雷达二维恒虚警检测方法、系统、装置及可读存储介质制造方法及图纸

本申请公开了一种雷达二维恒虚警检测方法、系统、装置及计算机可读存储介质，包括：对田字型参考窗的距离维进行OS‑CFAR处理，得到田字型参考窗的每个参考单元在距离维上的杂波功率；从田字型参考窗的每一行中所有参考单元的杂波功率中选出一个杂波功率作为每行的距离维杂波噪声功率水平估计值；利用每行的距离维杂波噪声功率水平估计值，得到并利用多普勒维杂波噪声功率水平估计值和标称化门限因子，得到并利用检测门限值，将低于检测门限值的信号归零，筛选出待检单元的真实目标；本申请将参考窗设置为田字型参考窗减少保护单元和参考单元，减少计算量，从而提升精准度，同时，结合OS‑CFAR和CA‑CFAR，避免了CA‑CFAR在多目标情况下会出现的目标遮蔽现象。

Radar two-dimensional constant false alarm detection method, system, device and readable storage medium

【技术实现步骤摘要】
雷达二维恒虚警检测方法、系统、装置及可读存储介质
本专利技术涉及雷达领域，特别涉及一种雷达二维恒虚警检测方法、系统、装置及计算机可读存储介质。
技术介绍
在雷达系统中，对统计检测的性能估计通常需要对目标和背景进行建模，雷达检波器中将接收到的回波信号幅值与固定门限值作比较，当幅度值高于固定门限值，则判定为目标存在，但是在实际的雷达应用中，总会出现许多不同类型的噪声和杂波的复杂环境背景，而且这些杂波将随着时间和空间的不同时刻改变，所以一旦当这些不同种类的噪声和杂波高于固定门限值就会产生虚警或漏警，因为在非均匀的噪声和杂波环境下，真实的目标信号会被这些干扰信号所湮没所以会产生漏警。为了保持一个恒定的虚警概率，在复杂的噪声和杂波环境下必须自适应地调整门限值来降低虚警。雷达目标恒虚警检测主要包括均值类CFAR(ConstantFalse-AlarmRate)和有序统计类CFAR，最早被提出的是单元平均恒虚警概率。在均匀的噪声和杂波背景环境下，CA-CFAR(Cell-AveragingConstantFalse-AlarmRate)表现出了优异的检测性能，但是在非均匀的杂波背景环境下，CA-CFAR的检测性能大大降低。后来随着雷达恒虚警技术的不断发展，相继提出了基于有序统计的恒虚警处理技术(OrderStatisticsConstantFalse-AlarmRate，OS-CFAR)，并在非均匀杂波背景环境下表现出优异的检测性能，而且在多目标环境下也能表现出良好的检测效率。以上提出的均值类和有序统计类CFAR通常是在距离维的研究基础之上，但是杂波和噪声不仅只存在于距离维，在多普勒维同样也会存在。雷达目标检测的主要任务是在距离-多普勒维数据所组成的距离-多普勒矩阵(RangeDopplerMatrix，RDM)中的每个检测单元做出判决，目标检测的信号处理过程如图1所示。二维的恒虚警检测首先需要准确地估计系统噪声水平以及确定好参考窗，常见的二维参考窗都是由M×N个参考单元组成的矩形参考窗，其中M、N分别为距离维和多普勒维索引，二维CA-CFAR矩形参考窗如图2所示。但现有技术中的传统二维矩形窗拥有无关参考单元多、计算量大等缺点，导致虚警检测效率和准确性降低。为此，本申请在于提出一种能够进一步提升雷达的虚警检测效率和准确性的检测方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种雷达二维恒虚警检测方法、系统、装置及计算机可读存储介质，提升雷达的虚警检测效率和准确性。其具体方案如下：一种雷达二维恒虚警检测方法，包括：对田字型参考窗的距离维进行OS-CFAR处理，得到所述田字型参考窗的每个参考单元在距离维上的杂波功率；根据预设的选值条件，从所述田字型参考窗的每一行中所有参考单元的杂波功率中选出一个杂波功率作为每行的距离维杂波噪声功率水平估计值；利用每行的距离维杂波噪声功率水平估计值，得到多普勒维杂波噪声功率水平估计值；利用多普勒维杂波噪声功率水平估计值和预设的标称化门限因子，得到检测门限值；利用所述检测门限值，对所述待检单元进行检测，将低于所述检测门限值的信号归零，筛选出待检单元的真实目标；其中，所述田字型参考窗包括待检单元、保护单元和参考单元，保护单元以所述待检单元为中心，选取所述待检单元相邻的上下左右四个单元格作为保护单元，参考单元包括以所述待检单元X轴为准分别上下平移两格和以所述待检单元Y轴为准分别左右平移三格围成的以所述待检单元为中心的矩形的单元格和所述待检单元X轴方向相邻左右两格保护单元的单元格。可选的，所述根据预设的选值条件，从所述田字型参考窗的每一行中所有参考单元的杂波功率中选出一个杂波功率作为每行的距离维杂波噪声功率水平估计值的过程，包括：将每一行中所有参考单元的杂波功率进行升序排列，从每行的序列中选择中间位置的杂波功率作为每行的距离维杂波噪声功率水平估计值。可选的，所述利用每行的距离维杂波噪声功率水平估计值，得到多普勒维杂波噪声功率水平估计值的过程，包括：利用多普勒维杂波噪声功率水平估计值计算公式和每行的距离维杂波噪声功率水平估计值，得到多普勒维杂波噪声功率水平估计值；其中，所述多普勒维杂波噪声功率水平估计值计算公式为：式中，表示多普勒维杂波噪声功率水平估计值，N表示所述田字型参考窗的行数，X(k)表示一行中的距离维杂波噪声功率水平估计值。可选的，所述利用多普勒维杂波噪声功率水平估计值和预设的标称化门限因子，得到检测门限值的过程，包括：利用所述多普勒维杂波噪声功率水平估计值和预设的所述标称化门限因子相乘，得到所述检测门限值。本专利技术还公开了一种雷达二维恒虚警检测系统，包括：杂波功率计算模块，对田字型参考窗的距离维进行OS-CFAR处理，得到所述田字型参考窗的每个参考单元在距离维上的杂波功率；距离维估计模块，用于根据预设的选值条件，从所述田字型参考窗的每一行中所有参考单元的杂波功率中选出一个杂波功率作为每行的距离维杂波噪声功率水平估计值；多普勒维估计模块，用于利用每行的距离维杂波噪声功率水平估计值，得到多普勒维杂波噪声功率水平估计值；门限值计算模块，用于利用多普勒维杂波噪声功率水平估计值和预设的标称化门限因子，得到检测门限值；检测模块，用于利用所述检测门限值，对所述待检单元进行检测，将低于所述检测门限值的信号归零，筛选出待检单元的真实目标；其中，所述田字型参考窗包括待检单元、保护单元和参考单元，保护单元以所述待检单元为中心，选取所述待检单元相邻的上下左右四个单元格作为保护单元，参考单元包括以所述待检单元X轴为准分别上下平移两格和以所述待检单元Y轴为准分别左右平移三格围成的以所述待检单元为中心的矩形的单元格和所述待检单元X轴方向相邻左右两格保护单元的单元格。可选的，所述距离维估计模块，具体用于将每一行中所有参考单元的杂波功率进行升序排列，从每行的序列中选择中间位置的杂波功率作为每行的距离维杂波噪声功率水平估计值。可选的，所述多普勒维估计模块，具体用于利用多普勒维杂波噪声功率水平估计值计算公式和每行的距离维杂波噪声功率水平估计值，得到多普勒维杂波噪声功率水平估计值；其中，所述多普勒维杂波噪声功率水平估计值计算公式为：式中，表示多普勒维杂波噪声功率水平估计值，N表示所述田字型参考窗的行数，X(k)表示一行中的距离维杂波噪声功率水平估计值。可选的，所述门限值计算模块，具体用于利用所述多普勒维杂波噪声功率水平估计值和预设的所述标称化门限因子相乘，得到所述检测门限值。本专利技术还公开了一种雷达二维恒虚警检测装置，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序以实现如前述的雷达二维恒虚警检测方法。本专利技术还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质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如前述的雷达二维恒虚警检测方法。本专利技术中，雷达二维恒虚警检测方法，包括：对田字型参考窗的距离维进行OS-CFAR处理，得到田字型参考窗的每个参考单元在距离维上的杂波功率；根据预设的选值条件，从田字型参考窗的每一行中所有参考单元的杂波功率中选出一个杂波功率作为每行的距离维杂波噪声功率水平估计值；利用每行的距离维杂波噪声功率水平估计值，得到多普勒维杂波噪声功率水平估计值；利用多普勒维杂波噪声功率水平本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种雷达二维恒虚警检测方法，其特征在于，包括：对田字型参考窗的距离维进行OS‑CFAR处理，得到所述田字型参考窗的每个参考单元在距离维上的杂波功率；根据预设的选值条件，从所述田字型参考窗的每一行中所有参考单元的杂波功率中选出一个杂波功率作为每行的距离维杂波噪声功率水平估计值；利用每行的距离维杂波噪声功率水平估计值，得到多普勒维杂波噪声功率水平估计值；利用多普勒维杂波噪声功率水平估计值和预设的标称化门限因子，得到检测门限值；利用所述检测门限值，对所述待检单元进行检测，将低于所述检测门限值的信号归零，筛选出待检单元的真实目标；其中，所述田字型参考窗包括待检单元、保护单元和参考单元，保护单元以所述待检单元为中心，选取所述待检单元相邻的上下左右四个单元格作为保护单元，参考单元包括以所述待检单元X轴为准分别上下平移两格和以所述待检单元Y轴为准分别左右平移三格围成的以所述待检单元为中心的矩形的单元格和所述待检单元X轴方向相邻左右两格保护单元的单元格。

【技术特征摘要】
1.一种雷达二维恒虚警检测方法，其特征在于，包括：对田字型参考窗的距离维进行OS-CFAR处理，得到所述田字型参考窗的每个参考单元在距离维上的杂波功率；根据预设的选值条件，从所述田字型参考窗的每一行中所有参考单元的杂波功率中选出一个杂波功率作为每行的距离维杂波噪声功率水平估计值；利用每行的距离维杂波噪声功率水平估计值，得到多普勒维杂波噪声功率水平估计值；利用多普勒维杂波噪声功率水平估计值和预设的标称化门限因子，得到检测门限值；利用所述检测门限值，对所述待检单元进行检测，将低于所述检测门限值的信号归零，筛选出待检单元的真实目标；其中，所述田字型参考窗包括待检单元、保护单元和参考单元，保护单元以所述待检单元为中心，选取所述待检单元相邻的上下左右四个单元格作为保护单元，参考单元包括以所述待检单元X轴为准分别上下平移两格和以所述待检单元Y轴为准分别左右平移三格围成的以所述待检单元为中心的矩形的单元格和所述待检单元X轴方向相邻左右两格保护单元的单元格。2.根据权利要求1所述的雷达二维恒虚警检测方法，其特征在于，所述根据预设的选值条件，从所述田字型参考窗的每一行中所有参考单元的杂波功率中选出一个杂波功率作为每行的距离维杂波噪声功率水平估计值的过程，包括：将每一行中所有参考单元的杂波功率进行升序排列，从每行的序列中选择中间位置的杂波功率作为每行的距离维杂波噪声功率水平估计值。3.根据权利要求2所述的雷达二维恒虚警检测方法，其特征在于，所述利用每行的距离维杂波噪声功率水平估计值，得到多普勒维杂波噪声功率水平估计值的过程，包括：利用多普勒维杂波噪声功率水平估计值计算公式和每行的距离维杂波噪声功率水平估计值，得到多普勒维杂波噪声功率水平估计值；其中，所述多普勒维杂波噪声功率水平估计值计算公式为：式中，表示多普勒维杂波噪声功率水平估计值，N表示所述田字型参考窗的行数，X(k)表示一行中的距离维杂波噪声功率水平估计值。4.根据权利要求3所述的雷达二维恒虚警检测方法，其特征在于，所述利用多普勒维杂波噪声功率水平估计值和预设的标称化门限因子，得到检测门限值的过程，包括：利用所述多普勒维杂波噪声功率水平估计值和预设的所述标称化门限因子相乘，得到所述检测门限值。5.一种雷达二维恒虚警检测系统，其特征在于，包括：杂波功率计算模块，对田字型参考窗的距离维进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：李光平，冯昆，汪洋，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44