基于多帧双门限两级检测机制的杂波图恒虚警方法技术

本发明专利技术公开了基于多帧双门限两级检测机制的杂波图恒虚警方法，其包括以下步骤，初始化雷达扫描图像中所有检测单元的杂波功率估计值；获取雷达当前扫描图像中所有检测单元的测量值；计算当前扫描图像中每个检测单元第一级检测的高门限和低门限；根据检测单元的测量值与高门限和低门限的大小关系，确定其第一级检测的统计量；将每个检测单元的第一级检测的统计量分别存入一个移位寄存器；对每个移位寄存器内的所有第一级检测的统计量求和得到第二级检测的统计量，并将计数器累积一次；根据第二级检测的统计量与第二级检测门限及计数器的累计值与移位寄存器的长度之间的大小关系，确定当前扫描图像中是否有目标出现和是否更新杂波图。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及雷达信号检测领域，具体涉及一种基于多帧双门限两级检测机制的杂波图恒虚警方法。
技术介绍
雷达信号检测总是在杂波背景下进行的，而杂波功率是随环境和时间而发生变化的，故检测门限也应该随杂波功率的变化而实时地改变，否则就会导致虚警概率的增加或者检测概率的降低。目前常采用恒虚警检测(CFAR)获得恒定的虚警概率以及可预知且稳定的检测性能，CFAR的核心处理就是对背景杂波的功率电平进行估计，根据估计方法的不同，可以分为两大类：一类是空域CFAR，也称为邻近单元CFAR，另一类是时域CFAR，也称为杂波图CFAR。在进行雷达信号检测时，当杂波背景非均匀(如杂波功率出现突变)或者相邻空域单元有多个目标存在时，邻近单元CFAR的检测性能将出现不同程度的下降。当目标信杂比较低(如低于10dB)时，杂波图CFAR检测性能将会大大降低，此外，还可能会发生目标遮挡现象(即前次扫描时未检测到的弱目标被当作杂波进行更新，使得该检测单元的杂波功率被提高，致使后续扫描时同位置出现的强目标也无法被检测到的现象)。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的基于多帧双门限两级检测机制的杂波图恒虚警方法解决了现有方法在低信杂比条件下检测性能下降和容易发生目标遮挡的问题。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：提供一种基于多帧双门限两级检测机制的杂波图恒虚警方法，其包括以下步骤：步骤S1，初始化雷达扫描图像中所有检测单元的杂波功率估计值；步骤S2，获取雷达当前扫描图像中所有检测单元的测量值；步骤S3，计算当前扫描图像中每个检测单元第一级检测的高门限和低门限；步骤S4，根据检测单元的测量值与高门限和低门限的大小关系，确定其第一级检测的统计量；步骤S5，将每个检测单元的第一级检测的统计量分别存入一个移位寄存器；步骤S6，对每个移位寄存器内的所有第一级检测的统计量求和得到第二级检测的统计量，并将计数器累积一次；步骤S7，根据第二级检测的统计量与第二级检测门限及计数器的累计值与移位寄存器的长度之间的大小关系，确定当前扫描图像中是否有目标出现和是否更新杂波图。本专利技术的有益效果为：本方案的杂波图恒虚警方法相对于现有的杂波图CFAR技术而言，其能够有效提高低信杂比条件下弱目标的检测性能，有效避免目标遮挡现象；在非均匀杂波背景和多目标干扰环境下，本方案的方法均能够保持良好的检测性能。附图说明图1为基于多帧双门限两检测机制级的杂波图恒虚警方法一个实施例的流程图。图2为基于多帧双门限两级检测机制的杂波图恒虚警方法另一个实施例的流程图。图3a为仿真案例1中现有的杂波图CFAR在第50次扫描第15个方位单元上对第一个目标的检测结果图3b为仿真案例1中现有的杂波图CFAR未能被发现第一个目标，将其当成杂波数据进行更新的结果以及在第54次扫描第15个方位单元上对第二个目标的检测结果。图3c为图3b的局部放大图。图4a为仿真案例1中本方案的杂波图恒虚警方法在第50次扫描第15个方位单元上对第一个目标的检测结果。图4b为仿真案例1中本方案的杂波图恒虚警方法在第51次扫描第15个方位单元上对第一个目标的检测结果。图4c为仿真案例1中本方案的杂波图恒虚警方法在第52次扫描第15个方位单元上对第一个目标的检测结果。图4d为仿真案例1中本方案的杂波图恒虚警方法在第53次扫描第15个方位单元上对第一个目标的检测结果。图4e为仿真案例1中本方案的杂波图恒虚警方法在第54次扫描第15个方位单元上对第二个目标的检测结果。图5为仿真案例2中现有的杂波图CFAR的目标检测结果。图6a为仿真案例2中本方案的杂波图恒虚警方法在第50次扫描第10个方位单元上的目标检测结果。图6b为仿真案例2中本方案的杂波图恒虚警方法在第51次扫描第10个方位单元上的目标检测结果。图6c为仿真案例2中本方案的杂波图恒虚警方法在第52次扫描第10个方位单元上的目标检测结果。具体实施方式下面对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本专利技术，但应该清楚，本专利技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本专利技术的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本专利技术构思的专利技术创造均在保护之列。参考图1，图1示出了基于多帧双门限两检测机制级的杂波图恒虚警方法S一个实施例的流程图；如图1所示，该杂波图恒虚警方法包括步骤S1至步骤S7。在步骤S1中，初始化雷达扫描图像中所有检测单元的杂波功率估计值；具体为将雷达第一次扫描的测量值q1作为杂波功率估计的初始值p1，另外还需要将计数器初始化为0，长度为N的移位寄存器初始化为0。在步骤S2中，获取雷达当前扫描图像中所有检测单元的测量值；此处的当前扫描图像至少为第二次扫描获得。在步骤S3中，计算当前扫描图像中每个检测单元第一级检测的高门限和低门限；对于步骤S3至步骤S7，每个检测单元可以同步执行，也可以在一个检测单元执行完了再继续另一个检测单元的相应操作。在本专利技术的一个实施例中，步骤S3中计算每个检测单元第一级检测的高门限和低门限可以采用以下具体方法来实现：SH＝THpn-1，SL＝TLpn-1其中，SH为第一级检测的高门限，SL为第一级检测的低门限，TH为高门限标称化因子，TL为低门限标称化因子，pn-1是检测单元第n-1次扫描后的杂波功率估计值。在步骤S4中，根据检测单元的测量值与高门限和低门限的大小关系，确定其第一级检测的统计量；其中，每个检测单元第一级检测的统计量可能存在三种结果，如图2所示，本方案采用以下方法进行检测单元第一级检测的统计量的确定：若qn>SH，则Z＝K；若SL≤qn≤SH，则Z＝1；若qn<SL，则Z＝0；其中，Z为第一级检测的统计量，qn为检测单元第n次扫描的测量值，K为第二级检测门限。在步骤S5中，将每个检测单元的第一级检测的统计量分别存入一个移位寄存器；若在上一次雷达扫描图像处理时，在目标判断和杂波图是否更新步骤中未对移位寄存器进行清空，则下一次雷达扫描图像处理时，移位寄存器中还存储有该检测单元上一次或上几次第一级检测的统计量，此处将该次检测的第一级检测的统计量顺序存入移位寄存器内即可。在步骤S6中，对每个移位寄存器内的所有第一级检测的统计量求和得到第二级检测的统计量，并将计数器累积一次。在步骤S7中，根据第二级检测的统计量与第二级检测门限及计数器的累计值与移位寄存器的长度之间的大小关系，确定当前扫描图像中是否有目标出现和是否更新杂波图。如图2所示，实施时，优选在步骤S7中根据第二级检测的统计量与第二级检测门限及计数器与移位寄存器的长度之间的大小关系，确定当前扫描图像中是否有目标出现和是否更新杂波图进一步包括以下步骤：步骤S71，若M≥K，则有目标，不更新杂波图，并令pn＝pn-1，同时清空移位寄存器，并将计数器清0；步骤S72，若M<K，且count<N，则无目标，不更新杂波图，并令pn＝pn-1；步骤S73，若M<K，且count＝N，则无目标，更新杂波图，同时清空移位寄存器，并将计数器清0；其中，M为第二级检测的统计量，K为第二级检测门限，count为计数器的累计值，N为移位寄存器的长度，pn-1为检测单元第n-1本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于多帧双门限两级检测机制的杂波图恒虚警方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，初始化雷达扫描图像中所有检测单元的杂波功率估计值；步骤S2，获取雷达当前扫描图像中所有检测单元的测量值；步骤S3，计算当前扫描图像中每个检测单元第一级检测的高门限和低门限；步骤S4，根据检测单元的测量值与高门限和低门限的大小关系，确定其第一级检测的统计量；步骤S5，将每个检测单元的第一级检测的统计量分别存入一个移位寄存器；步骤S6，对每个移位寄存器内的所有第一级检测的统计量求和得到第二级检测的统计量，并将计数器累积一次；步骤S7，根据第二级检测的统计量与第二级检测门限及计数器的累计值与移位寄存器的长度之间的大小关系，确定当前扫描图像中是否有目标出现和是否更新杂波图。

【技术特征摘要】
1.基于多帧双门限两级检测机制的杂波图恒虚警方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，初始化雷达扫描图像中所有检测单元的杂波功率估计值；步骤S2，获取雷达当前扫描图像中所有检测单元的测量值；步骤S3，计算当前扫描图像中每个检测单元第一级检测的高门限和低门限；步骤S4，根据检测单元的测量值与高门限和低门限的大小关系，确定其第一级检测的统计量；步骤S5，将每个检测单元的第一级检测的统计量分别存入一个移位寄存器；步骤S6，对每个移位寄存器内的所有第一级检测的统计量求和得到第二级检测的统计量，并将计数器累积一次；步骤S7，根据第二级检测的统计量与第二级检测门限及计数器的累计值与移位寄存器的长度之间的大小关系，确定当前扫描图像中是否有目标出现和是否更新杂波图。2.根据权利要求1所述的基于多帧双门限两级检测机制的杂波图恒虚警方法，其特征在于：所述步骤S7进一步包括：步骤S71，若M≥K，则有目标，不更新杂波图，并令pn＝pn-1，同时清空移位寄存器，并将计数器清0；步骤S72，若M<K，且count<N，则无目标，不更新杂波图，并令pn＝pn-1；步骤S73，若M<K，且count＝N，则无目标，更新杂波图，同时清空移位寄存器，并将计数器清0；其中，M为第二级检测的统计量，K为第二级检测门限，count为计数器的累计值，N为移...

【专利技术属性】
技术研发人员：于雪莲，贾静，李海翔，戴麒麟，周云，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51