一种平静海面下航海雷达假回波识别与抑制方法技术

本发明专利技术提供一种平静海面下航海雷达假回波识别与抑制方法，具体过程为：对于单帧雷达图像，得到扩展目标信息。将记录的扩展目标信息转化为点坐标信息，即保留回波的波峰位置，提取波峰位置的方位、距离信息，同时增加目标的回波强度信息，储存为初始目标信息矩阵。判断方位特征信息，保存符合假回波方位特征的目标信息。判断距离特征信息，保存符合假回波距离特征的目标信息。判断假回波发生场景，是否具备假回波发生条件。判断回波强度特征信息，删除不符合假回波回波强度特征的目标信息，同时更新初始目标信息矩阵为假回波目标信息矩阵。根据假回波目标信息矩阵中的信息，设置雷达回波数据数字域的抑制门限，实现单帧目标信息中假回波的抑制。息中假回波的抑制。息中假回波的抑制。

【技术实现步骤摘要】
一种平静海面下航海雷达假回波识别与抑制方法


[0001]本专利技术涉及识别方法的
，具体而言，尤其涉及一种平静海面下航海雷达假回波识别与抑制方法。

技术介绍

[0002]随着船舶数量不断增加，船舶容积越来越大，在雷达目标检测和跟踪的实际应用中，粗糙水面、高大建筑、其它水面船舶等其它反射体，会让雷达发射电磁波在传播过程中发生多径传播现象，且反射回波均有被雷达接收机接收的可能，进而产生虚假目标回波。通过假回波的识别与抑制方法实现目标回波的正确处理及虚假目标回波的剔除，达到提高雷达录取信息准确性和可靠性的首要目的。

技术实现思路

[0003]根据上述
技术介绍
中提到的技术问题，而提供一种平静海面下航海雷达假回波识别与抑制方法。本专利技术主要利用求一种假回波识别与抑制方法，以期实现上述场景下的雷达假回波的有效识别与抑制，减少雷达假回波产生的不良影响。本专利技术采用的技术手段如下：
[0004]一种平静海面下航海雷达假回波识别与抑制方法，包括以下步骤：
[0005]步骤1：对于单帧雷达图像，根据雷达目标的多脉冲回波积累，通过沿方位维对每个距离单元进行读取数据，分别保存扩展目标出现和消失的距离信息和方位信息，获取所述扩展目标的信息矩阵；
[0006]步骤2：将所述扩展目标的信息矩阵转化为点坐标信息，即保留回波的波峰位置，提取波峰位置的方位特征信息及距离特征信息，同时增加目标的回波强度特征信息，储存为初始目标信息矩阵；
[0007]步骤3：通过提取初始目标信息矩阵中的第一列方位特征信息并进行判别，判断方位特征信息，保存符合假回波方位特征的目标信息，并更新目标信息矩阵；
[0008]步骤4：通过提取初始目标信息矩阵中的第二列距离特征信息并进行判别，判断距离特征信息，保存符合假回波距离特征的目标信息，并更新目标信息矩阵；
[0009]步骤5：引入假回波发生场景的判断，通过将初始目标信息矩阵中由方位、距离组成的极坐标信息以及固定出现的强反射体转化为直角坐标，并判断目标与目标之间、目标与强反射体之间距离是否近似相等，判断假回波发生场景，是否具备假回波发生条件，并更新目标信息矩阵；
[0010]步骤6：通过提取最新的目标信息矩阵中的回波强度信息，并判断新的目标信息矩阵所述是否符合假回波的强度信息特征，删除不符合假回波回波强度特征的目标信息，同时更新初始目标信息矩阵为假回波目标信息矩阵；
[0011]步骤7：根据所述假回波目标信息矩阵中的信息，设置雷达回波数据数字域的抑制门限，实现单帧目标信息中假回波的抑制。
[0012]较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0013]本专利技术实现了移动舰船目标反射体、固定强反射体、海面反射等单独场景下的假回波识别。
[0014]本专利技术实现了移动舰船目标反射体、固定强反射体、海面反射等单独场景下的假回波抑制。
[0015]实现了当移动舰船目标反射体、固定强反射体、海面反射等场景同时出现时的假回波识别。
[0016]实现了当移动舰船目标反射体、固定强反射体、海面反射等场景同时出现时的假回波抑制。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本专利技术整体流程示意图。
[0019]图2为第n条扫描线的原始数据图。
[0020]图3为第n条扫面先进行假回波移植后的数据图。
[0021]图4为移动舰船目标反射体场景下的假回波实例图和局部放大图。
[0022]图5为移动舰船目标反射体场景下经过假回波识别与抑制后的实例图和局部放大图。
[0023]图6为固定强反射体场景下的假回波实例图和局部放大图。
[0024]图7为固定强反射体场景下经过假回波识别与抑制后的实例图和局部放大图。
[0025]图8为海面反射场景下的假回波实例图和局部放大图。
[0026]图9为海面反射场景下经过假回波识别与抑制后的实例图和局部放大图。
[0027]图10为移动舰船目标反射体、固定强反射体、海面反射等场景同时出现时的假回波实例图和局部放大图。
[0028]图11为移动舰船目标反射体、固定强反射体、海面反射等场景同时出现时经过假回波识别与抑制后的实例图和局部放大图。
具体实施方式
[0029]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0030]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆
盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0031]如图1
‑
11所示，本专利技术提供了一种平静海面下航海雷达假回波识别与抑制方法，包括以下步骤：
[0032]步骤1：对于单帧雷达图像，根据雷达目标的多脉冲回波积累，通过沿方位维对每个距离单元进行读取数据，分别保存扩展目标出现时刻和消失时刻的距离信息和方位信息，获取所述扩展目标的信息矩阵。雷达转动过程中会不间断的向外发射信号，接收机会接收到雷达向外发射并经反射体(目标、海面等)发射后返回的回波信号。雷达每转动一周会按照极坐标形式将方位采集数据量化到4096个方位分辨单元，并将每个方位单元量化为2048个距离分辨单元，即雷达每转动一周采集的雷达数据帧格式为的数据矩阵(.bin)。
[0033]所述步骤1中，
[0034]沿方位维依次对第i(0≤i≤4096)个方位分辨单元上的第j(0≤j≤2048)个距离分辨单元进行扩展目标信息录取，，储存扩展目标方位信息的最小方位θ
leftn
、最大方位θ
rightn
和距离信息的最近距离ρ
downn
、最远距离ρ
upn
为扩展目标信息矩阵Ω
extend
，为：
[0035][0036]其中，0≤θ≤4096，0≤ρ≤2048；n表示目标的标号，即个数，且n∈[1,N]，而N∈[0,+∞)。
[0037]步骤2：将所述扩展目标的信息矩阵转化为点坐标信息，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种平静海面下航海雷达假回波识别与抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：对于单帧雷达图像，根据雷达目标的多脉冲回波积累，通过沿方位维对每个距离单元进行读取数据，分别保存扩展目标出现时刻和消失时刻的距离信息和方位信息，获取所述扩展目标的信息矩阵；步骤2：将所述扩展目标的信息矩阵转化为点坐标信息，即保留回波的波峰位置，提取波峰位置的方位特征信息及距离特征信息，同时增加目标的回波强度特征信息，储存为初始目标信息矩阵；步骤3：通过提取初始目标信息矩阵中的第一列方位特征信息并进行判别，判断方位特征信息，保存符合假回波方位特征的目标信息，并更新目标信息矩阵；步骤4：通过提取初始目标信息矩阵中的第二列距离特征信息并进行判别，判断距离特征信息，保存符合假回波距离特征的目标信息，并更新目标信息矩阵；步骤5：引入假回波发生场景的判断，通过将初始目标信息矩阵中由方位、距离组成的极坐标信息以及固定出现的强反射体转化为直角坐标，并判断目标与目标之间、目标与强反射体之间距离是否近似相等，判断假回波发生场景，是否具备假回波发生条件，并更新目标信息矩阵；步骤6：通过提取最新的目标信息矩阵中的回波强度信息，并判断新的目标信息矩阵所述是否符合假回波的强度信息特征，删除新的目标信息矩阵中不符合假回波回波强度特征的目标信息，对于新的目标信息矩阵中符合的目标信息进行保留。同时更新初始目标信息矩阵为假回波目标信息矩阵；步骤7：根据所述假回波目标信息矩阵中的信息，设置雷达回波数据数字域的抑制门限，实现单帧目标信息中假回波的抑制。2.根据权利要求1所述的一种平静海面下航海雷达假回波识别与抑制方法，其特征在于，所述步骤1中，沿方位维依次对第i(0i4096)个方位分辨单元上的第j(0j2048)个距离分辨单元进行扩展目标信息录取，，储存扩展目标方位信息的最小方位θ
leftn
、最大方位θ
rightn
和距离信息的最近距离ρ
downn
、最远距离ρ
upn
为扩展目标信息矩阵Ω
extend
，为：其中，0≤θ≤4096，0≤ρ≤2048；n表示目标的标号，即个数，且n∈[1,N]，而N∈[0,+∞)。3.根据权利要求1所述的一种平静海面下航海雷达假回波识别与抑制方法，其特征在于，所述步骤2还包括以下步骤：步骤21：将扩展目标转换为点目标；
对于方位信息，将数据矩阵(1)中的第一、二列做差，并记为θ
dif
，即θ
dif
＝θ
rightn
‑
θ
leftn
；再对得到的差值θ
dif
取中值并取整，由此得到对于距离信息，将数据矩阵(1)中的第三、四列做差，并记为ρ
dif
，即ρ
dif
＝ρ
upn
‑
ρ
downn
；再对得到的差值ρ
dif
取中值并取整，由此得到将处理后的方位信息和距离信息合并成新的极坐标信息，即为点目标的极坐标信息，记为(θ
pn
,ρ
pn
)；步骤22：用k表示回波强度，则回波强度k计算公式为：k＝(i
right
‑
i
left
)
×
(j
up
‑
j
down
)(2)；式中，i
right
表示目标最右侧方位，i
left
表示目标最左侧方位；j
up
表示目标最远端距离，j
down
表示目标最近端距离。从而获取回波强度值，即目标回波所占据分辨单元的个数；步骤23：根据点目标的极坐标信息更新初始目标信息矩阵为Ω
point
，为：其中，n为目标的标号，即个数，且n∈[1,N]，而N∈[0,+∞)。4.根据权利要求1所述的一种平静海面下航海雷达假回波识别与抑制方法，其特征在于，所述步骤3还包括以下步骤：步骤31：遍历Ω
point
中的方位信息θ
pn
；对于Ω
point
中第(n+1)个目标的方位信息θ
p(n+1)
，判断所述目标与Ω
extend
中第n个目标方位信息的最小方位θ
leftn
、最大方位θ
rightn
之间是否满足方位条件θ
leftn
≤θ
p(n+1)
≤θ
rightn
；步骤32：对于Ω
point
中满足方位条件的目标信息，保存到一个新矩阵Ω
fp1
中，将其定义为方位判断目标信息矩阵，并在Ω
fp1
中增加疑似假回波分组标号信息，为：
其中，a,b,c表示满足方位条件的目标标号，m表示疑似假回波的分组标号信息，即组号，且a,b,c,m∈[1,N]；步骤33：对于Ω
point
中不满足方位条件的目标信息，则直接忽略。5.根据权利要求1所述的一种平静海面下航海雷达假回波识别与抑制方法，其特征在于，所述步骤4中根据矩阵Ω
fp0
中的组号列信息，分组遍历距离信息ρ
pn
；对于Ω
fp0
中第(n+1)个目标的距离信息ρ
p(n+1)
，计算其相对距离ρ
p(n+1)
‑
ρ
pn
；对于疑似假回波组的第(n+2)个目标，根据矩阵Ω
fp0
中的目标标号信息和距离信息ρ
p(n+2)
，调用与Ω
extend
中第(n+1)个目标距离信息的最近距离ρ
downn
、最远距离ρ
upn
，将以上参数代入方位条件关系式ρ
p(n+1)
‑
ρ
downn
≤ρ
p(n+2)
‑
ρ
p(n+1)
≤ρ
p(n+1)
‑
ρ
upn
中，判断是否满足条件；对于疑似假回波组第(n+p)个目标，p≥3时与p＝2时同理。6.根据权利要求1或5所述的一种平静海面下航海雷达假回波识别与抑制方法，其特征在于，所述步骤4还包括以下步骤：步骤41：对于Ω
fp0
中不满足距离条件的目标信息，直接删除；步骤42：保留Ω
fp0
中满足距离条件的目标信息，并更新矩阵Ω
fp0
为新矩阵Ω
fp1
，将更新后的矩阵Ω
fp1
定义为距离判断目标信息矩阵，如下：其中，a,c表示满足方位条件的目标标号，m表示疑似假回波的分组标号信息，即组号，由方位信息得到，且a,c,m∈[1,N]。7.根据权利要求1所述的一种平静海面下航海雷达假回波识别与抑制方法，其特征在于，所述步骤步骤51：将初始目标信息矩阵Ω
point

【专利技术属性】
技术研发人员：柳晓鸣，高建磊，刘帅，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：