CN117630842A - 目标检测方法、装置、电子设备和存储介质 - Google Patents

目标检测方法、装置、电子设备和存储介质 Download PDF

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CN117630842A CN202210967637.2A CN202210967637A CN117630842A CN 117630842 A CN117630842 A CN 117630842A CN 202210967637 A CN202210967637 A CN 202210967637A CN 117630842 A CN117630842 A CN 117630842A
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郑敬豪
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Abstract

本发明提供一种目标检测方法、装置、电子设备和存储介质，涉及雷达信号处理技术领域，该目标检测方法包括：对雷达目标回波信号的距离多普勒频谱数据进行距离维和/或多普勒维上的自适应恒虚警率检测，得到初始检测结果；确定初始检测结果中表征目标的目标分辨单元在距离多普勒频谱数据中对应的数据，并用数据更新目标分辨单元的数值，得到待判定检测结果；将待判定检测结果沿距离维方向划分为设定数量的数据段；将每个数据段中的数据与该数据段对应的设定阈值进行比较并基于比较结果生成目标回波信号的目标检测结果，设定阈值基于对应的每个数据段的背景杂波功率确定。本发明提供的技术方案可以提高雷达目标检测的检出率。

Description

目标检测方法、装置、电子设备和存储介质
技术领域
本发明涉及雷达信号处理技术领域，尤其涉及一种目标检测方法、装置、电子设备和存储介质。
背景技术
毫米波雷达是一种用于目标探测的收发设备，它通过向探测区域空间发射毫米电磁波、接收探测目标返回的回波信号来获得各个探测目标的距离、速度、角度等信息。例如，在交通领域，可以利用交通毫米波雷达进行城市交通控制和路况监测等。
以交通毫米波雷达探测为例，雷达接收天线接收到目标回波信号后，可以将该目标回波信号转换为距离多普勒谱(Range-Doppler Map，RDM)矩阵进行目标检测，通过目标检测判别目标信号和背景噪声，从而检测出目标信号。相关技术中，对RDM矩阵进行滑窗检测时，采用的是对RDM矩阵的整个距离维进行逐个遍历全部检测单元的检测方式，但交通毫米波雷达应用场景中的背景杂波环境复杂多变，采用现有的检测方式会导致检测性能随着杂波环境的变化严重恶化，影响目标检测的检出率。
发明内容
本发明提供一种目标检测方法、装置、电子设备和存储介质，用以解决现有技术中雷达目标检测的检出率不高的缺陷，提高雷达目标检测的检出率。
本发明提供一种目标检测方法，包括：
获取雷达目标回波信号的距离多普勒频谱数据；
对所述距离多普勒频谱数据进行检测维度上的自适应恒虚警率检测，得到初始检测结果；其中，所述检测维度包括距离维和/或多普勒维；
确定所述初始检测结果中表征目标的目标分辨单元在所述距离多普勒频谱数据中对应的数据，并用所述数据更新所述目标分辨单元的数值，得到待判定检测结果；
将所述待判定检测结果沿所述距离维方向划分为设定数量的数据段；
将每个数据段中的数据与所述每个数据段对应的设定阈值进行比较，并基于比较结果生成所述目标回波信号的目标检测结果，所述设定阈值基于对应的所述每个数据段的背景杂波功率确定。
根据本发明提供的一种目标检测方法，所述将每个数据段中的数据与所述每个数据段对应的设定阈值进行比较，并基于比较结果生成所述目标回波信号的目标检测结果，包括：
将所述每个数据段中小于所述每个数据段对应的设定阈值的数据置为0，以对所述每个数据段进行更新；
将更新后的所有数据段确定为所述目标回波信号的目标检测结果。
根据本发明提供的一种目标检测方法，所述对所述距离多普勒频谱数据进行检测维度上的自适应恒虚警率检测，得到初始检测结果，包括：
将所述距离多普勒频谱数据中的每个分辨单元依次作为检测单元，确定所述检测单元在所述检测维度上的检测滑窗，其中，所述检测维度上的检测滑窗包括所述检测单元以及所述检测单元所在的检测维度上的前向滑窗和后向滑窗；
确定所述检测滑窗内的杂波状态和所述检测滑窗的均值比，并基于所述杂波状态、所述均值比和设定的恒虚警率确定所述检测单元的检测门限，其中，所述杂波状态包括均匀杂波或非均匀杂波；
将所述检测单元的数据与所述检测门限进行比对，根据比对结果生成所述初始检测结果。
根据本发明提供的一种目标检测方法，所述检测维度包括距离维，所述确定所述检测单元在所述检测维度上的检测滑窗包括：
沿所述检测单元所在的距离维方向，从所述检测单元的前向相邻单元开始向前连续选择第五预设数量的分辨单元，得到第一保护单元；
从所述检测单元的后向相邻单元开始向后连续选择所述第五预设数量的分辨单元，得到第二保护单元；
将所述第一保护单元前的第三预设数量的分辨单元和所述第二保护单元后的所述第三预设数量的分辨单元分别确定为前向参考单元和后向参考单元；
将所述第一保护单元和所述前向参考单元确定为所述检测单元在所述距离维方向的前向滑窗，且将所述第二保护单元和所述后向参考单元确定为所述检测单元在所述距离维方向的后向滑窗；
将所述距离维方向的前向滑窗、所述检测单元和所述距离维方向的后向滑窗确定为所述距离维上的检测滑窗。
根据本发明提供的一种目标检测方法，所述检测维度包括多普勒维，所述确定所述检测单元在所述检测维度上的检测滑窗，包括：
沿所述检测单元所在的多普勒维方向，分别判断所述检测单元的前向分辨单元和后向分辨单元是否存在第四预设数量的分辨单元；
在所述检测单元的前向不存在所述第四预设数量的分辨单元的情况下，将所述检测单元的所有前向分辨单元以及第一补充分辨单元确定为所述检测单元在所述多普勒维方向的前向滑窗，且将所述检测单元的后向所述第四预设数量的分辨单元确定为所述检测单元在所述多普勒维方向的后向滑窗，其中，所述第一补充分辨单元为从所述检测单元后向边界分辨单元开始的第一数量个分辨单元，所述检测单元的所有前向分辨单元和所述第一补充分辨单元的总数为所述第四预设数量；
在所述检测单元的后向不存在所述第四预设数量的分辨单元的情况下，将所述检测单元的所有后向分辨单元以及第二补充分辨单元确定为所述检测单元在所述多普勒维方向的后向滑窗，且将所述检测单元的前向所述第四预设数量的分辨单元确定为所述检测单元在所述多普勒维方向的前向滑窗，其中，所述第二补充分辨单元为从所述检测单元的前向边界分辨单元开始的第二数量个分辨单元，所述检测单元的所有后向分辨单元和所述第二补充分辨单元的总数为所述第四预设数量；
在所述检测单元的前向和后向均存在所述第四预设数量的分辨单元的情况下，在所述检测单元前后各选择所述第四预设数量的分辨单元，得到所述检测单元在所述多普勒维方向的前向滑窗和后向滑窗；
将所述多普勒维方向的前向滑窗、所述检测单元和所述多普勒维方向的后向滑窗确定为所述多普勒维上的检测滑窗。
根据本发明提供的一种目标检测方法，所述确定所述检测滑窗内的杂波状态和所述检测滑窗的均值比，包括：
针对所述检测维度中的每个检测维度，对所述每个检测维度的检测滑窗内所有参考单元的数据进行排序，得到排序结果；
剔除所述排序结果中的前第一预设数量和后第二预设数量的数据，得到有效参考单元数据；
基于所述有效参考单元数据确定所述每个检测维度的检测滑窗内的杂波状态以及所述每个检测维度的检测滑窗的均值比。
根据本发明提供的一种目标检测方法，所述基于所述有效参考单元数据确定所述每个检测维度的检测滑窗内的杂波状态以及所述每个检测维度的检测滑窗的均值比，包括：
基于所述有效参考单元数据中对应于所述前向滑窗的数据，确定第一变化指数和第一功率均值；
基于所述有效参考单元数据中对应于所述后向滑窗的数据，确定第二变化指数和第二功率均值；
根据所述第一变化指数确定所述前向滑窗内的杂波状态，并根据所述第二变化指数确定所述后向滑窗内的杂波状态；
计算所述第一功率均值和所述第二功率均值的比值，得到所述每个检测维度的检测滑窗的均值比。
本发明还提供一种目标检测装置，包括：
获取模块，用于获取雷达目标回波信号的距离多普勒频谱数据；
检测模块，用于对所述距离多普勒频谱数据进行检测维度上的自适应恒虚警率检测，得到初始检测结果；其中，所述检测维度包括距离维和/或多普勒维；
确定模块，用于确定所述初始检测结果中表征目标的目标分辨单元在所述距离多普勒频谱数据中对应的数据，并用所述数据更新所述目标分辨单元的数值，得到待判定检测结果；
分割模块，用于将所述待判定检测结果沿所述距离维方向划分为设定数量的数据段；
生成模块，用于将每个数据段中的数据与所述每个数据段对应的设定阈值进行比较，并基于比较结果生成所述目标回波信号的目标检测结果。
本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一种所述目标检测方法。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述目标检测方法。
本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述目标检测方法。
本发明提供的目标检测方法、装置、电子设备和存储介质，先将雷达目标回波信号的距离多普勒频谱数据进行检测维度上的自适应恒虚警率检测，得到初始检测结果，接着确定该初始检测结果中表征目标的目标分辨单元在距离多普勒频谱数据中对应的数据，并用该数据更新目标分辨单元的数值，得到待判定检测结果，然后将该待判定检测结果沿距离维方向划分为设定数量的数据段，将每个数据段中的数据与所述每个数据段对应的设定阈值进行比较，并基于比较结果生成目标回波信号的目标检测结果。这样，可以对雷达目标回波信号的距离多普勒频谱数据进行距离维方向上的分段处理，针对每个距离段，可以根据该距离段的背景杂波功率设置对应的设定阈值，基于该设定阈值对初始检测结果做进一步的目标判定，考虑了不同距离段的不同背景杂波环境，从而能够有效地检出目标，提高了目标检测的检出率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的目标检测方法的流程示意图之一；
图2是本发明提供的距离维分段方式的示意图；
图3是本发明提供的距离维检测滑窗的示意图；
图4是本发明提供的确定检测单元的多普勒维检测滑窗的原理示意图；
图5是本发明提供的目标检测方法的流程示意图之二；
图6是本发明提供的自适应恒虚警率检测的原理示意图；
图7是本发明提供的目标检测装置的结构示意图；
图8是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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作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。
在雷达信号处理过程中，电磁回波信号中包括噪声、杂波、干扰信号等背景杂波，通过目标检测可以对该电磁回波信号进行目标信号和背景杂波的判别，从而检测出真实的目标信号。具体的，雷达接收天线接收到电磁回波信号后，可以将该电磁回波信号转换为距离多普勒谱(Range-Doppler Map，RDM)矩阵进行目标检测，通过目标检测判别目标信号和背景杂波。其中，RDM是指将雷达接收天线接收到的目标回波信号与本振信号进行混频后，对混频信号进行距离维的快速傅立叶变换(Fast Fourier Transform，FFT)处理和多普勒维的FFT处理后，得到的包含目标信息的距离-多普勒二维频谱图。
恒虚警率(Constant False Alarm Rate，CFAR)检测是雷达信号处理中的重要环节，是在保持虚警率恒定的条件下，对雷达接收机接收到的信号进行目标回波信号与背景杂波环境的判别，确定目标回波信号是否存在且使目标检测概率最大化的技术。
以交通毫米波雷达为例，其可以应用于交通控制和路况监测等场景，通过毫米波雷达探测可以实时获取当前交通场景中车辆和行人的距离、速度、角度等信息相关的信号，然后通过信号处理得到目标检测对象的实际位置并跟踪其移动轨迹，进而能够判别出交通道路的拥堵、异常等事件，并可以统计对应道路的车流量、排队长度等信息，辅助优化道路交通状况。
由于交通毫米波雷达实际应用场景的背景杂波环境比较复杂，比如可以包括均匀杂波环境、多目标检测环境和边缘杂波环境等，导致交通毫米波雷达的目标检测性能会随着实际应用场景的背景杂波环境的变化而严重恶化。相关技术中，在进行目标检测时，只是简单地在RDM矩阵的整个距离维进行滑窗检测，无法拟合实际应用场景中不同距离段复杂多变的背景杂波环境，而且，随着检测距离的增加，回波信号的能量会逐渐衰减，且复杂的环境因素会导致不同距离的背景噪声情况差异较大，这样会严重影响背景杂波的估计精度和真实目标的检出率。
基于此，本发明实施例提供了一种目标检测方法，可以对距离多普勒频谱数据进行距离维和/或多普勒维上的自适应恒虚警率检测，得到初始检测结果；确定初始检测结果中表征目标的目标分辨单元在距离多普勒频谱数据中对应的数据，并用该数据更新目标分辨单元的数值，得到待判定检测结果；将待判定检测结果沿距离维方向划分为设定数量的数据段；将每个数据段中的数据与每个数据段对应的基于该每个数据段的背景杂波功率确定的设定阈值进行比较，并基于比较结果生成目标回波信号的目标检测结果。通过进行距离维方向上的分段处理，并基于每个距离段对应的根据该距离段的背景杂波功率确定的设定阈值对自适应恒虚警率检测的初始检测结果做进一步的目标判定，能够考虑不同距离段的不同背景杂波环境，提高了目标检测的检出率，可以有效地检出目标。
下面结合图1-图7对本发明的目标检测方法进行描述。该目标检测方法可以应用于服务器、手机、电脑等电子设备，也可以应用于设置在服务器、手机、电脑等电子设备中的目标检测装置中，该目标检测装置可以通过软件、硬件或两者的结合来实现。
图1示例性示出了本发明实施例提供的目标检测方法的流程示意图之一，参照图1所示，该目标检测方法可以包括如下的步骤110～步骤150。
步骤110：获取雷达目标回波信号的距离多普勒频谱数据。
雷达接收机通过接收天线接收到目标回波信号后，可以将该目标回波信号与本振信号进行混频，然后对混频后的信号进行距离维的FFT处理和多普勒维的FFT处理，得到目标回波信号的距离多普勒频谱数据。电子设备可以从雷达接收机获取该距离多普勒频谱数据。
比如，对混频后的信号进行距离维的FFT处理和多普勒维的FFT处理，可以得到a×b维的距离多普勒频谱数据，该距离多普勒频谱数据中的每个数据表征一个功率值。可以理解的是，该距离多普勒频谱数据以矩阵的形式表示，其中的a表示多普勒维的FFT处理的频点数，b表示距离维的FFT处理的频点数。
在本发明实施例中，可以将距离多普勒频谱数据的矩阵中的每个矩阵元素定义为一个分辨单元，该分辨单元的数值即为功率值。
步骤120：对距离多普勒频谱数据进行检测维度上的自适应恒虚警率检测，得到初始检测结果。
其中，检测维度可以包括距离维和多普勒维中的至少一个。即就是，可以对距离多普勒频谱数据进行距离维上的自适应恒虚警率检测，得到初始检测结果；或者，可以对距离多普勒频谱数据进行多普勒维上的自适应恒虚警率检测，得到初始检测结果；或者，也可以对距离多普勒频谱数据分别进行距离维和多普勒维上的自适应恒虚警率检测，得到初始检测结果。
示例性的，对距离多普勒频谱数据分别进行距离维和多普勒维上的自适应恒虚警率检测，得到初始检测结果，可以包括：对距离多普勒频谱数据进行距离维上的自适应恒虚警率检测，得到距离维检测结果；对距离多普勒频谱数据进行多普勒维上的自适应恒虚警率检测，得到多普勒维检测结果；对距离维检测结果和多普勒维检测结果进行逻辑“与”运算，得到初始检测结果。如此，综合考虑了两个维度的信息，可以提高自适应恒虚警率检测的精度和准确度，进一步提高目标检出率。
恒虚警率检测可以根据被检测单元附近的参考单元来估计被检测单元的杂波功率，从而自适应设定门限，保持恒虚警性能。根据杂波功率估计方法的不同，恒虚警率检测方法可以分为两类：均值类恒虚警率检测和有序统计类恒虚警率检测。其中，均值类恒虚警率检测可以包括单元平均恒虚警率检测(CA-CFAR)、最大单元平均恒虚警率检测(GO-CFAR)和最小单元平均恒虚警率检测(SO-CFAR)三种检测方法。这些恒虚警率检测方法可以在均匀杂波环境、多目标环境、杂波边缘环境等不同的杂波环境下发挥着不同的检测效果。
基于此，在恒虚警率检测过程中，可以针对不同的杂波环境自适应的选择恒虚警率检测策略，以发挥各类恒虚警率检测方法的优势，提高恒虚警率检测的检测效果。这一过程即为自适应恒虚警率检测。
步骤130：确定初始检测结果中表征目标的目标分辨单元在距离多普勒频谱数据中对应的数据，并用数据更新目标分辨单元的数值，得到待判定检测结果。
示例性的，在初始检测结果中，可以用“1”表示有目标，用“0”表示无目标，可以将其中“1”对应的分辨单元确定为目标分辨单元。对于每一个目标分辨单元，其在原始的距离多普勒频谱数据中有对应的数据，即对应的功率值，可以用该功率值替换目标分辨单元的“1”，“0”保持不变，以此更新初始检测结果，可以得到待判定检测结果。在更新得到的待判定检测结果中，有目标的位置上是该位置的功率值，无目标的位置上是“0”。
步骤140：将待判定检测结果沿距离维方向划分为设定数量的数据段。
示例性的，可以将待判定检测结果沿距离维方向划分为设定数量的均匀数据段，即每个数据段包含相同数量的分辨单元。也可以根据实际应用将待判定检测结果沿距离维方向划分为设定数量的非均匀数据段。
例如，图2示例性示出了距离维方向的分段方式的示意图，参照图2所示，可以按照分段方式1将待判定检测结果沿距离维方向划分为R1、R2、R3和R4四个均匀的数据段，各数据段的分辨单元数量相同。或者，也可以按照分段方式2将待判定检测结果沿距离维方向划分为R5、R6、R7和R8四个非均匀的数据段，各数据段的分辨单元的数量不尽相同。
需要说明的是，图2仅为举例说明，并不用于对本发明的限定，所分割出的数据段的数量及每个数据段的分辨单元的个数可以根据实际应用进行确定。
示例性的，设定数量可以预先设定，也可以基于检测到的距离多普勒频谱数据的距离维长度和分段方式确定，比如在选定的分段方式下保证每个数据段的分辨单元最少为2个。
可以理解的是，对待判定检测结果进行距离维方向的距离分段，进而对每个距离段的数据进行处理，相当于是对距离多普勒频谱数据进行了距离维方向的分段处理。
步骤150：将每个数据段中的数据与该数据段对应的设定阈值进行比较，并基于比较结果生成目标回波信号的目标检测结果。
其中，每个数据段所对应的设定阈值基于该数据段的背景杂波功率确定。
示例性的，可以在无运动目标的场景下，获取雷达目标回波信号的距离多普勒频谱数据，从该距离多普勒频谱数据中消除零多普勒通道静止目标对应的分辨单元的数值，以滤除静止物体的干扰，得到处理后的距离多普勒频谱数据；然后将该处理后的距离多普勒频谱数据进行与步骤140同样的划分，对于每个数据段，计算该数据段中所有数据的均值，可得到该数据段的背景杂波功率均值，可以将该背景杂波功率均值的设定倍数确定为该距离段的设定阈值，以此可以得到每个数据段对应的设定阈值。其中的设定倍数比如可以取2倍、2.5倍、3～4倍等，本发明实施例对此不做特殊限定。
在划分出设定数量的数据段之后，将每个数据段中小于每个数据段对应的设定阈值的数据置为0，以对每个数据段进行更新，然后将更新后的所有数据段确定为目标回波信号的目标检测结果。
具体的，对于每个数据段，可以将该数据段中表征目标的数据依次与该数据段对应的设定阈值进行比较，若当前比较位置的数据小于该设定阈值，则认为当前比较位置不存在目标，可以将该位置的数据置为0；若当前比较位置的数据大于或等于该设定阈值，则认为当前比较位置存在目标，可以保留该位置的数据。遍历所有数据段，可以得到最终的目标检测结果。
本发明实施例提供的目标检测方法，先将雷达目标回波信号的距离多普勒频谱数据进行检测维度上的自适应恒虚警率检测，得到初始检测结果，接着确定该初始检测结果中表征目标的目标分辨单元在距离多普勒频谱数据中对应的数据，并用该数据更新目标分辨单元的数值，得到待判定检测结果，然后将该待判定检测结果沿距离维方向划分为设定数量的数据段，将每个数据段中的数据与所述每个数据段对应的设定阈值进行比较，并基于比较结果生成目标回波信号的目标检测结果。这样，可以对雷达目标回波信号的距离多普勒频谱数据进行距离维方向上的分段处理，针对每个距离段，可以根据该距离段的背景杂波功率设置对应的设定阈值，基于该设定阈值对初始检测结果做进一步的目标判定，考虑了不同距离段的不同背景杂波环境，从而能够有效地检出目标，提高了目标检测的检出率。
基于图1对应实施例的目标检测方法，在一种示例实施例中，对距离多普勒频谱数据进行检测维度上的自适应恒虚警率检测，得到初始检测结果，可以包括：将距离多普勒频谱数据中的每个分辨单元依次作为检测单元，确定该检测单元在检测维度上的检测滑窗；确定检测滑窗内的杂波状态和检测滑窗的均值比，并基于该杂波状态、均值比和设定的恒虚警率确定该检测单元的检测门限；将该检测单元对应的数据与该检测单元的检测门限进行比对，根据比对结果生成检测结果。其中的杂波状态可以包括均匀杂波或非均匀杂波。其中，检测维度上的检测滑窗包括检测单元以及该检测单元所在的检测维度上的前向滑窗和后向滑窗。
示例性的，可以基于杂波状态、均值比和设定的恒虚警率通过查表的方式确定检测单元的检测门限。
在本发明实施例中，检测单元是数据段中的一个分辨单元，也即该数据段中的一个矩阵元素单元，检测单元中的数据可以表示目标回波信号的一个频谱功率值。
在本发明实施例中，可以对距离多普勒频谱数据中的检测单元进行距离维上的自适应恒虚警率检测，得到初始检测结果；或者，可以对距离多普勒频谱数据中的检测单元进行多普勒维上的自适应恒虚警率检测，得到初始检测结果；或者，也可以对距离多普勒频谱数据中的检测单元分别进行距离维和多普勒维上的自适应恒虚警率检测，得到初始检测结果。在对检测单元进行任意一个维度上的自适应恒虚警率检测时，需要先确定该检测单元在该维度上的检测滑窗，该检测滑窗中可以包括保护单元、检测单元和参考单元。
在本发明实施例中，可以将检测单元在距离维方向上的检测滑窗定义为距离维检测滑窗，将检测单元在多普勒维方向上的检测滑窗定义为多普勒维检测滑窗。
示例性的，对于距离维方向，确定检测单元在距离维方向上的检测滑窗可以包括：沿检测单元所在的距离维方向，从检测单元的前向相邻单元开始向前连续选择第五预设数量的分辨单元，得到第一保护单元；从检测单元的后向相邻单元开始向后连续选择第五预设数量的分辨单元，得到第二保护单元；将第一保护单元前的第三预设数量的分辨单元和第二保护单元后的第三预设数量的分辨单元分别确定为前向参考单元和后向参考单元；将第一保护单元和前向参考单元确定为检测单元在距离维方向的前向滑窗，且将第二保护单元和后向参考单元确定为检测单元在距离维方向的后向滑窗；将距离维方向的前向滑窗、检测单元和距离维方向的后向滑窗确定为距离维上的检测滑窗。
例如，图3示例性示出了本发明实施例提供的距离维检测滑窗的示意图，参照图3所示，距离维检测滑窗30可以包括检测单元及该检测单元所在距离维方向的前向滑窗31和后向滑窗32。前向滑窗31中可以包括第五预设数量的第一保护单元和距离维方向上该第一保护单元前的第三预设数量的参考单元，该第一保护单元比如可以是检测单元的前向相邻单元311。后向滑窗32中可以包括第五预设数量的第二保护单元和距离维方向上该第二保护单元后的第三预设数量的参考单元，该第二保护单元比如可以是检测单元的后向相邻单元321。比如在图3中，前向滑窗31和后向滑窗32均包括1个保护单元和3个参考单元。
可以理解的是，在距离维方向上，当检测单元靠近距离维边界时，靠近距离维边界一侧的滑窗会小于另一侧的滑窗或者消失，例如，在图3中，检测单元靠近距离维右侧边界时，形成的距离维检测滑窗20的前向滑窗21缩小到仅有一个参考单元，小于后向滑窗22。可以理解的是，对于靠近距离维边界的检测单元，靠近边界一侧所取滑窗的分辨单元个数会出现缺少的情况，此时可以将靠近边界一侧的所有分辨单元确定为该侧的滑窗，以尽量满足检测滑窗选取要求。
在对多普勒维上靠近边界的检测单元进行滑窗检测时，会出现当前检测单元在多普勒维靠近边界一侧的参考单元个数较少或者不存在的情况，对此，可以直接利用仅有的参考单元进行背景杂波估计。但这种方法的训练样本不足，会导致靠近多普勒维边界的检测单元周围的背景杂波估计不准确，降低了靠近边界的检测单元的目标检出率。而且，实际应用场景的背景杂波环境非常复杂，单一的杂波估计模型和算法很难真实地拟合实际的背景杂波环境。
基于此，在本发明的一种示例实施例中，可以基于检测单元沿其所在的多普勒维的前向分辨单元和后向分辨单元的数量，确定该检测单元对应的多普勒维检测滑窗。比如，可以根据速度的圆周卷积特性，对于距离多普勒频谱数据中处在多普勒维靠近边界的检测单元，取多普勒维上远离边界一侧的边界的分辨单元作为该检测单元缺少的参考单元的补充，增加参考单元的个数，从而可以准确地估计背景杂波门限，有效提高目标检测的鲁棒性和检出率。
示例性的，对于多普勒维方向，确定检测单元在多普勒维方向上的检测滑窗可以包括：
沿该检测单元所在的多普勒维方向，分别判断该检测单元的前向分辨单元和后向分辨单元是否存在第四预设数量的分辨单元；在该检测单元的前向不存在第四预设数量的分辨单元的情况下，将该检测单元的所有前向分辨单元以及第一补充分辨单元确定为该检测单元在多普勒维方向的前向滑窗，且将该检测单元的后向第四预设数量的分辨单元确定为该检测单元在多普勒维方向的后向滑窗，其中的第一补充数据单元为从该检测单元的后向边界分辨单元开始的第一数量个分辨单元，该检测单元的所有前向分辨单元和第一补充分辨单元的总数为第四预设数量；
在该检测单元的后向不存在第四预设数量的分辨单元的情况下，将该检测单元的所有后向分辨单元以及第二补充分辨单元确定为该检测单元在多普勒维方向的后向滑窗，且将该检测单元的前向第四预设数量的分辨单元确定为该检测单元在多普勒维方向的前向滑窗，其中的第二补充分辨单元为从该检测单元的前向边界分辨单元开始的第二数量个分辨单元，该检测单元的所有后向分辨单元和第二补充分辨单元的总数为第四预设数量；
在该检测单元的前向和后向均存在第四预设数量的分辨单元的情况下，在该检测单元前后各选择第四预设数量的分辨单元得到检测单元在多普勒维方向的前向滑窗和后向滑窗；
将多普勒维方向的前向滑窗、检测单元和多普勒维方向的后向滑窗确定为多普勒维上的检测滑窗。
例如，图4示例性示出了确定检测单元的多普勒维检测滑窗的原理示意图，参照图4所示，多普勒维方向的箭头指向为前向，反之为后向，以多普勒维检测滑窗的长度是9个分辨单元、单侧参考单元数量是3个、且单侧保护单元是1个为例进行说明，则对于每个检测单元，两侧均需要4个分辨单元以形成多普勒维检测滑窗。
对于检测单元A1，距上边界的前向分辨单元有5个，距下边界的后向分辨单元有6个，均大于4，则可以直接在检测单元A1前后各选择4个分辨单元，与检测单元A1一起形成检测单元A1的多普勒维检测滑窗41。
对于检测单元A2，距上边界的前向分辨单元有10个，前向分辨单元数量满足形成多普勒维检测滑窗的要求，可直接选取检测单元A2前向的4个分辨单元，将前向与检测单元A2相邻的分辨单元作为保护单元，其他3个作为参考单元；距下边界的后向分辨单元仅有1个，小于4，需要从上边界分辨单元(也即前向边界分辨单元)421开始，连续补充3个分辨单元作为参考单元，即分辨单元421、分辨单元422和分辨单元423，最终形成检测单元A2的多普勒维检测滑窗42。
对于检测单元A3，距上边界的前向分辨单元仅有1个，小于4，需要从下边界分辨单元(也即后向边界分辨单元)433开始，向上连续补充3个分辨单元作为参考单元，即分辨单元433、分辨单元432和分辨单元431；距下边界的后向分辨单元有10个，后向分辨单元数量满足形成多普勒维检测滑窗的要求，可直接选取检测单元A3后向的4个分辨单元，将其中的与检测单元A3后向相邻分辨单元作为保护单元，其他3个作为参考单元，最终形成检测单元A3的多普勒维检测滑窗43。
这样，针对多普勒维上靠近边界的检测单元存在多普勒维靠近边界一侧的参考单元不足或者不存在的情况，可以利用速度的圆周卷积特性，使用该检测单元当前多普勒维另一侧的分辨单元作为参考单元的补充，增加了靠近边界的检测单元的训练样本个数，使得背景杂波的估计更加准确，从而提高了多普勒维靠近边界的检测单元的目标检出率。
一种示例实施例中，确定检测滑窗内的杂波状态和检测滑窗的均值比，可以包括：针对检测维度中的每个检测维度，对每个检测维度的检测滑窗内所有参考单元的数据进行排序，得到排序结果；剔除排序结果中的前第一预设数量和后第二预设数量的数据，得到有效参考单元数据；基于有效参考单元数据确定每个检测维度的检测滑窗内的杂波状态以及每个检测维度的检测滑窗的均值比。这样，可以剔除杂波功率较大和较小的干扰信号，提高杂波状态检测的准确性。
可以理解的是，对于每个检测单元，当检测维度为距离维和多普勒维时，是对其距离维检测滑窗内的所有参考单元的数据和多普勒维检测滑窗内的所有参考单元的数据分别进行排序，得到两个滑窗各自的排序结果，进而确定各自的有效参考单元数据、杂波状态以及均值比。
一种示例实施例中，基于有效参考单元数据确定每个检测维度的检测滑窗内的杂波状态以及每个检测维度的检测滑窗的均值比，可以包括：基于有效参考单元数据中对应于前向滑窗的数据，确定第一变化指数和第一功率均值；基于有效参考单元数据中对应于后向滑窗的数据，确定第二变化指数和第二功率均值；根据第一变化指数确定前向滑窗内的杂波状态，并根据第二变化指数确定后向滑窗内的杂波状态；计算第一功率均值和第二功率均值的比值，得到每个检测维度的检测滑窗的均值比。
示例性的，可以将第一变化指数和第二变化指数分别与设定的门限值进行比较，若小于或等于该设定的门限值，则判定对应的杂波状态为均匀杂波，若大于该设定的门限值，则判定对应的杂波状态为非均匀杂波。
基于上述各实施例的方法，下面结合图5和图6对本发明实施例提供的目标检测方法做进一步的举例说明。
图5示例性示出了本发明实施例提供的目标检测方法的流程示意图之二，参照图5所示，该目标检测方法可以包括如下的步骤501～步骤513。
步骤501：获取雷达目标回波信号的距离多普勒频谱数据。
交通毫米波雷达通过发射天线发射调频连续波，在接收天线接收到目标回波信号后，电子设备可以对该目标回波信号进行混频处理，得到中频信号，然后对该中频信号进行快时间维和慢时间维的FFT处理，即进行距离维和多普勒维的FFT处理，得到每一帧信号对应的距离多普勒频谱数据。该距离多普勒频谱数据可以以矩阵的形式表示，比如得到a×b维的距离多普勒频谱数据矩阵MRDM。
获取到雷达目标回波信号的距离多普勒频谱数据之后，可以分别执行步骤502和步骤506。
步骤502：确定距离多普勒频谱数据中每个检测单元的距离维检测滑窗。
将距离多普勒频谱数据矩阵MRDM中的每个分辨单元依次作为检测单元，沿距离维方向，也即MRDM的行方向，在该检测单元前后两侧共选择(2P+2N)个分辨单元，与该检测单元一起形成该检测单元的距离维检测滑窗。其中，P为单侧的保护单元个数，N为单侧的参考单元个数，P和N均为正整数。
若检测单元靠近距离维边界，则靠近距离维边界的一侧所取滑窗的分辨单元个数可能缺少，此时尽量满足距离维检测滑窗选取要求，可以将靠近边界一侧的所有分辨单元确定为该侧的滑窗。
步骤503：剔除干扰杂波，并确定距离维检测滑窗内的杂波状态和距离维检测滑窗的均值比。
对于每个检测单元，确定出该检测单元的距离维检测滑窗之后，对该检测单元前后两侧的所有参考单元中的数据(功率值)进行大小排序，然后剔除排序结果中的前K1个数据和后K2个数据，排除功率较大和较小的干扰，并将剩余数据重新置于原来的参考单元位置，然后利用剩余数据对应的参考单元及其数据确定距离维检测滑窗内的杂波状态。其中，K1和K2为正整数，两者可以相等也可以不等。
图6示例性示出了自适应恒虚警率检测的原理示意图，参照图6所示，d为检测单元，p1和p2为检测单元d的前后两侧的保护单元，x1～xN/2为前向滑窗内的参考单元数据，xN/2+1～xN为后向滑窗内的参考单元数据，进行干扰杂波剔除处理后，可以从x1～xN/2和xN/2+1～xN中分别确定出有效参考单元数据。然后，可以计算前向滑窗内有效参考单元数据的和∑l及第一功率均值μl，计算后向滑窗内有效参考单元数据的和∑r及第二功率均值μr，并计算所有有效参考单元数据的和∑l+∑r。其中，μl和μr可分别通过公式(1)和公式(2)计算得到。
公式(1)为
公式(2)为
其中，n表示前向滑窗内有效参考单元数据的总数，xi表示前向滑窗内第i个有效参考单元数据；m表示后向滑窗内有效参考单元数据的总数，xj表示后向滑窗内第j个有效参考单元数据。
得到均值μl和μr之后，可以通过如下的公式(3)和公式(4)分别计算前向滑窗的第一变化指数Vl和后向滑窗的第二变化指数Vr。
公式(3)为
公式(4)为/>
其中，n表示前向滑窗内有效参考单元数据的总数，xi表示前向滑窗内第i个有效参考单元数据；m表示后向滑窗内有效参考单元数据的总数，xj表示后向滑窗内第j个有效参考单元数据。
然后，将Vl和Vr分别与变化指数门限值进行比较，来确定前向滑窗和后向滑窗内的杂波状态，若小于或等于该变化指数门限值，则判定杂波状态为均匀杂波，否则判定杂波状态为非均匀杂波。其中的变化指数门限值可以基于工程实验进行取值。
结合图6，得到均值μl和μr之后，可以通过公式(5)计算得到检测单元d前后滑窗的功率均值的均值比VMR，即距离维检测滑窗的均值比。
公式(5)为VMR＝μl/μr。
得到VMR之后，可以将VMR与均值比阈值KMR进行比较来判定前后滑窗的功率均值是否相同，若VMR满足则前后滑窗的杂波功率均值相同，若/>或VMR>KMR，则前后滑窗的杂波功率均值不同。其中的KMR可以基于工程实验进行取值。
步骤504：基于杂波状态、均值比和设定的恒虚警率确定每个检测单元的距离维检测门限。
虚警率是指雷达探测过程中，采用门限检测方法时由于噪声的普遍存在和起伏，实际不存在目标却判断为有目标的概率。恒虚警率即为保持虚警率恒定。示例性的，可以结合如下的表1，根据前向滑窗内的杂波状态、后向滑窗内的杂波状态、前后滑窗的功率均值是否相同的判定结果确定等价CFAR策略和对应的背景乘积常数Cnum，该背景乘积常数Cnum可以表示确定自适应门限TVI时用到的有效参考单元的个数。具体的，结合表1，∑l表示前向滑窗内有效参考单元数据的和，∑r表示后向滑窗内有效参考单元数据的和，可以根据前后向滑窗内的杂波状态和前后滑窗的功率均值是否相同的判定结果确定等价CFAR策略，并根据“自适应门限TVI”列对应的内容确定估计背景杂波功率时所需要用到的滑窗及对应的Cnum。当前向滑窗和后向滑窗都需要用到时，Cnum表示用于估计背景杂波功率的前向滑窗和后向滑窗内所有有效参考单元的个数；当前向滑窗和后向滑窗仅用到一侧时，Cnum表示用于估计背景杂波功率时所用到一侧的滑窗内的有效参考单元的个数。比如，当前后向滑窗内的杂波状态均为非均匀且前后滑窗均值相同时，根据“自适应门限TVI”列对应的内容Cnum(∑l+∑r)可以确定估计背景杂波功率时需要用到前向滑窗和后向滑窗，则相应的Cnum表示用于估计背景杂波功率的前向滑窗和后向滑窗内所有有效参考单元的个数。再比如，当前向滑窗内的杂波状态为均匀且后向滑窗内的杂波状态为非均匀，根据“自适应门限TVI”列对应的内容Cnum∑r可以确定估计背景杂波功率时需要用到后向滑窗，则相应的Cnum表示用于估计背景杂波功率时后向滑窗内的有效参考单元的个数。
表1
其中，max(∑l,∑r)表示∑l和∑r的最大值，min(∑l,∑r)表示∑l和∑r的最小值。
根据表1，可以基于前向滑窗杂波状态(前向滑窗内的杂波状态)、后向滑窗杂波状态(后向滑窗内的杂波状态)和前后滑窗均值是否相同的判定结果选择对应的自适应门限TVI的计算方法，并确定等价CFAR策略，然后可以根据选定的自适应门限TVI的计算方法计算得到自适应门限TVI，并根据设定的恒虚警率Pfa，采用公式(6)表示的门限因子求解方法，得到对应的等价CFAR策略的门限因子α，进而可以得到检测单元的距离维检测门限T＝αTVI。
其中，公式(6)为
步骤505：基于距离维检测门限确定距离维检测结果DR。
结合图6，对于每个检测单元，得到该检测单元的距离维检测门限T之后，可以将该检测单元的数据(功率值)与T进行比对，若该检测单元的数据大于T，则判定为该检测单元有目标，将该检测单元的数值置1；若该检测单元的数据小于或等于T，则判定为该检测单元无目标，将该检测单元的数值置0。沿距离维方向遍历距离多普勒频谱数据矩阵MRDM中的所有检测单元，可以得到距离维检测结果DR，该DR为矩阵。
步骤506：确定检测单元的多普勒维检测滑窗。
根据步骤501获取到距离多普勒频谱数据矩阵MRDM之后，沿多普勒维方向，将MRDM的每一个分辨单元依次作为检测单元，可以根据图4对应实施例所描述的确定检测单元的多普勒维检测滑窗的原理确定该检测单元的多普勒维检测滑窗，此处不再赘述。
步骤507：剔除干扰杂波，并确定多普勒维检测滑窗内的杂波状态和多普勒维检测滑窗的均值比。
步骤508：基于杂波状态、均值比和设定的恒虚警率确定检测单元的多普勒维检测门限。
其中，步骤507和步骤508的具体实现过程与距离维上的处理过程类同，可参照步骤503和步骤504，此处不再赘述。
步骤509：基于多普勒维检测门限确定多普勒维检测结果DD。
对于每个检测单元，获取到该检测单元的多普勒维检测门限后，将该检测单元的数据(功率值)与其对应的多普勒维检测门限比对，若大于该多普勒维检测门限，则判定为该检测单元有目标，将该检测单元的数值置1，否则判定为该检测单元无目标，将该检测单元的数值置0。
遍历步骤501获取到的距离多普勒频谱数据矩阵MRDM中的所有检测单元，可以得到该距离多普勒频谱数据矩阵MRDM的多普勒维检测结果DD，该DD为矩阵。
步骤510：将距离维检测结果DR和多普勒维检测结果DD进行逻辑“与”运算，得到初始检测结果。
示例性的，可以将距离维检测结果DR和多普勒维检测结果DD各检测单元一一对应进行逻辑“与”运算，得到目标回波信号的初始检测结果，该初始检测结果为矩阵的形式，可以记为矩阵D。若该初始检测结果中检测单元的数值为1，则初步判定该位置有目标，若初始检测结果中检测单元的数值为0，则初步判定该位置无目标。
步骤511：将初始检测结果转换为待判定检测结果。
得到初始检测结果矩阵D后，可以将初始检测结果矩阵D中数值为1的位置的坐标依次找出，并用距离多普勒频谱数据矩阵MRDM中该坐标对应的功率值更新矩阵D中对应位置的1，得到待判定检测结果矩阵Dx。
步骤512：将待判定检测结果沿距离维方向划分为设定数量的数据段，并获取各数据段对应的设定阈值。
示例性的，可以将待判定检测结果矩阵Dx沿距离维方向划分为M(M为大于1的整数)个均匀的数据段，也可以根据实际应用需求分割为M个非均匀的数据段。分割出的数据段比如可以表示为R1、R2……，RM。可以理解的是，对待判定检测结果矩阵Dx进行距离维方向上的划分，相当于是对距离多普勒频谱数据矩阵MRDM进行了距离维方向上的划分。
在划分过程中，将待判定检测结果矩阵Dx的行也划分成了设定数量的距离段，对于每一个距离段，其距离维方向所占的分辨单元最少为2个。可以根据工程经验，结合不同距离段的背景杂波功率均值，对每个数据段设置不同的设定阈值，比如R1、R2……，RM依次对应的设定阈值为T1、T2……，TM。示例性的，对于每个距离段，可以将该距离段的设定阈值设置为该距离段对应背景杂波功率均值的设定倍数，比如2～4倍等。其中，距离段的背景杂波功率均值可参照步骤150的描述，此处不再赘述。
步骤513：将每个数据段中的数据与该数据段对应的设定阈值进行比较，并基于比较结果生成目标回波信号的目标检测结果。
步骤513的具体实现过程可参照上述步骤150，此处不再赘述。
生成目标回波信号的目标检测结果之后，可以利用该目标检测结果进行后续的交通毫米波雷达的多目标聚类、跟踪等处理。
本发明实施例提供的目标检测方法，一方面，通过对交通毫米波雷达目标回波信号的距离多普勒频谱数据进行距离维方向上的分段处理，针对每个距离段，可以根据该距离段的背景杂波功率设置对应的设定阈值，基于该设定阈值对初始检测结果做进一步的目标判定，考虑了不同距离段的不同背景杂波环境，能够更好的拟合出交通应用场景下不同距离段的实际背景杂波环境，有效提升了交通毫米波雷达的背景杂波估计精度，而且，通过对距离维方向和多普勒维方向的自适应恒虚警率检测结果的进一步分段检测，有效抑制了自适应恒虚警率检测结果中的虚假目标，提高了目标检出率；另一方面，对距离维和多普勒维分别进行了自适应恒虚警率检测，并可以综合距离维和多普勒维两个维度上的检测结果得到目标回波信号的目标检测结果，综合考虑了两个维度的信息，进一步提高了目标检出率；再者，在多普勒维方向上的自适应恒虚警率检测过程中，对于距离多普勒频谱数据中靠近多普勒维边界的检测单元，可以根据速度的圆周卷积特性，使用其所靠近的多普勒维边界的对侧的分辨单元作为缺少的参考单元的补充，弥补了参考单元不足的缺陷，从而提高了多普勒维方向上背景杂波门限估计的准确性，进而提高了目标检测的鲁棒性和检出率。
本发明实施例提供的目标检测方法可以在保证虚警率恒定的情况下，有效提升交通毫米波雷达的目标检出率，为后续的目标聚类和跟踪等提供了基础。
下面对本发明提供的目标检测装置进行描述，下文描述的目标检测装置与上文描述的目标检测方法可相互对应参照。
图7示例性示出了本发明实施例提供的目标检测装置的结构示意图，参照图7所示，目标检测装置700可以包括：获取模块710，用于获取雷达目标回波信号的距离多普勒频谱数据；检测模块720，用于对距离多普勒频谱数据进行检测维度上的自适应恒虚警率检测，得到初始检测结果；其中，检测维度包括距离维和/或多普勒维；确定模块730，用于确定初始检测结果中表征目标的目标分辨单元在距离多普勒频谱数据中对应的数据，并用数据更新目标分辨单元的数值，得到待判定检测结果；分割模块740，用于将待判定检测结果沿距离维方向划分为设定数量的数据段；生成模块750，用于将每个数据段中的数据与每个数据段对应的设定阈值进行比较，并基于比较结果生成目标回波信号的目标检测结果。
一种示例实施例中，生成模块750可以具体用于：将每个数据段中小于每个数据段对应的设定阈值的数据置为0，以对每个数据段进行更新；将更新后的所有数据段确定为目标回波信号的目标检测结果。
一种示例实施例中，检测模块720可以包括：第一确定单元，用于将距离多普勒频谱数据中的每个分辨单元依次作为检测单元，确定检测单元在检测维度上的检测滑窗，其中，检测维度上的检测滑窗包括检测单元以及检测单元所在的检测维度上的前向滑窗和后向滑窗；第二确定单元，用于确定检测滑窗内的杂波状态和检测滑窗的均值比，并基于杂波状态、均值比和设定的恒虚警率确定检测单元的检测门限，其中，杂波状态包括均匀杂波或非均匀杂波；比对单元，用于将检测单元的数据与检测门限进行比对，根据比对结果生成初始检测结果。
一种示例实施例中，第一确定单元可以包括：第一选择子单元，用于沿检测单元所在的距离维方向，从检测单元的前向相邻单元开始向前连续选择第五预设数量的分辨单元，得到第一保护单元；第二选择子单元，用于从检测单元的后向相邻单元开始向后连续选择第五预设数量的分辨单元，得到第二保护单元；第一确定子单元，用于将第一保护单元前的第三预设数量的分辨单元和第二保护单元后的第三预设数量的分辨单元分别确定为前向参考单元和后向参考单元；第二确定子单元，用于将第一保护单元和前向参考单元确定为检测单元在距离维方向的前向滑窗，且将第二保护单元和后向参考单元确定为检测单元在距离维方向的后向滑窗；第三确定子单元，用于将距离维方向的前向滑窗、检测单元和距离维方向的后向滑窗确定为距离维上的检测滑窗。
一种示例实施例中，第一确定单元还可以包括：判断子单元，用于沿检测单元所在的多普勒维方向，分别判断检测单元的前向分辨单元和后向分辨单元是否存在第四预设数量的分辨单元；第四确定子单元，用于在检测单元的前向不存在第四预设数量的分辨单元的情况下，将检测单元的所有前向分辨单元以及第一补充分辨单元确定为检测单元在多普勒维方向的前向滑窗，且将检测单元的后向第四预设数量的分辨单元确定为检测单元在多普勒维方向的后向滑窗，其中，第一补充分辨单元为从检测单元后向边界分辨单元开始的第一数量个分辨单元，检测单元的所有前向分辨单元和第一补充分辨单元的总数为第四预设数量；第五确定子单元，用于在检测单元的后向不存在第四预设数量的分辨单元的情况下，将检测单元的所有后向分辨单元以及第二补充分辨单元确定为检测单元在多普勒维方向的后向滑窗，且将检测单元的前向第四预设数量的分辨单元确定为检测单元在多普勒维方向的前向滑窗，其中，第二补充分辨单元为从检测单元的前向边界分辨单元开始的第二数量个分辨单元，检测单元的所有后向分辨单元和第二补充分辨单元的总数为第四预设数量；第三选择子单元，用于在检测单元的前向和后向均存在第四预设数量的分辨单元的情况下，在检测单元前后各选择第四预设数量的分辨单元，得到检测单元在多普勒维方向的前向滑窗和后向滑窗；第六确定子单元，用于将多普勒维方向的前向滑窗、检测单元和多普勒维方向的后向滑窗确定为多普勒维上的检测滑窗。
一种示例实施例中，第二确定单元可以包括：排序子单元，用于针对检测维度中的每个检测维度，对每个检测维度的检测滑窗内所有参考单元的数据进行排序，得到排序结果；剔除子单元，用于剔除排序结果中的前第一预设数量和后第二预设数量的数据，得到有效参考单元数据；第七确定子单元，用于基于有效参考单元数据确定每个检测维度的检测滑窗内的杂波状态以及每个检测维度的检测滑窗的均值比。
一种示例实施例中，第七确定子单元可以具体用于：基于有效参考单元数据中对应于前向滑窗的数据，确定第一变化指数和第一功率均值；基于有效参考单元数据中对应于后向滑窗的数据，确定第二变化指数和第二功率均值；根据第一变化指数确定前向滑窗内的杂波状态，并根据第二变化指数确定后向滑窗内的杂波状态；计算第一功率均值和第二功率均值的比值，得到每个检测维度的检测滑窗的均值比。
图8示例了一种电子设备的结构示意图，如图8所示，该电子设备800可以包括：处理器(processor)810、通信接口(Communication Interface)820、存储器(memory)830和通信总线840，其中，处理器810，通信接口820，存储器830通过通信总线840完成相互间的通信。处理器810可以调用存储器830中的逻辑指令，以执行上述各方法实施例提供的目标检测方法，该方法比如可以包括：获取雷达目标回波信号的距离多普勒频谱数据；对距离多普勒频谱数据进行检测维度上的自适应恒虚警率检测，得到初始检测结果；其中，检测维度包括距离维和/或多普勒维；确定初始检测结果中表征目标的目标分辨单元在距离多普勒频谱数据中对应的数据，并用数据更新目标分辨单元的数值，得到待判定检测结果；将待判定检测结果沿距离维方向划分为设定数量的数据段；将每个数据段中的数据与每个数据段对应的设定阈值进行比较，并基于比较结果生成目标回波信号的目标检测结果，设定阈值基于对应的每个数据段的背景杂波功率确定。
此外，上述的存储器830中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例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、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的目标检测方法，该方法比如可以包括：获取雷达目标回波信号的距离多普勒频谱数据；对距离多普勒频谱数据进行检测维度上的自适应恒虚警率检测，得到初始检测结果；其中，检测维度包括距离维和/或多普勒维；确定初始检测结果中表征目标的目标分辨单元在距离多普勒频谱数据中对应的数据，并用数据更新目标分辨单元的数值，得到待判定检测结果；将待判定检测结果沿距离维方向划分为设定数量的数据段；将每个数据段中的数据与每个数据段对应的设定阈值进行比较，并基于比较结果生成目标回波信号的目标检测结果，设定阈值基于对应的每个数据段的背景杂波功率确定。
又一方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法实施例所提供的目标检测方法，该方法比如可以包括：获取雷达目标回波信号的距离多普勒频谱数据；对距离多普勒频谱数据进行检测维度上的自适应恒虚警率检测，得到初始检测结果；其中，检测维度包括距离维和/或多普勒维；确定初始检测结果中表征目标的目标分辨单元在距离多普勒频谱数据中对应的数据，并用数据更新目标分辨单元的数值，得到待判定检测结果；将待判定检测结果沿距离维方向划分为设定数量的数据段；将每个数据段中的数据与每个数据段对应的设定阈值进行比较，并基于比较结果生成目标回波信号的目标检测结果，设定阈值基于对应的每个数据段的背景杂波功率确定。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上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精神和范围。

Claims (10)

1.一种目标检测方法，其特征在于，包括：
获取雷达目标回波信号的距离多普勒频谱数据；
对所述距离多普勒频谱数据进行检测维度上的自适应恒虚警率检测，得到初始检测结果；其中，所述检测维度包括距离维和/或多普勒维；
确定所述初始检测结果中表征目标的目标分辨单元在所述距离多普勒频谱数据中对应的数据，并用所述数据更新所述目标分辨单元的数值，得到待判定检测结果；
将所述待判定检测结果沿所述距离维方向划分为设定数量的数据段；
将每个数据段中的数据与所述每个数据段对应的设定阈值进行比较，并基于比较结果生成所述目标回波信号的目标检测结果，所述设定阈值基于对应的所述每个数据段的背景杂波功率确定。
2.根据权利要求1所述的目标检测方法，其特征在于，所述将每个数据段中的数据与所述每个数据段对应的设定阈值进行比较，并基于比较结果生成所述目标回波信号的目标检测结果，包括：
将所述每个数据段中小于所述每个数据段对应的设定阈值的数据置为0，以对所述每个数据段进行更新；
将更新后的所有数据段确定为所述目标回波信号的目标检测结果。
3.根据权利要求1所述的目标检测方法，其特征在于，所述对所述距离多普勒频谱数据进行检测维度上的自适应恒虚警率检测，得到初始检测结果，包括：
将所述距离多普勒频谱数据中的每个分辨单元依次作为检测单元，确定所述检测单元在所述检测维度上的检测滑窗，其中，所述检测维度上的检测滑窗包括所述检测单元以及所述检测单元所在的检测维度上的前向滑窗和后向滑窗；
确定所述检测滑窗内的杂波状态和所述检测滑窗的均值比，并基于所述杂波状态、所述均值比和设定的恒虚警率确定所述检测单元的检测门限，其中，所述杂波状态包括均匀杂波或非均匀杂波；
将所述检测单元的数据与所述检测门限进行比对，根据比对结果生成所述初始检测结果。
4.根据权利要求3所述的目标检测方法，其特征在于，所述检测维度包括距离维，所述确定所述检测单元在所述检测维度上的检测滑窗包括：
沿所述检测单元所在的距离维方向，从所述检测单元的前向相邻单元开始向前连续选择第五预设数量的分辨单元，得到第一保护单元；
从所述检测单元的后向相邻单元开始向后连续选择所述第五预设数量的分辨单元，得到第二保护单元；
将所述第一保护单元前的第三预设数量的分辨单元和所述第二保护单元后的所述第三预设数量的分辨单元分别确定为前向参考单元和后向参考单元；
将所述第一保护单元和所述前向参考单元确定为所述检测单元在所述距离维方向的前向滑窗，且将所述第二保护单元和所述后向参考单元确定为所述检测单元在所述距离维方向的后向滑窗；
将所述距离维方向的前向滑窗、所述检测单元和所述距离维方向的后向滑窗确定为所述距离维上的检测滑窗。
5.根据权利要求3所述的目标检测方法，其特征在于，所述检测维度包括多普勒维，所述确定所述检测单元在所述检测维度上的检测滑窗，包括：
沿所述检测单元所在的多普勒维方向，分别判断所述检测单元的前向分辨单元和后向分辨单元是否存在第四预设数量的分辨单元；
在所述检测单元的前向不存在所述第四预设数量的分辨单元的情况下，将所述检测单元的所有前向分辨单元以及第一补充分辨单元确定为所述检测单元在所述多普勒维方向的前向滑窗，且将所述检测单元的后向所述第四预设数量的分辨单元确定为所述检测单元在所述多普勒维方向的后向滑窗，其中，所述第一补充分辨单元为从所述检测单元后向边界分辨单元开始的第一数量个分辨单元，所述检测单元的所有前向分辨单元和所述第一补充分辨单元的总数为所述第四预设数量；
在所述检测单元的后向不存在所述第四预设数量的分辨单元的情况下，将所述检测单元的所有后向分辨单元以及第二补充分辨单元确定为所述检测单元在所述多普勒维方向的后向滑窗，且将所述检测单元的前向所述第四预设数量的分辨单元确定为所述检测单元在所述多普勒维方向的前向滑窗，其中，所述第二补充分辨单元为从所述检测单元的前向边界分辨单元开始的第二数量个分辨单元，所述检测单元的所有后向分辨单元和所述第二补充分辨单元的总数为所述第四预设数量；
在所述检测单元的前向和后向均存在所述第四预设数量的分辨单元的情况下，在所述检测单元前后各选择所述第四预设数量的分辨单元，得到所述检测单元在所述多普勒维方向的前向滑窗和后向滑窗；
将所述多普勒维方向的前向滑窗、所述检测单元和所述多普勒维方向的后向滑窗确定为所述多普勒维上的检测滑窗。
6.根据权利要求3至5任一项所述的目标检测方法，其特征在于，所述确定所述检测滑窗内的杂波状态和所述检测滑窗的均值比，包括：
针对所述检测维度中的每个检测维度，对所述每个检测维度的检测滑窗内所有参考单元的数据进行排序，得到排序结果；
剔除所述排序结果中的前第一预设数量和后第二预设数量的数据，得到有效参考单元数据；
基于所述有效参考单元数据确定所述每个检测维度的检测滑窗内的杂波状态以及所述每个检测维度的检测滑窗的均值比。
7.根据权利要求6所述的目标检测方法，其特征在于，所述基于所述有效参考单元数据确定所述每个检测维度的检测滑窗内的杂波状态以及所述每个检测维度的检测滑窗的均值比，包括：
基于所述有效参考单元数据中对应于所述前向滑窗的数据，确定第一变化指数和第一功率均值；
基于所述有效参考单元数据中对应于所述后向滑窗的数据，确定第二变化指数和第二功率均值；
根据所述第一变化指数确定所述前向滑窗内的杂波状态，并根据所述第二变化指数确定所述后向滑窗内的杂波状态；
计算所述第一功率均值和所述第二功率均值的比值，得到所述每个检测维度的检测滑窗的均值比。
8.一种目标检测装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取雷达目标回波信号的距离多普勒频谱数据；
检测模块，用于对所述距离多普勒频谱数据进行检测维度上的自适应恒虚警率检测，得到初始检测结果；其中，所述检测维度包括距离维和/或多普勒维；
确定模块，用于确定所述初始检测结果中表征目标的目标分辨单元在所述距离多普勒频谱数据中对应的数据，并用所述数据更新所述目标分辨单元的数值，得到待判定检测结果；
分割模块，用于将所述待判定检测结果沿所述距离维方向划分为设定数量的数据段；
生成模块，用于将每个数据段中的数据与所述每个数据段对应的设定阈值进行比较，并基于比较结果生成所述目标回波信号的目标检测结果。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述目标检测方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述目标检测方法。
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