基于功率谱信息几何的雷达目标检测方法、装置和设备制造方法及图纸

本申请涉及一种基于功率谱信息几何的雷达目标检测方法、装置和设备。所述方法包括：获取探测区域的雷达回波对应的多个距离单元，以及每一距离单元对应的参考单元；根据每一距离单元的样本数据，计算得到每一距离单元的功率谱，根据预先设置的几何测量对应的诱导势函数，计算得到每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心；根据诱导势函数，计算每一距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的几何差异，得到第一几何差异；根据当前距离单元对应的第一几何差异和预先设置的检测门限之间的大小关系，判断当前距离单元是否存在待检测目标。采用本方法能够大幅减少计算量并实现高性能实时检测。量并实现高性能实时检测。量并实现高性能实时检测。

【技术实现步骤摘要】
基于功率谱信息几何的雷达目标检测方法、装置和设备


[0001]本申请涉及雷达信号处理
，特别是涉及一种基于功率谱信息几何的雷达目标检测方法、装置和设备。

技术介绍

[0002]雷达通过发射并接收电磁波，可以获得探测区域的回波信号。雷达目标检测技术通过处理该回波信号，可以判断探测区域中目标的存在与否。雷达目标检测在公共安全领域具有广泛的应用场景，是达成空中目标和海面目标预警探测的重要技术。
[0003]在现有的传统目标检测方法中，基于傅立叶变换的恒虚警概率检测器具有计算效率高、实现简单等特点，且当杂波为高斯白噪声时，可以取得最优检测性能。然而，在实际的复杂背景目标检测场景下，杂波通常不具有独立特性，且杂波的非高斯、非均匀、非平稳等特性，均使得这一传统目标检测方法性能急剧下降。针对这一复杂场景，基于矩阵信息几何的检测器，通过对数据进行协方差矩阵建模，可以解决传统方法在非独立杂波条件下的性能下降问题。此外，矩阵信息几何检测器利用协方差矩阵流形的内蕴几何结构特性，可以实现非均匀条件下的小样本高精度协方差矩阵估计，从而提高目标检测性能。然而，矩阵信息几何检测中的大量矩阵运算急剧提高了该方法的运算复杂度，从而难以实现雷达目标实时检测。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于功率谱信息几何的雷达目标检测方法、装置和设备。
[0005]一种基于功率谱信息几何的雷达目标检测方法，所述方法包括：获取探测区域的雷达回波对应的多个距离单元，以及每一距离单元对应的参考单元；根据所述每一距离单元的样本数据，计算得到所述每一距离单元的功率谱，根据预先设置的几何测量对应的诱导势函数，计算得到所述每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心；所述功率谱几何中心为距离单元的参考单元功率谱在功率谱流形上的几何中心；根据所述诱导势函数，计算所述每一距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的几何差异，得到第一几何差异；根据当前距离单元对应的第一几何差异和预先设置的检测门限之间的大小关系，判断当前距离单元是否存在待检测目标。
[0006]在其中一个实施例中，还包括：当所述几何测量为KL散度时，根据所述几何测量的诱导势函数，计算得到所述每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心为：
其中，为当前距离单元对应参考单元的KL散度
‑
诱导势函数几何中心，为个参考单元在第个功率谱分量上的功率平均值，，为参考单元数，，为雷达发射的脉冲数量，为第个参考单元在第个功率谱分量上对应的功率。
[0007]在其中一个实施例中，还包括：根据所述几何测量为KL散度时对应的诱导势函数，计算所述每一距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的几何差异，得到第一几何差异为：其中，为当前距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的第一几何差异，为当前距离单元中第个功率谱分量对应的功率，为当前距离单元对应的参考单元中第个功率谱分量对应的功率。
[0008]在其中一个实施例中，还包括：当所述几何测量为黎曼距离时，根据所述几何测量的诱导势函数，计算得到所述每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心为：其中，为当前距离单元对应参考单元的黎曼距离
‑
诱导势函数几何中心，为个参考单元在第个功率谱分量上的功率谱几何中心，，为参考单元数，，为雷达发射的脉冲数量，为第个参考单元中第个功率谱分量对应的功率。
[0009]在其中一个实施例中，还包括：根据所述几何测量为黎曼距离时对应的诱导势函数，计算所述每一距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的几何差异，得到第一几何差异为：其中，为当前距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的第一几何差异，为当前距离单元中第个功率谱分量对应的功率，为当前距离单元对应的参考单元中第个功率谱分量对应的功率。
[0010]在其中一个实施例中，还包括：当所述几何测量为JS散度时，根据所述几何测量的诱导势函数，计算得到所述每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心为：
其中，为当前距离单元对应参考单元的JS散度
‑
诱导势函数几何中心，为功率谱分量，为第个参考单元中第个功率谱分量对应的功率，为迭代第次时几何中心第个功率谱分量对应的功率。
[0011]在其中一个实施例中，还包括：根据几何测量为JS散度时对应的诱导势函数，计算所述每一距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的几何差异，得到第一几何差异为：其中，为当前距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的第一几何差异，为当前距离单元中第个功率谱分量对应的功率，为当前距离单元对应的参考单元中第个功率谱分量对应的功率。
[0012]在其中一个实施例中，还包括：根据预先获取的无待检测目标时所述探测区域的雷达回波对应的多个距离单元，计算得到每一距离单元对应的第二几何差异，根据所述第二几何差异，得到检测门限；所述根据所述第二几何差异，得到检测门限的步骤包括：根据所述第二几何差异，得到第二几何差异的降序排序结果；根据所述第二几何差异的降序排序结果，得到检测门限为：其中，为检测门限，表示取上整，为第二几何差异的数量，为虚警概率，为第二几何差异的降序排序结果，对应，，为第组回波数据第个距离单元对应的第二几何差异。
[0013]一种基于功率谱信息几何的雷达目标检测装置，所述装置包括：数据获取模块，用于获取探测区域的雷达回波对应的多个距离单元，以及每一距离单元对应的参考单元；功率谱几何中心计算模块，用于根据所述每一距离单元的样本数据，计算得到所述每一距离单元的功率谱，根据预先设置的几何测量对应的诱导势函数，计算得到所述每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心；所述功率谱几何中心为距离单元的参考单元功率谱在功率谱流形上的几何中心；第一几何差异计算模块，用于根据所述诱导势函数，计算所述每一距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的几何差异，得到第一几何差异；目标检测模块，用于根据当前距离单元对应的第一几何差异和预先设置的检测门限之间的大小关系，判断当前距离单元是否存在待检测目标。
[0014]一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取探测区域的雷达回波对应的多个距离单元，以及每一距离单元对应的参考单元；根据所述每一距离单元的样本数据，计算得到所述每一距离单元的功率谱，根据预先设置的几何测量对应的诱导势函数，计算得到所述每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心；所述功率谱几何中心为距离单元的参考单元功率谱在功率谱流形上的几何中心；根据所述诱导势函数，计算所述每一距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的几何差异，得到第一几何差异；根据当前距离单元对应的第一几何差异和预先设置的检测门限之间的大小关系，判断当前距离单元是否存在待检测目标。
[0015]一种计算机可读存储介质，其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以下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于功率谱信息几何的雷达目标检测方法，其特征在于，所述方法包括：获取探测区域的雷达回波对应的多个距离单元，以及每一距离单元对应的参考单元；根据所述每一距离单元的样本数据，计算得到所述每一距离单元的功率谱，根据预先设置的几何测量对应的诱导势函数，计算得到所述每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心；所述功率谱几何中心为距离单元的参考单元功率谱在功率谱流形上的几何中心；根据所述诱导势函数，计算所述每一距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的几何差异，得到第一几何差异；根据当前距离单元对应的第一几何差异和预先设置的检测门限之间的大小关系，判断当前距离单元是否存在待检测目标。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预先设置的几何测量对应的诱导势函数，计算得到所述每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心包括：当所述几何测量为KL散度时，根据所述几何测量的诱导势函数，计算得到所述每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心为：其中，为当前距离单元对应参考单元的KL散度
‑
诱导势函数几何中心，为个参考单元在第个功率谱分量上的功率平均值，，为参考单元数，，为雷达发射的脉冲数量，为第个参考单元在第个功率谱分量上对应的功率。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述诱导势函数，计算所述每一距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的几何差异，得到第一几何差异包括：根据所述几何测量为KL散度时对应的诱导势函数，计算所述每一距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的几何差异，得到第一几何差异为：其中，为当前距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的第一几何差异，为当前距离单元中第个功率谱分量对应的功率，为当前距离单元对应的参考单元中第个功率谱分量对应的功率。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预先设置的几何测量对应的诱导势函数，计算得到所述每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心还包括：当所述几何测量为黎曼距离时，根据所述几何测量的诱导势函数，计算得到所述每一距离单元对应参考单元的功率谱几何中心为：其中，为当前距离单元对应参考单元的黎曼距离
‑
诱导势函数几何中心，
为个参考单元在第个功率谱分量上的功率谱几何中心，，为参考单元数，，为雷达发射的脉冲数量，为第个参考单元中第个功率谱分量对应的功率。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述诱导势函数，计算所述每一距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的几何差异，得到第一几何差异包括：根据所述几何测量为黎曼距离时对应的诱导势函数，计算所述每一距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的几何差异，得到第一几何差异为：其中，为当前距离单元的功率谱与对应参考单元的功率谱几何中心之间的第一几何差异，为当前距离单元中第个功率谱分量...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏强，程永强，吴昊，刘康，刘红彦，邓彬，杨琪，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：