本发明专利技术涉及一种基于Hough变换域杂波图的重杂波区小目标的检测方法。该方法主要适用于采样间相关性强的杂波区的弱小目标的检测前跟踪。通过多帧回波信号的联合处理，利用目标在帧间位置相关性的差异，实现目标回波幅度非相参积累。依次取出检测区间相邻的若干帧回波信号进行Hough变换，在变换域构造杂波图。对于新出现的目标回波，其运动的轨迹参数对应杂波图格子的点数将会增加。杂波图格子中的增加的回波点的个数作为检测目标的依据，通过格子对应的参数来反演目标的运动轨迹。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于重杂波区的弱小目标检测领域，特别涉及相关性强的地杂波区的弱小目标的检测前跟踪。
技术介绍
检测前跟踪(TBD)是一种针对弱小目标的检测跟踪的新技术。与先检测后跟踪(DBT)不同，TBD技术在单帧内并不对目标的有无进行判决，而是将雷达回波信号降低一个门限后(包括信号强度、坐标位置信息等)存储起来，在多帧数据联合处理后，宣布检测结果并同时估计出目标航迹。TBD实现算法很多，包括三维匹配滤波、多阶假设检验、Hough变换、动态规划算法、极大似然估计等，以及近年来应用较多的基于粒子滤波的Bayes递归方法。基于Hough变换的TBD算法，可以检测杂波区的直线运动或近似直线运动的低可观测目标。Hough变换能够将笛卡尔空间中的点映射为参数空间中的曲线或曲面，则笛卡尔空间中满足某特性的点集将在变换后交于参量空间一点，统计交点处的累加程度来检测特征曲线或曲面。Hough变换的原理如下:直角坐标系下的任一点(X，y)，通过以下公式:P = x*cos (N* JT/180)+y*sin (N* JT/180)(I)(其中N=1:180)可变换为参数空间(N，P)中的一条曲线。Hough变换应用于检测前跟踪，利用了杂波和和噪声的非相关性，对目标进行多帧的非相干。在由地物等固定物体的杂波环境中，杂波相关性强，此时无法直接检测出目标。
技术实现思路
本专利技术在基于Hough变换的检测前跟踪技术的基础上，提出一种Hough变换域的杂波图的弱小目标的检测前跟踪方法。在相关性强的杂波区，杂波强度相对于目标的幅度大的多，并且杂波相关性强，在Hough变换域直接利用二次门限判决目标，很难检测出目标。在变换域构造杂波图，通过把本帧的杂波图与前几帧的杂波图相减，作为新的参数域。设置门限，门限的设置与积累的帧数有关。判断过门限即宣布检测到目标。实现本专利技术的技术方案为:对连续的6帧回波数据进行Hough变换，把直角坐标系的回波变换到参数空间，在参数空间进行二值积累，形成杂波图，对间隔6帧的杂波图作差形成目标图，对目标图每个格子进行检测，格子点数大于等于4则判决为目标，通过格子对应的参数反演目标的轨迹。【附图说明】附图1基于Hough变换的检测前跟踪技术处理流程图。【具体实施方式】本专利技术采用一种基于变换域杂波图的检测前跟踪方法，具体实施步骤如下(参见附图1):1.设定检测区域，初级门限，变换参数，积累的帧数。检测前跟踪需要多帧信号联合处理，需要存储多帧的回波，如果全程全方位进行检测前跟踪需要很大的存储空间和计算量。通常对重点区域进行TBD处理。因此首先要确定检测的区域范围。对于范围内的回波信号进行多帧存储，范围外的回波进行传统的检测处理。2.回波数据预处理。为减小运算量，降低虚警概率，本文利用门限(预处理门限)，对XOY数据平面图像进行预处理，设置初级门限的目的为了进一步减少存储量和计算量。在回波中饱和着噪声，杂波和目标，初级门限删除掉噪声，保留杂波和目标。3.Hough变换和杂波图的形成。确定方格容量，划分参数区间，确定方格坐标参数区间的划分直接影响航迹起始的质量，容量参数Δ P, Δ Θ取值愈小，则参数空间划分愈加精细，起始航迹的质量越高，但容易造成漏检，而容量参数Λ ρ，Λ Θ取值过大则不至于产生漏警。预处理门限检测后剩下的点参加Hough变换。变换过程中，XOY内每一个点都变换为Hough平面内的一条正弦曲线。预处理门限检测后的点进行二值积累，即所有剩下的点按权值为I参加运算。在确定的方格内进行计数器累加。累加完后变成了此帧下对应的杂波图。4.杂波图检测。把此帧对应的杂波图，与6帧前的杂波图，每个格子对应相减。生成目标图。对目标图设置第二道门限进行检测。考虑到目标的起伏性，设置门限比帧数少I或者2。5.根据过门限网格对应的参数，回溯目标的轨迹。【主权项】1.，其特征在于:对连续的6帧回波数据进行Hough变换，把直角坐标系的回波变换到参数空间，在参数空间进行二值积累，形成杂波图，对间隔6帧的杂波图作差形成目标图，对目标图每个格子进行检测，格子点数大于等于4则判决为目标，通过格子对应的参数反演目标的轨迹。【专利摘要】本专利技术涉及。该方法主要适用于采样间相关性强的杂波区的弱小目标的检测前跟踪。通过多帧回波信号的联合处理，利用目标在帧间位置相关性的差异，实现目标回波幅度非相参积累。依次取出检测区间相邻的若干帧回波信号进行Hough变换，在变换域构造杂波图。对于新出现的目标回波，其运动的轨迹参数对应杂波图格子的点数将会增加。杂波图格子中的增加的回波点的个数作为检测目标的依据，通过格子对应的参数来反演目标的运动轨迹。【IPC分类】G01S13/66, G01S7/41【公开号】CN104931951【申请号】CN201510359874【专利技术人】李纪三, 黄孝鹏, 夏永红 【申请人】中国船舶重工集团公司第七二四研究所【公开日】2015年9月23日【申请日】2015年6月25日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于Hough变换域杂波图的重杂波区小目标的检测方法，其特征在于：对连续的6帧回波数据进行Hough变换，把直角坐标系的回波变换到参数空间，在参数空间进行二值积累，形成杂波图，对间隔6帧的杂波图作差形成目标图，对目标图每个格子进行检测，格子点数大于等于4则判决为目标，通过格子对应的参数反演目标的轨迹。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李纪三，黄孝鹏，夏永红，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七二四研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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