一种时频恒虚警高频雷达目标检测方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种时频恒虚警高频雷达目标检测方法及系统，包括选择某一段时间内的雷达回波数据，对时域的回波进行时频表示，在时频面上选择正负一阶峰之间的区域统计海杂波概率密度分布模型；拟合得到模型参数之后，得到虚警率和时频目标检测阈值之间的关系；将时频图像进行Hessian矩阵分割，得到提取脊结构的二值化图像；对二值化的联通区域进行边缘检测，得到脊结构的时间和频率信息，利用贪婪搜索提取出一条能量最大的时频脊，认为相应区域存在潜在目标信号；如果时频脊平均能量大于等于时频目标检测阈值，则判定目标为“真”，否则为“假”。通过实际雷达数据和AIS信息进行验证，在相同检测数目下，本发明专利技术在检测弱目标方面优于传统的CFAR方法。于传统的CFAR方法。于传统的CFAR方法。

【技术实现步骤摘要】
一种时频恒虚警高频雷达目标检测方法及系统


[0001]本专利技术涉及高频地波雷达海上船只目标检测
，具体涉及一种利用时频分析和Hessian分割技术的高频雷达目标检测方法及系统。

技术介绍

[0002]我国是个海洋大国，拥有1.8万多公里大陆海岸线，1.1万多个岛屿，专属经济区面积达到300多万平方千米。海洋在给我们带来丰富资源的同时，也带来了海洋监控方面的巨大挑战。传统的海洋监测方法包括岸边观测站监测，卫星监测，海上浮标监测，船只与飞机巡逻监测等，均不能实现大面积、全天候、高精度的监管，且实施和维护成本较高。高频地波雷达则具有得天独厚的优势：成本低、范围广、全天候。紧凑型高频地波雷达采用单极子交叉环作为接收和发射天线，该天线波束宽，空间分辨率较低，导致接收的雷达目标回波信号能量较弱，除此之外严重的海杂波和噪声干扰也常常会淹没弱目标信号。因此，高频地波雷达弱目标检测问题仍然是一个有挑战的任务。
[0003]传统的恒虚警技术通常在距离多普勒谱上对船只信号进行检测，当弱目标参考单元中存在干扰目标或者能量较强的杂波信号时，这时需要针对不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种时频恒虚警高频雷达目标检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，选择某一段时间内的雷达回波数据，对时域的回波进行时频表示；在时频面上选择正负一阶峰之间的区域统计海杂波概率密度分布模型；步骤S2，拟合得到海杂波概率密度分布模型参数之后，得到虚警率和时频目标检测阈值T之间的关系；步骤S3，将通过步骤S1得到的时频图像进行Hessian矩阵分割，实现对时频面上脊结构的提取，将属于脊的结构用1表示，不属于脊的结构用0表示，得到提取脊结构的二值化图像；步骤S4，对二值化的联通区域进行边缘检测，得到脊结构的时间和频率信息；步骤S5，在步骤S4确定的时间和频率区域内，利用贪婪搜索提取出一条能量最大的时频脊，认为相应区域存在潜在目标信号；步骤S6，利用步骤S2得到的时频目标检测阈值T和提取的时频脊平均能量值相比较，如果时频脊平均能量大于等于时频目标检测阈值T，则判定目标为“真”，否则为“假”。2.如权利要求1所述的时频恒虚警高频雷达目标检测方法，其特征在于：步骤S1中采用的时频分析方法是一种基于同步挤压变换的多重同步挤压变换。3.如权利要求1所述的时频恒虚警高频雷达目标检测方法，其特征在于：步骤S3包括以下子步骤，步骤S3.1，在利用Hessian矩阵对时频图像进行分割之前，先构造一个4
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4的高斯滤波器；步骤S3.2，选定高斯滤波器的方差尺度，并求该滤波器的一阶和二阶偏导和时频图像进行卷积操作；步骤S3.3，遍历时频图像中的每一个像素点之后，估算Hessian矩阵的特征值和特征向量，通过临近像素点与最大特征值对应的特征向量相乘决定该像素点是否为脊结构，如果该像素点是脊结构，则像素点设置为1，否则设置为0。4.如权利要求1或2或3所述的时频恒虚警高频雷达目标检测方法，其特征在于：所述时频目标检...

【专利技术属性】
技术研发人员：周浩，杨智清，文必洋，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：