第一个点迹;
若所述点迹集合Psort为空集,将所述集合Pclean作为所述探测目标的点迹集合。
9.一种电子设备,其特征在于,包括:
至少一个处理器;以及,
与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至7中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法。
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