CN115598616B - 基于功率谱信息几何的雷达目标检测方法、装置和设备 - Google Patents

基于功率谱信息几何的雷达目标检测方法、装置和设备 Download PDF

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CN115598616B CN202211600418.7A CN202211600418A CN115598616B CN 115598616 B CN115598616 B CN 115598616B CN 202211600418 A CN202211600418 A CN 202211600418A CN 115598616 B CN115598616 B CN 115598616B
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Abstract

本申请涉及一种基于功率谱信息几何的雷达目标检测方法、装置和设备。所述方法包括：获取探测区域的雷达回波对应的多个距离单元，以及每一距离单元对应的参考单元；根据每一距离单元的样本数据，计算得到每一距离单元的功率谱，根据预先设置的几何测量对应的诱导势函数，计算得到每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心；根据诱导势函数，计算每一距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的几何差异，得到第一几何差异；根据当前距离单元对应的第一几何差异和预先设置的检测门限之间的大小关系，判断当前距离单元是否存在待检测目标。采用本方法能够大幅减少计算量并实现高性能实时检测。

Description

基于功率谱信息几何的雷达目标检测方法、装置和设备
技术领域
本申请涉及雷达信号处理技术领域，特别是涉及一种基于功率谱信息几何的雷达目标检测方法、装置和设备。
背景技术
雷达通过发射并接收电磁波，可以获得探测区域的回波信号。雷达目标检测技术通过处理该回波信号，可以判断探测区域中目标的存在与否。雷达目标检测在公共安全领域具有广泛的应用场景，是达成空中目标和海面目标预警探测的重要技术。
在现有的传统目标检测方法中，基于傅立叶变换的恒虚警概率检测器具有计算效率高、实现简单等特点，且当杂波为高斯白噪声时，可以取得最优检测性能。然而，在实际的复杂背景目标检测场景下，杂波通常不具有独立特性，且杂波的非高斯、非均匀、非平稳等特性，均使得这一传统目标检测方法性能急剧下降。针对这一复杂场景，基于矩阵信息几何的检测器，通过对数据进行协方差矩阵建模，可以解决传统方法在非独立杂波条件下的性能下降问题。此外，矩阵信息几何检测器利用协方差矩阵流形的内蕴几何结构特性，可以实现非均匀条件下的小样本高精度协方差矩阵估计，从而提高目标检测性能。然而，矩阵信息几何检测中的大量矩阵运算急剧提高了该方法的运算复杂度，从而难以实现雷达目标实时检测。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于功率谱信息几何的雷达目标检测方法、装置和设备。
一种基于功率谱信息几何的雷达目标检测方法，所述方法包括：
获取探测区域的雷达回波对应的多个距离单元，以及每一距离单元对应的参考单元；
根据所述每一距离单元的样本数据，计算得到所述每一距离单元的功率谱，根据预先设置的几何测量对应的诱导势函数，计算得到所述每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心；所述功率谱几何中心为距离单元的参考单元功率谱在功率谱流形上的几何中心；
根据所述诱导势函数，计算所述每一距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的几何差异，得到第一几何差异；
根据当前距离单元对应的第一几何差异和预先设置的检测门限之间的大小关系，判断当前距离单元是否存在待检测目标。
在其中一个实施例中，还包括：当所述几何测量为KL散度时，根据所述几何测量的诱导势函数，计算得到所述每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心为：
Figure 305222DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 6724DEST_PATH_IMAGE002
为当前距离单元对应参考单元的KL散度-诱导势函数几何中心，
Figure 88DEST_PATH_IMAGE003
为
Figure 347893DEST_PATH_IMAGE004
个参考单元在第
Figure 553746DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量上的功率平均值，
Figure 670607DEST_PATH_IMAGE006
，
Figure 569292DEST_PATH_IMAGE004
为参考单元数，
Figure 138814DEST_PATH_IMAGE007
，
Figure 148358DEST_PATH_IMAGE008
为雷达发射的脉冲数量，
Figure 609471DEST_PATH_IMAGE009
为第
Figure 413479DEST_PATH_IMAGE010
个参考单元在第
Figure 735876DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量上对应的功率。
在其中一个实施例中，还包括：根据所述几何测量为KL散度时对应的诱导势函数，计算所述每一距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的几何差异，得到第一几何差异为：
Figure 283532DEST_PATH_IMAGE011
其中，
Figure 374985DEST_PATH_IMAGE012
为当前距离单元的功率谱
Figure 615474DEST_PATH_IMAGE013
与对应参考单元的功率谱几何中心
Figure 628429DEST_PATH_IMAGE014
之间的第一几何差异，
Figure 605875DEST_PATH_IMAGE015
为当前距离单元中第
Figure 427200DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量对应的功率，
Figure 963224DEST_PATH_IMAGE016
为当前距离单元对应的参考单元中第
Figure 870000DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量对应的功率。
在其中一个实施例中，还包括：当所述几何测量为黎曼距离时，根据所述几何测量的诱导势函数，计算得到所述每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心为：
Figure 884092DEST_PATH_IMAGE017
其中，
Figure 825503DEST_PATH_IMAGE018
为当前距离单元对应参考单元的黎曼距离-诱导势函数几何中心，
Figure 266849DEST_PATH_IMAGE019
为
Figure 457659DEST_PATH_IMAGE020
个参考单元在第
Figure 150808DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量上的功率谱几何中心，
Figure 572825DEST_PATH_IMAGE021
，
Figure 326017DEST_PATH_IMAGE022
为参考单元数，
Figure 332019DEST_PATH_IMAGE023
，
Figure 891176DEST_PATH_IMAGE024
为雷达发射的脉冲数量，
Figure 541601DEST_PATH_IMAGE025
为第
Figure 590328DEST_PATH_IMAGE026
个参考单元中第
Figure 958993DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量对应的功率。
在其中一个实施例中，还包括：根据所述几何测量为黎曼距离时对应的诱导势函数，计算所述每一距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的几何差异，得到第一几何差异为：
Figure 620043DEST_PATH_IMAGE027
其中，
Figure 124974DEST_PATH_IMAGE028
为当前距离单元的功率谱
Figure 344603DEST_PATH_IMAGE029
与对应参考单元的功率谱几何中心
Figure 200563DEST_PATH_IMAGE030
之间的第一几何差异，
Figure 898261DEST_PATH_IMAGE031
为当前距离单元中第
Figure 320015DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量对应的功率，
Figure 585911DEST_PATH_IMAGE032
为当前距离单元对应的参考单元中第
Figure 788222DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量对应的功率。
在其中一个实施例中，还包括：当所述几何测量为JS散度时，根据所述几何测量的诱导势函数，计算得到所述每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心为：
Figure 430556DEST_PATH_IMAGE033
Figure 536178DEST_PATH_IMAGE034
其中，
Figure 972975DEST_PATH_IMAGE035
为当前距离单元对应参考单元的JS散度-诱导势函数几何中心，
Figure 397003DEST_PATH_IMAGE036
为功率谱分量，
Figure 577449DEST_PATH_IMAGE037
为第
Figure 301691DEST_PATH_IMAGE038
个参考单元中第
Figure 909390DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量对应的功率，
Figure 820715DEST_PATH_IMAGE039
为迭代第
Figure 539272DEST_PATH_IMAGE040
次时几何中心第
Figure 619486DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量对应的功率。
在其中一个实施例中，还包括：根据几何测量为JS散度时对应的诱导势函数，计算所述每一距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的几何差异，得到第一几何差异为：
Figure 194823DEST_PATH_IMAGE041
其中，
Figure 734389DEST_PATH_IMAGE042
为当前距离单元的功率谱
Figure 381271DEST_PATH_IMAGE043
与对应参考单元的功率谱几何中心
Figure 689893DEST_PATH_IMAGE044
之间的第一几何差异，
Figure 498449DEST_PATH_IMAGE045
为当前距离单元中第
Figure 259731DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量对应的功率，
Figure 710304DEST_PATH_IMAGE046
为当前距离单元对应的参考单元中第
Figure 670170DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量对应的功率。
在其中一个实施例中，还包括：根据预先获取的无待检测目标时所述探测区域的雷达回波对应的多个距离单元，计算得到每一距离单元对应的第二几何差异，根据所述第二几何差异，得到检测门限；所述根据所述第二几何差异，得到检测门限的步骤包括：根据所述第二几何差异，得到第二几何差异的降序排序结果；根据所述第二几何差异的降序排序结果，得到检测门限为：
Figure 790573DEST_PATH_IMAGE047
其中，
Figure 930829DEST_PATH_IMAGE048
为检测门限，
Figure 794880DEST_PATH_IMAGE049
表示
Figure 671569DEST_PATH_IMAGE050
取上整，
Figure 228453DEST_PATH_IMAGE051
为第二几何差异的数量，
Figure 88961DEST_PATH_IMAGE052
为虚警概率，
Figure 287861DEST_PATH_IMAGE053
为第二几何差异的降序排序结果，
Figure 425582DEST_PATH_IMAGE054
对应
Figure 278000DEST_PATH_IMAGE055
，
Figure 235592DEST_PATH_IMAGE056
，
Figure 333123DEST_PATH_IMAGE057
为第
Figure 59771DEST_PATH_IMAGE058
组回波数据第
Figure 817511DEST_PATH_IMAGE059
个距离单元对应的第二几何差异。
一种基于功率谱信息几何的雷达目标检测装置，所述装置包括：
数据获取模块，用于获取探测区域的雷达回波对应的多个距离单元，以及每一距离单元对应的参考单元；
功率谱几何中心计算模块，用于根据所述每一距离单元的样本数据，计算得到所述每一距离单元的功率谱，根据预先设置的几何测量对应的诱导势函数，计算得到所述每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心；所述功率谱几何中心为距离单元的参考单元功率谱在功率谱流形上的几何中心；
第一几何差异计算模块，用于根据所述诱导势函数，计算所述每一距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的几何差异，得到第一几何差异；
目标检测模块，用于根据当前距离单元对应的第一几何差异和预先设置的检测门限之间的大小关系，判断当前距离单元是否存在待检测目标。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取探测区域的雷达回波对应的多个距离单元，以及每一距离单元对应的参考单元；
根据所述每一距离单元的样本数据，计算得到所述每一距离单元的功率谱，根据预先设置的几何测量对应的诱导势函数，计算得到所述每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心；所述功率谱几何中心为距离单元的参考单元功率谱在功率谱流形上的几何中心；
根据所述诱导势函数，计算所述每一距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的几何差异，得到第一几何差异；
根据当前距离单元对应的第一几何差异和预先设置的检测门限之间的大小关系，判断当前距离单元是否存在待检测目标。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取探测区域的雷达回波对应的多个距离单元，以及每一距离单元对应的参考单元；
根据所述每一距离单元的样本数据，计算得到所述每一距离单元的功率谱，根据预先设置的几何测量对应的诱导势函数，计算得到所述每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心；所述功率谱几何中心为距离单元的参考单元功率谱在功率谱流形上的几何中心；
根据所述诱导势函数，计算所述每一距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的几何差异，得到第一几何差异；
根据当前距离单元对应的第一几何差异和预先设置的检测门限之间的大小关系，判断当前距离单元是否存在待检测目标。
上述基于功率谱信息几何的雷达目标检测方法、装置和设备，通过计算回波信号对应的每一距离单元的功率谱，并基于协方差矩阵流形上几何测量所诱导的功率谱势函数，计算每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心，从而量化待检测单元的功率谱与参考单元功率谱之间的特性差异，通过比较该差异量化值与门限的大小关系，确定目标的存在与否，本发明实施例，基于协方差矩阵流形与功率谱流形的对偶特性，利用维度更低的功率谱模型对样本数据进行建模，可以在大幅减少计算量的前提下，获得与矩阵信息几何检测器渐近的性能，能够实现高性能实时检测。
附图说明
图1为一个实施例中基于功率谱信息几何的雷达目标检测方法的流程示意图；
图2为一个实施例中本发明方法以及对比方法的运算时间曲线示意图；
图3为一个实施例中参考单元数为32时，本发明方法以及对比方法的接收机性能曲线示意图；
图4为一个实施例中参考单元数为16时，本发明方法以及对比方法的接收机性能曲线示意图；
图5为一个实施例中基于功率谱信息几何的雷达目标检测装置的结构框图；
图6为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
矩阵信息几何检测器（MIG，Matrix InformationGeometry），通过对数据进行协方差矩阵建模，可以解决传统方法在非独立杂波条件下的性能下降问题，基于协方差矩阵流形与功率谱流形的对偶特性，本发明提出了与矩阵信息几何检测器具有渐近性能的功率谱信息几何检测器（PSIG，Power spectrum information geometry）。
在一个实施例中，如图1所示，提供了一种基于功率谱信息几何的雷达目标检测方法，包括以下步骤：
步骤102，获取探测区域的雷达回波对应的多个距离单元，以及每一距离单元对应的参考单元。
利用雷达发射
Figure 527978DEST_PATH_IMAGE060
个相参脉冲，接收探测区域的雷达回波数据，接收到的脉冲串数据矩阵为：
Figure 662156DEST_PATH_IMAGE061
其中，第
Figure 508889DEST_PATH_IMAGE062
行
Figure 375214DEST_PATH_IMAGE063
代表第
Figure 432032DEST_PATH_IMAGE064
个距离单元的样本数据，距离单元指的是雷达在一个相干处理间隔内发送
Figure 245267DEST_PATH_IMAGE065
个脉冲波，对回波信号进行采样处理可以得到一组离散的接收数据，由于雷达与目标之间的距离是有限的，因此，可以根据距离分辨单元的大小将此距离分为许多区间，每一个区间称为距离单元，距离单元的样本数据为采样点对应的接收数据；
对于每个距离单元，选取临近距离单元作为参考单元，在本发明实施例中，对于每个距离单元，选取前后各
Figure 849904DEST_PATH_IMAGE066
个距离单元作为
Figure 559234DEST_PATH_IMAGE067
个参考单元，当前或后距离单元数不足
Figure 368927DEST_PATH_IMAGE066
时，取另一侧将参考单元补充至
Figure 720273DEST_PATH_IMAGE067
个，令参考单元数为脉冲数的两倍，即
Figure 338337DEST_PATH_IMAGE068
，在获取距离单元和对应的参考单元后，通过计算距离单元的功率谱及其对应的所有参考单元功率谱流形之间的几何结构差异信息，进行目标检测。
步骤104，根据每一距离单元的样本数据，计算得到每一距离单元的功率谱，根据预先设置的几何测量对应的诱导势函数，计算得到每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心。
基于接收到的脉冲串，计算每个距离单元样本数据的功率谱，对于当前距离单元的样本数据
Figure 608781DEST_PATH_IMAGE069
，其功率谱为：
Figure 515557DEST_PATH_IMAGE070
Figure 795229DEST_PATH_IMAGE071
其中，
Figure 205481DEST_PATH_IMAGE072
为当前距离单元的第
Figure 679450DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量，
Figure 73523DEST_PATH_IMAGE073
，
Figure 891306DEST_PATH_IMAGE074
为当前距离单元的样本数据中的第
Figure 687224DEST_PATH_IMAGE075
个脉冲数据，
Figure 299471DEST_PATH_IMAGE076
，
Figure 915260DEST_PATH_IMAGE077
为虚数单位符号，则对于样本数据
Figure 536734DEST_PATH_IMAGE078
，可以得到对应的功率谱
Figure 983896DEST_PATH_IMAGE079
；
在本发明中定义参考单元的功率谱几何中心，以对距离单元对应的所有参考单元的功率谱流形信息进行描述，功率谱流形是将参考单元功率谱的集合看成一个微分流形，它的几何结构有助于更深入地研究其各方面的性质，参考单元的功率谱几何中心通过几何测量来衡量，几何测量衡量了矩阵流形上两个点之间的差异性，进而反映了矩阵流形的内蕴几何结构差异，几何测量包括KL（Kullback-Leibler）散度、黎曼距离和JS（Jensen-Shannon）散度，这些几何测量是由矩阵范数诱导得到，基于协方差矩阵流形上几何测量所诱导的功率谱势函数，计算每个距离单元的参考单元功率谱几何中心，功率谱几何中心为距离单元的参考单元功率谱在功率谱流形上的几何中心，当前距离单元的参考单元功率谱为
Figure 907989DEST_PATH_IMAGE080
，其中，
Figure 902752DEST_PATH_IMAGE081
，
Figure 937705DEST_PATH_IMAGE082
，
Figure 301690DEST_PATH_IMAGE083
为距离单元对应的参考单元数量，本发明提供基于该三种几何测量诱导势函数的参考单元功率谱几何中心计算方法：
（a）KL散度-诱导势函数几何中心：
Figure 396685DEST_PATH_IMAGE084
其中，
Figure 111700DEST_PATH_IMAGE085
为当前距离单元对应参考单元的KL散度-诱导势函数几何中心，
Figure 950343DEST_PATH_IMAGE086
为
Figure 372097DEST_PATH_IMAGE087
个参考单元在第
Figure 762627DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量上的功率平均值，
Figure 840304DEST_PATH_IMAGE088
，
Figure 843158DEST_PATH_IMAGE089
为参考单元数，
Figure 57101DEST_PATH_IMAGE090
，
Figure 618533DEST_PATH_IMAGE091
为雷达发射的脉冲数量，
Figure 183506DEST_PATH_IMAGE092
为第
Figure 488586DEST_PATH_IMAGE093
个参考单元在第
Figure 884932DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量上对应的功率。
（b）黎曼距离-诱导势函数几何中心：
Figure 492631DEST_PATH_IMAGE094
其中，
Figure 138376DEST_PATH_IMAGE095
为当前距离单元对应参考单元的黎曼距离-诱导势函数几何中心，
Figure 122512DEST_PATH_IMAGE096
为
Figure 202726DEST_PATH_IMAGE097
个参考单元在第
Figure 574802DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量上的功率谱几何中心。
（c）JS散度-诱导势函数几何中心：
Figure 848788DEST_PATH_IMAGE098
其中，
Figure 495670DEST_PATH_IMAGE099
为当前距离单元对应参考单元的JS散度-诱导势函数几何中心，
Figure 601029DEST_PATH_IMAGE100
为功率谱分量，
Figure 550531DEST_PATH_IMAGE101
可通过下列迭代式得到，
Figure 702026DEST_PATH_IMAGE102
其中，
Figure 762386DEST_PATH_IMAGE103
为第
Figure 551613DEST_PATH_IMAGE104
个参考单元中第
Figure 672016DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量对应的功率，
Figure 45228DEST_PATH_IMAGE105
为迭代第
Figure 909279DEST_PATH_IMAGE106
次时几何中心第
Figure 317127DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量对应的功率，初始条件
Figure 405168DEST_PATH_IMAGE107
，迭代收敛条件为
Figure 141043DEST_PATH_IMAGE108
（
Figure 933419DEST_PATH_IMAGE109
通常取为0.001）。
步骤106，根据诱导势函数，计算每一距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的几何差异，得到第一几何差异。
基于诱导势函数，计算每个距离单元功率谱与其参考单元功率谱几何中心的几何差异，从而量化距离单元的功率谱与其所有参考单元对应功率谱流形之间的几何差异，以用于目标检测，基于三种几何测量诱导势函数的几何差异计算如下：
（a）KL散度-诱导势函数几何差异：
Figure 71139DEST_PATH_IMAGE110
其中，
Figure 893864DEST_PATH_IMAGE111
为当前距离单元的功率谱
Figure 117035DEST_PATH_IMAGE112
与对应参考单元的功率谱几何中心
Figure 713101DEST_PATH_IMAGE113
之间的第一几何差异，
Figure 705328DEST_PATH_IMAGE114
为当前距离单元中第
Figure 135172DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量对应的功率，
Figure 970273DEST_PATH_IMAGE115
为当前距离单元对应的参考单元中第
Figure 979817DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量对应的功率；
（b）黎曼距离-诱导势函数几何差异：
Figure 951184DEST_PATH_IMAGE116
其中，
Figure 755192DEST_PATH_IMAGE117
为当前距离单元的功率谱
Figure 313475DEST_PATH_IMAGE118
与对应参考单元的功率谱几何中心
Figure 126710DEST_PATH_IMAGE119
之间的第一几何差异；
（c）JS散度-诱导势函数几何差异：
Figure 624688DEST_PATH_IMAGE120
其中，
Figure 989810DEST_PATH_IMAGE121
为当前距离单元的功率谱
Figure 409290DEST_PATH_IMAGE122
与对应参考单元的功率谱几何中心
Figure 885271DEST_PATH_IMAGE123
之间的第一几何差异。
步骤108，根据当前距离单元对应的第一几何差异和预先设置的检测门限之间的大小关系，判断当前距离单元是否存在待检测目标。
利用预先获取的无目标时探测区域雷达回波数据，计算门限值，根据当前距离单元对应的第一几何差异和检测门限，得到判决式为：
Figure 706596DEST_PATH_IMAGE124
其中，
Figure 977040DEST_PATH_IMAGE125
为检测门限，
Figure 149396DEST_PATH_IMAGE126
为当前距离单元对应的第一几何差异，
Figure 918813DEST_PATH_IMAGE127
表示当前距离单元存在待检测目标，
Figure 329066DEST_PATH_IMAGE128
表示当前距离单元不存在待检测目标，根据判决式，判断当前距离单元是否存在待检测目标。
计算检测门限的具体步骤包括：
采集获取无目标时探测区域雷达回波数据
Figure 35991DEST_PATH_IMAGE129
，基于第
Figure 430063DEST_PATH_IMAGE130
组回波数据
Figure 247847DEST_PATH_IMAGE131
，计算第
Figure 43764DEST_PATH_IMAGE130
组回波数据中每个距离单元的几何差异值，并记第
Figure 656011DEST_PATH_IMAGE130
组回波数据中第
Figure 537380DEST_PATH_IMAGE132
个距离单元所得几何差异为第二几何差异
Figure 830958DEST_PATH_IMAGE133
，将所有
Figure 107480DEST_PATH_IMAGE134
个
Figure 31574DEST_PATH_IMAGE135
按照降序排序为
Figure 993714DEST_PATH_IMAGE136
，则虚警概率
Figure 28666DEST_PATH_IMAGE137
所对应的门限为
Figure 923810DEST_PATH_IMAGE138
，其中，
Figure 18805DEST_PATH_IMAGE139
表示
Figure 405924DEST_PATH_IMAGE140
取上整。
上述基于功率谱信息几何的雷达目标检测方法中，通过计算回波信号对应的每一距离单元的功率谱，并基于协方差矩阵流形上几何测量所诱导的功率谱势函数，计算每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心，从而量化待检测单元的功率谱与参考单元功率谱之间的特性差异，通过比较该差异量化值与门限的大小关系，确定目标的存在与否，本发明实施例，基于协方差矩阵流形与功率谱流形的对偶特性，利用维度更低的功率谱模型对样本数据进行建模，可以在大幅减少计算量的前提下，获得与矩阵信息几何检测器渐近的性能，能够实现高性能实时检测。
在一个实施例中，根据预先设置的几何测量对应的诱导势函数，计算得到每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心包括：当几何测量为KL散度时，根据几何测量的诱导势函数，计算得到每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心为：
Figure 369200DEST_PATH_IMAGE141
其中，
Figure 994217DEST_PATH_IMAGE142
为当前距离单元对应参考单元的KL散度-诱导势函数几何中心，
Figure 886212DEST_PATH_IMAGE143
为
Figure 963889DEST_PATH_IMAGE144
个参考单元在第
Figure 465278DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量上的功率平均值，
Figure 944801DEST_PATH_IMAGE145
，
Figure 240653DEST_PATH_IMAGE144
为参考单元数，
Figure 805626DEST_PATH_IMAGE146
，
Figure 110706DEST_PATH_IMAGE147
为雷达发射的脉冲数量，
Figure 444735DEST_PATH_IMAGE148
为第
Figure 849172DEST_PATH_IMAGE149
个参考单元在第
Figure 527540DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量上对应的功率。
在一个实施例中，根据诱导势函数，计算每一距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的几何差异，得到第一几何差异包括：根据几何测量为KL散度时对应的诱导势函数，计算每一距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的几何差异，得到第一几何差异为：
Figure 511676DEST_PATH_IMAGE150
其中，
Figure 824846DEST_PATH_IMAGE151
为当前距离单元的功率谱
Figure 603446DEST_PATH_IMAGE152
与对应参考单元的功率谱几何中心
Figure 2066DEST_PATH_IMAGE153
之间的第一几何差异，
Figure 524315DEST_PATH_IMAGE154
为当前距离单元中第
Figure 957570DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量对应的功率，
Figure 703809DEST_PATH_IMAGE155
为当前距离单元对应的参考单元中第
Figure 730671DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量对应的功率。
在一个实施例中，根据预先设置的几何测量对应的诱导势函数，计算得到每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心还包括：当几何测量为黎曼距离时，根据几何测量的诱导势函数，计算得到每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心为：
Figure 417130DEST_PATH_IMAGE156
其中，
Figure 580258DEST_PATH_IMAGE157
为当前距离单元对应参考单元的黎曼距离-诱导势函数几何中心，
Figure 825294DEST_PATH_IMAGE158
为
Figure 73873DEST_PATH_IMAGE159
个参考单元在第
Figure 62557DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量上的功率谱几何中心，
Figure 142509DEST_PATH_IMAGE160
，
Figure 433813DEST_PATH_IMAGE083
为参考单元数，
Figure 294322DEST_PATH_IMAGE161
，
Figure 962063DEST_PATH_IMAGE162
为雷达发射的脉冲数量，
Figure 460303DEST_PATH_IMAGE163
为第
Figure 922508DEST_PATH_IMAGE164
个参考单元中第
Figure 270313DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量对应的功率。
在一个实施例中，根据诱导势函数，计算每一距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的几何差异，得到第一几何差异包括：根据几何测量为黎曼距离时对应的诱导势函数，计算每一距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的几何差异，得到第一几何差异为：
Figure 476166DEST_PATH_IMAGE165
其中，
Figure 265131DEST_PATH_IMAGE166
为当前距离单元的功率谱
Figure 288451DEST_PATH_IMAGE167
与对应参考单元的功率谱几何中心
Figure 733338DEST_PATH_IMAGE168
之间的第一几何差异，
Figure 601937DEST_PATH_IMAGE169
为当前距离单元中第
Figure 714250DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量对应的功率，
Figure 314995DEST_PATH_IMAGE170
为当前距离单元对应的参考单元中第
Figure 138857DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量对应的功率。
在一个实施例中，根据预先设置的几何测量对应的诱导势函数，计算得到每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心还包括：当几何测量为JS散度时，根据几何测量的诱导势函数，计算得到每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心为：
Figure 686513DEST_PATH_IMAGE171
Figure 777966DEST_PATH_IMAGE172
其中，
Figure 18454DEST_PATH_IMAGE173
为当前距离单元对应参考单元的JS散度-诱导势函数几何中心，
Figure 562568DEST_PATH_IMAGE174
为功率谱分量，
Figure 648336DEST_PATH_IMAGE175
为第
Figure 594295DEST_PATH_IMAGE176
个参考单元中第
Figure 5685DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量对应的功率，
Figure 538560DEST_PATH_IMAGE039
为迭代第
Figure 224756DEST_PATH_IMAGE177
次时几何中心第
Figure 166167DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量对应的功率。
在一个实施例中，根据诱导势函数，计算每一距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的几何差异，得到第一几何差异包括：根据几何测量为JS散度时对应的诱导势函数，计算每一距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的几何差异，得到第一几何差异为：
Figure 873092DEST_PATH_IMAGE178
其中，
Figure 267164DEST_PATH_IMAGE179
为当前距离单元的功率谱
Figure 84948DEST_PATH_IMAGE180
与对应参考单元的功率谱几何中心
Figure 349707DEST_PATH_IMAGE181
之间的第一几何差异，
Figure 227533DEST_PATH_IMAGE182
为当前距离单元中第
Figure 108901DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量对应的功率，
Figure 402479DEST_PATH_IMAGE183
为当前距离单元对应的参考单元中第
Figure 690721DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量对应的功率。
在一个实施例中，得到检测门限的步骤，包括：根据预先获取的无待检测目标时探测区域的雷达回波对应的多个距离单元，计算得到每一距离单元对应的第二几何差异，根据第二几何差异，得到检测门限；根据第二几何差异，得到检测门限的步骤包括：根据第二几何差异，得到第二几何差异的降序排序结果；根据第二几何差异的降序排序结果，得到检测门限为：
Figure 349235DEST_PATH_IMAGE184
其中，
Figure 842534DEST_PATH_IMAGE185
为检测门限，
Figure 611907DEST_PATH_IMAGE186
表示
Figure 507050DEST_PATH_IMAGE187
取上整，
Figure 336466DEST_PATH_IMAGE188
为第二几何差异的数量，
Figure 317060DEST_PATH_IMAGE189
为虚警概率，
Figure 952441DEST_PATH_IMAGE190
为第二几何差异的降序排序结果，
Figure 311878DEST_PATH_IMAGE191
对应
Figure 203873DEST_PATH_IMAGE192
，
Figure 15971DEST_PATH_IMAGE193
，
Figure 782939DEST_PATH_IMAGE194
为第
Figure 262462DEST_PATH_IMAGE195
组回波数据第
Figure 823893DEST_PATH_IMAGE196
个距离单元对应的第二几何差异。
在一个具体实施例中，通过实验验证本发明方法的运算时间与检测性能，如图2所示，提供了一种本发明方法以及对比方法的运算时间曲线示意图，对比方法包括功率谱信息几何检测器、矩阵信息几何检测器以及基于傅立叶变换的恒虚警率检测器（FFT，FastFourier Transform），FFT对应于图2中的G，100次运算的平均时间如图2所示，令参考单元数为脉冲数的两倍，即
Figure 185604DEST_PATH_IMAGE197
。其中，根据所采用的几何测量不同，矩阵信息几何检测器分为：KL散度矩阵信息几何检测器（MIG-KLD，Matrix InformationGeometry-KullbackLeiblerDetector）、黎曼距离矩阵信息几何检测器（MIG-RD，MatrixInformationGeometry-RiemannDetector）、JS散度矩阵信息几何检测器（MIG-JSD，MatrixInformationGeometry -JensenShannonDetector），分别对应于图2、图3和图4中的D、E和F；此外，由上述三种矩阵信息几何检测器诱导的功率谱信息几何检测器为：KL散度功率谱信息几何检测器（PSIG-KLD）、黎曼距离功率谱信息几何检测器（PSIG-RD）、JS散度功率谱信息几何检测器（PSIG-JSD），分别对应于图2、图3和图4中的A、B和C。从图2中可以看出，功率谱信息几何检测器与基于傅立叶变换的恒虚警率检测器运算量相当，运算时间约为傅立叶变换的恒虚警率检测器的三倍。并且，功率谱信息几何检测器的运算时间远低于矩阵信息几何检测器，且当脉冲数
Figure 366050DEST_PATH_IMAGE198
增大时，运算时间差异越大。如图3所示，提供了一种参考单元数为32时，本发明方法以及对比方法的接收机性能曲线示意图，如图4所示，提供了一种参考单元数为16时，本发明方法以及对比方法的接收机性能曲线示意图，性能验证所用数据为机载雷达对中小型船只探测实测数据，数据共包含2048个脉冲、170个距离单元。取连续15个脉冲作为相参处理单元，从图2和图3中可以看出功率谱信息几何检测器性能优于矩阵信息几何检测器；且当参考单元数降低时，两类信息几何检测器的检测性能均未降低，具有优异的小样本条件下目标检测能力。
应该理解的是，虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图5所示，提供了一种基于功率谱信息几何的雷达目标检测装置，包括：数据获取模块502、功率谱几何中心计算模块504、第一几何差异计算模块506和目标检测模块508，其中：
数据获取模块502，用于获取探测区域的雷达回波对应的多个距离单元，以及每一距离单元对应的参考单元；
功率谱几何中心计算模块504，用于根据每一距离单元的样本数据，计算得到每一距离单元的功率谱，根据预先设置的几何测量对应的诱导势函数，计算得到每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心；功率谱几何中心为距离单元对应的参考单元功率谱流形的几何中心；
第一几何差异计算模块506，用于根据诱导势函数，计算每一距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的几何差异，得到第一几何差异；
目标检测模块508，用于根据当前距离单元对应的第一几何差异和预先设置的检测门限之间的大小关系，判断当前距离单元是否存在待检测目标。
在其中一个实施例中，功率谱几何中心计算模块504还用于当几何测量为KL散度时，根据几何测量的诱导势函数，计算得到每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心为：
Figure 824713DEST_PATH_IMAGE199
其中，
Figure 166833DEST_PATH_IMAGE200
为当前距离单元对应参考单元的KL散度-诱导势函数几何中心，
Figure 845201DEST_PATH_IMAGE201
为
Figure 563758DEST_PATH_IMAGE202
个参考单元在第
Figure 814611DEST_PATH_IMAGE203
个功率谱分量上的功率平均值，
Figure 717845DEST_PATH_IMAGE204
，
Figure 257411DEST_PATH_IMAGE205
为参考单元数，
Figure 904293DEST_PATH_IMAGE206
，
Figure 212914DEST_PATH_IMAGE207
为雷达发射的脉冲数量，
Figure 287050DEST_PATH_IMAGE208
为第
Figure 782753DEST_PATH_IMAGE209
个参考单元在第
Figure 734791DEST_PATH_IMAGE203
个功率谱分量上对应的功率。
在其中一个实施例中，功率谱几何中心计算模块504还用于根据几何测量为KL散度时对应的诱导势函数，计算每一距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的几何差异，得到第一几何差异为：
Figure 897919DEST_PATH_IMAGE210
其中，
Figure 815059DEST_PATH_IMAGE211
为当前距离单元的功率谱
Figure 453851DEST_PATH_IMAGE212
与对应参考单元的功率谱几何中心
Figure 317902DEST_PATH_IMAGE213
之间的第一几何差异，
Figure 460170DEST_PATH_IMAGE214
为当前距离单元中第
Figure 344950DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量对应的功率，
Figure 877562DEST_PATH_IMAGE215
为当前距离单元对应的参考单元中第
Figure 545304DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量对应的功率。
在其中一个实施例中，功率谱几何中心计算模块504还用于当几何测量为黎曼距离时，根据几何测量的诱导势函数，计算得到每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心为：
Figure 43544DEST_PATH_IMAGE216
其中，
Figure 771328DEST_PATH_IMAGE217
为当前距离单元对应参考单元的黎曼距离-诱导势函数几何中心，
Figure 119133DEST_PATH_IMAGE218
为
Figure 324986DEST_PATH_IMAGE219
个参考单元在第
Figure 176268DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量上的功率谱几何中心，
Figure 74953DEST_PATH_IMAGE220
，
Figure 644475DEST_PATH_IMAGE205
为参考单元数，
Figure 654019DEST_PATH_IMAGE221
，
Figure 392430DEST_PATH_IMAGE222
为雷达发射的脉冲数量，
Figure 993176DEST_PATH_IMAGE223
为第
Figure 190939DEST_PATH_IMAGE176
个参考单元中第
Figure 863229DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量对应的功率。
在其中一个实施例中，功率谱几何中心计算模块504还用于根据几何测量为黎曼距离时对应的诱导势函数，计算每一距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的几何差异，得到第一几何差异为：
Figure 830048DEST_PATH_IMAGE224
其中，
Figure 664012DEST_PATH_IMAGE225
为当前距离单元的功率谱
Figure 349071DEST_PATH_IMAGE226
与对应参考单元的功率谱几何中心
Figure 825052DEST_PATH_IMAGE227
之间的第一几何差异，
Figure 646377DEST_PATH_IMAGE228
为当前距离单元中第
Figure 854505DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量对应的功率，
Figure 387379DEST_PATH_IMAGE229
为当前距离单元对应的参考单元中第
Figure 276838DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量对应的功率。
在其中一个实施例中，功率谱几何中心计算模块504还用于当几何测量为JS散度时，根据几何测量的诱导势函数，计算得到每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心为：
Figure 342883DEST_PATH_IMAGE230
Figure 394016DEST_PATH_IMAGE231
其中，
Figure 912722DEST_PATH_IMAGE232
为当前距离单元对应参考单元的JS散度-诱导势函数几何中心，
Figure 605871DEST_PATH_IMAGE233
为功率谱分量，
Figure 526423DEST_PATH_IMAGE234
为第
Figure 76353DEST_PATH_IMAGE235
个参考单元中第
Figure 957721DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量对应的功率，
Figure 815081DEST_PATH_IMAGE236
为迭代第
Figure 465505DEST_PATH_IMAGE237
次时几何中心第
Figure 248653DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量对应的功率。
在其中一个实施例中，功率谱几何中心计算模块504还用于根据几何测量为JS散度时对应的诱导势函数，计算每一距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的几何差异，得到第一几何差异为：
Figure 617318DEST_PATH_IMAGE238
其中，
Figure 776904DEST_PATH_IMAGE239
为当前距离单元的功率谱
Figure 78572DEST_PATH_IMAGE240
与对应参考单元的功率谱几何中心
Figure 173567DEST_PATH_IMAGE241
之间的第一几何差异，
Figure 154161DEST_PATH_IMAGE242
为当前距离单元中第
Figure 461646DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量对应的功率，
Figure 701042DEST_PATH_IMAGE243
为当前距离单元对应的参考单元中第
Figure 966938DEST_PATH_IMAGE005
个功率谱分量对应的功率。
在其中一个实施例中，还用于根据预先获取的无待检测目标时探测区域的雷达回波对应的多个距离单元，计算得到每一距离单元对应的第二几何差异，根据第二几何差异，得到检测门限；根据第二几何差异，得到检测门限的步骤包括：根据第二几何差异，得到第二几何差异的降序排序结果；根据第二几何差异的降序排序结果，得到检测门限为：
Figure 169250DEST_PATH_IMAGE244
其中，
Figure 811584DEST_PATH_IMAGE245
为检测门限，
Figure 87844DEST_PATH_IMAGE246
表示
Figure 649275DEST_PATH_IMAGE247
取上整，
Figure 214249DEST_PATH_IMAGE248
为第二几何差异的数量，
Figure 253749DEST_PATH_IMAGE249
为虚警概率，
Figure 587779DEST_PATH_IMAGE250
为第二几何差异的降序排序结果，
Figure 821576DEST_PATH_IMAGE251
对应
Figure 873846DEST_PATH_IMAGE252
，
Figure 717037DEST_PATH_IMAGE253
，
Figure 171152DEST_PATH_IMAGE254
为第
Figure 746490DEST_PATH_IMAGE255
组回波数据第
Figure 410689DEST_PATH_IMAGE256
个距离单元对应的第二几何差异。
关于基于功率谱信息几何的雷达目标检测装置的具体限定可以参见上文中对于基于功率谱信息几何的雷达目标检测方法的限定，在此不再赘述。上述基于功率谱信息几何的雷达目标检测装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图6所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种基于功率谱信息几何的雷达目标检测方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，该存储器存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述实施例中方法的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中方法的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink） DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于功率谱信息几何的雷达目标检测方法，其特征在于，所述方法包括：
获取探测区域的雷达回波对应的多个距离单元，以及每一距离单元对应的参考单元；
根据所述每一距离单元的样本数据，计算得到所述每一距离单元的功率谱，根据预先设置的几何测量对应的诱导势函数，计算得到所述每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心；所述功率谱几何中心为距离单元的参考单元功率谱在功率谱流形上的几何中心；
根据所述诱导势函数，计算所述每一距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的几何差异，得到第一几何差异；
根据当前距离单元对应的第一几何差异和预先设置的检测门限之间的大小关系，判断当前距离单元是否存在待检测目标。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预先设置的几何测量对应的诱导势函数，计算得到所述每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心包括：
当所述几何测量为KL散度时，根据所述几何测量的诱导势函数，计算得到所述每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心为：
Figure QLYQS_1
，
其中，
Figure QLYQS_3
为当前距离单元对应参考单元的KL散度-诱导势函数几何中心，
Figure QLYQS_6
为
Figure QLYQS_9
个参考单元在第
Figure QLYQS_4
个功率谱分量上的功率平均值，
Figure QLYQS_7
，
Figure QLYQS_10
为参考单元数，
Figure QLYQS_12
，
Figure QLYQS_2
为雷达发射的脉冲数量，
Figure QLYQS_5
为第
Figure QLYQS_8
个参考单元在第
Figure QLYQS_11
个功率谱分量上对应的功率。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述诱导势函数，计算所述每一距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的几何差异，得到第一几何差异包括：
根据所述几何测量为KL散度时对应的诱导势函数，计算所述每一距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的几何差异，得到第一几何差异为：
Figure QLYQS_13
，
其中，
Figure QLYQS_14
为当前距离单元的功率谱
Figure QLYQS_15
与对应参考单元的功率谱几何中心
Figure QLYQS_16
之间的第一几何差异，
Figure QLYQS_17
为当前距离单元中第
Figure QLYQS_18
个功率谱分量对应的功率，
Figure QLYQS_19
为当前距离单元对应的参考单元中第
Figure QLYQS_20
个功率谱几何中心分量对应的功率。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预先设置的几何测量对应的诱导势函数，计算得到所述每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心还包括：
当所述几何测量为黎曼距离时，根据所述几何测量的诱导势函数，计算得到所述每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心为：
Figure QLYQS_21
，
其中，
Figure QLYQS_23
为当前距离单元对应参考单元的黎曼距离-诱导势函数几何中心，
Figure QLYQS_25
为
Figure QLYQS_28
个参考单元在第
Figure QLYQS_24
个功率谱分量上的功率谱几何中心，
Figure QLYQS_26
，
Figure QLYQS_29
为参考单元数，
Figure QLYQS_31
，
Figure QLYQS_22
为雷达发射的脉冲数量，
Figure QLYQS_27
为第
Figure QLYQS_30
个参考单元中第
Figure QLYQS_32
个功率谱分量对应的功率。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述诱导势函数，计算所述每一距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的几何差异，得到第一几何差异包括：
根据所述几何测量为黎曼距离时对应的诱导势函数，计算所述每一距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的几何差异，得到第一几何差异为：
Figure QLYQS_33
，
其中，
Figure QLYQS_34
为当前距离单元的功率谱
Figure QLYQS_35
与对应参考单元的功率谱几何中心
Figure QLYQS_36
之间的第一几何差异，
Figure QLYQS_37
为当前距离单元中第
Figure QLYQS_38
个功率谱分量对应的功率，
Figure QLYQS_39
为当前距离单元对应的参考单元中第
Figure QLYQS_40
个功率谱几何中心分量对应的功率。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预先设置的几何测量对应的诱导势函数，计算得到所述每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心还包括：
当所述几何测量为JS散度时，根据所述几何测量的诱导势函数，计算得到所述每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心为：
Figure QLYQS_41
，
Figure QLYQS_42
，
其中，
Figure QLYQS_43
为当前距离单元对应参考单元的JS散度-诱导势函数几何中心，
Figure QLYQS_46
为功率谱分量，
Figure QLYQS_49
为第
Figure QLYQS_45
个参考单元中第
Figure QLYQS_48
个功率谱分量对应的功率，
Figure QLYQS_51
为迭代第
Figure QLYQS_52
次时几何中心第
Figure QLYQS_44
个功率谱分量对应的功率，
Figure QLYQS_47
为参考单元数，
Figure QLYQS_50
为雷达发射的脉冲数量。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述诱导势函数，计算所述每一距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的几何差异，得到第一几何差异包括：
根据几何测量为JS散度时对应的诱导势函数，计算所述每一距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的几何差异，得到第一几何差异为：
Figure QLYQS_53
，
其中，
Figure QLYQS_54
为当前距离单元的功率谱
Figure QLYQS_55
与对应参考单元的功率谱几何中心
Figure QLYQS_56
之间的第一几何差异，
Figure QLYQS_57
为当前距离单元中第
Figure QLYQS_58
个功率谱分量对应的功率，
Figure QLYQS_59
为当前距离单元对应的参考单元中第
Figure QLYQS_60
个功率谱几何中心分量对应的功率。
8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，得到所述检测门限的步骤，包括：
根据预先获取的无待检测目标时所述探测区域的雷达回波对应的多个距离单元，计算得到每一距离单元对应的第二几何差异，根据所述第二几何差异，得到检测门限；
所述根据所述第二几何差异，得到检测门限的步骤包括：
根据所述第二几何差异，得到第二几何差异的降序排序结果；
根据所述第二几何差异的降序排序结果，得到检测门限为：
Figure QLYQS_61
，
其中，
Figure QLYQS_64
为检测门限，
Figure QLYQS_67
表示
Figure QLYQS_70
取上整，
Figure QLYQS_63
为第二几何差异的数量，
Figure QLYQS_68
为虚警概率，
Figure QLYQS_71
为第二几何差异的降序排序结果，
Figure QLYQS_73
对应
Figure QLYQS_62
，
Figure QLYQS_66
，
Figure QLYQS_69
为第
Figure QLYQS_72
组回波数据第
Figure QLYQS_65
个距离单元对应的第二几何差异。
9.一种基于功率谱信息几何的雷达目标检测装置，其特征在于，所述装置包括：
数据获取模块，用于获取探测区域的雷达回波对应的多个距离单元，以及每一距离单元对应的参考单元；
功率谱几何中心计算模块，用于根据所述每一距离单元的样本数据，计算得到所述每一距离单元的功率谱，根据预先设置的几何测量对应的诱导势函数，计算得到所述每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心；所述功率谱几何中心为距离单元的参考单元功率谱在功率谱流形上的几何中心；
第一几何差异计算模块，用于根据所述诱导势函数，计算所述每一距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的几何差异，得到第一几何差异；
目标检测模块，用于根据当前距离单元对应的第一几何差异和预先设置的检测门限之间的大小关系，判断当前距离单元是否存在待检测目标。
10.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
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