一种混沌寻优雷达海上目标检测系统及方法技术方案

一种混沌寻优雷达海上目标检测系统，包括雷达、数据库以及上位机；雷达、数据库和上位机依次相连，所述雷达对所检测海域进行照射，并将雷达海杂波数据储存到所述的数据库，所述的上位机包括数据预处理模块、预报模型建模模块、混沌寻优模块、海杂波预报模块、判别模型更新模块以及结果显示模块。以及提出了一种混沌寻优雷达海上目标检测方法。本发明专利技术提供一种避免人为因素影响、高精度的混沌寻优雷达海上目标检测系统及方法。

Chaotic optimization radar sea target detection system and method

A chaotic search target and radar detection system, including radar, radar, computer and database; database and the host computer is connected to the detection area irradiation on the radar, and the radar sea clutter data is stored into the database, the host computer comprises a data preprocessing module, forecast modeling module, optimization module, sea clutter prediction module, model updating module and result display module. And a method of radar target detection based on chaotic optimization radar is proposed. The invention provides a high-precision radar target detection system and a method for preventing the influence of human factors and high-precision chaotic optimization.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及雷达数据处理领域，特别地，涉及一种混沌寻优雷达海上目标检测系 统及方法。
技术介绍
海杂波，即来自于海面的雷达后向散射回波。近几十年来，随着对海杂波认识的深 入，德国、挪威等国家相继尝试利用雷达观测海杂波获取雷达海浪图像来反演海浪信息，以 获得关于海洋状态的实时信息，如海浪的波高、方向和周期等，从而进一步对海上微小目标 进行检测，这对海上活动具有十分重要的意义。海上目标检测技术具有重要的地位，提供准确的目标判决是对海雷达工作的重要 任务之一。雷达自动检测系统依据判决准则在给定的检测阈值下做出判决，而强海杂波往 往成为微弱目标信号的主要干扰。如何处理海杂波将直接影响到雷达在海洋环境下的检 测能力1)识别导航浮标、小片的冰，漂浮在海面的油污，这些可能会对导航带来潜在的危 机；2)监测非法捕鱼是环境监测的一项重要的任务。在传统的目标检测时，海杂波被认为是干扰导航的一种噪声被去掉。然而，在雷达 对海观测目标时，微弱的运动目标回波常常湮没在海杂波中，信杂比较低，雷达不易检测到 目标，同时海杂波的大量尖峰还会造成严重虚警，对雷达的检测性能产生较大影响。对于各 种对海警戒和预警雷达而言，研究的主要目标是提高海杂波背景下目标的检测能力。因此， 不仅具有重要的理论意义和实际意义，而且也是国内外海上目标检测的难点和热点。
技术实现思路
为了克服已有雷达海上目标检测方法精度不高、易受人为因素影响的的不足，本 专利技术提供一种避免人为因素影响、高精度的混沌寻优雷达海上目标检测系统及方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是—种混沌寻优雷达海上目标检测系统，包括雷达、数据库以及上位机，雷达、数据 库和上位机依次相连，所述雷达对所检测海域进行照射，并将雷达海杂波数据储存到所述 的数据库，所述的上位机包括数据预处理模块，用以进行雷达海杂波数据预处理，采用如下过程完成1)从数据库中采集N个雷达海杂波回波信号幅值Xi作为训练样本，i = 1，...， N；2)对训练样本进行归一化处理，得到归一化幅值xi 权利要求1. 一种混沌寻优雷达海上目标检测系统，包括雷达、数据库以及上位机，雷达、数据库 和上位机依次相连，其特征在于所述雷达对所检测海域进行照射，并将雷达海杂波数据储 存到所述的数据库，所述的上位机包括数据预处理模块，用以进行雷达海杂波数据预处理，采用如下过程完成1)从数据库中采集N个雷达海杂波回波信号幅值Xi作为训练样本，1= 1,...,N；2)对训练样本进行归一化处理，得到归一化幅值x2.如权利要求1所述的混沌寻优雷达海上目标检测系统，其特征在于所述上位机还 包括判别模型更新模块，用以按设定的采样时间间隔采集数据，将得到的实测数据与模型 预报值比较，如果相对误差大于10%，则将新数据加入训练样本数据，更新预报模型；3.如权利要求1或2所述的混沌寻优雷达海上目标检测系统，其特征在于所述上位 机还包括结果显示模块，用以将海上目标检测模块的检测结果在上位机显示。4.一种如权利要求1所述的混沌寻优雷达海上目标检测系统所使用的雷达海上目标 检测方法，其特征在于所述的方法包括以下步骤(1)从数据库中采集N个雷达海杂波回波信号幅值^ci作为训练样本，i = l,...,N；(2)对训练样本进行归一化处理，得到归一化幅值xi:5.如权利要求4所述的雷达海上目标检测方法，其特征在于所述的方法还包括(11)、按设定的采样时间间隔采集数据，将得到的实测数据与模型预报值比较，如果相 对误差大于10 %，则将新数据加入训练样本数据，更新预报模型。6.如权利要求4或5所述的雷达海上目标检测方法，其特征在于在所述的步骤(10) 中，将海上目标检测模块的检测结果在上位机显示。全文摘要一种混沌寻优雷达海上目标检测系统，包括雷达、数据库以及上位机；雷达、数据库和上位机依次相连，所述雷达对所检测海域进行照射，并将雷达海杂波数据储存到所述的数据库，所述的上位机包括数据预处理模块、预报模型建模模块、混沌寻优模块、海杂波预报模块、判别模型更新模块以及结果显示模块。以及提出了一种混沌寻优雷达海上目标检测方法。本专利技术提供一种避免人为因素影响、高精度的混沌寻优雷达海上目标检测系统及方法。文档编号G06F19/00GK102147465SQ20111005110公开日2011年8月10日 申请日期2011年3月3日 优先权日2011年3月3日专利技术者刘兴高, 闫正兵 申请人:浙江大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种混沌寻优雷达海上目标检测系统，包括雷达、数据库以及上位机，雷达、数据库和上位机依次相连，其特征在于：所述雷达对所检测海域进行照射，并将雷达海杂波数据储存到所述的数据库，所述的上位机包括：数据预处理模块，用以进行雷达海杂波数据预处理，采用如下过程完成：１）从数据库中采集Ｎ个雷达海杂波回波信号幅值ｘｉ作为训练样本，ｉ＝１，．．．，Ｎ；２）对训练样本进行归一化处理，得到归一化幅值（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｏｖｅｒ）?（ｍｉ）ｘ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＆ＯｖｅｒＢａｒ；（／ｍｏ）?（／ｍｏｖｅｒ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｘ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｍｉｎ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｘ（／ｍｉ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｍａｘ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｘ（／ｍｉ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｍｉｎ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｘ（／ｍｉ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｆｒａｃ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍ的最优解，并结束计算，否则继续迭代；５．４）采用正态分布概率选择个体；５．５）通过单点线性交叉产生新个体；５．６）对适应度最小的１０％个体用Ｌｏｇｉｓｔｉｃ映射进行混沌扰动；５．７）产生的新一代种群，返回５．３）进行迭代；其中，初始种群大小为５０－２００，最大代数５０－３００，最佳个体选择概率为０．０５－０．１，交叉概率为０．５－０．９，个体适应度选择模型的泛化均方根误差，终止条件为达到最大代数或者连续五代适应度不变；目标检测模块，用以进行目标检测，采用如下过程完成：１）在采样时刻ｔ采集Ｄ个海杂波回波信号幅值得到ＴＸ＝［ｘｔ－Ｄ＋１，Ｋ，ｘｔ］，ｘｔ－Ｄ＋１表示第ｔ－Ｄ＋１采样时刻的海杂波回波信号幅值，ｘｔ表示第ｔ采样时刻的海杂波回波信号幅值；２）进行归一化处理；（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｏｖｅｒ）?（ｍｉ）ＴＸ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＆ＯｖｅｒＢａｒ；（／ｍｏ）?（／ｍｏｖｅｒ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ＴＸ（／ｍｉ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｍｉｎ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｘ（／ｍｉ）?（／ｍｒｏｗ）?ａｔｈ）其中，ｍｉｎｘ表示训练样本中的最小值，ｍａｘｘ表示训练样本中的最大值；３）将归一化后的训练样本重构，分别得到输入矩阵Ｘ和对应的输出矩阵Ｙ：（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）Ｘ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｆｅｎｃｅｄｏｐ（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｍａｘ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｘ（／ｍｉ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｍｉｎ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｘ（／ｍｉ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｆｒａｃ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）３）代入预报模型建模模块得到的待估计函数ｆ（ｘ）计算得到采样时刻（ｔ＋１）的海杂波预报值；４）计算海杂波预报值与雷达回波实测值的差值ｅ，计算控制限Ｑα：（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｑ（／ｍｉ）?（ｍｉ）＆ａｌｐｈａ；（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ｔｈｅｔａ；（／ｍｉ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）［（／ｍｏ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｃ（／ｍｉ）?（ｍｉ）＆ａｌｐｈａ；（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｈ（／ｍｉ）?（ｍｎ）０（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｓｑｒｔ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ｔｈｅｔａ；（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｓｑｒｔ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ｔｈｅｔａ；（／ｍｉ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｆｒａｃ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ｔｈｅｔａ；（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｈ（／ｍｉ）?（ｍｎ）０（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｈ（／ｍｉ）?（ｍｎ）０（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ｔｈｅｔａ；（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｆｒａｃ）?（ｍｏ）］（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｈ（／ｍｉ）?（ｍｎ）０（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｆｒａｃ）?（／ｍｓｕｐ）?（／ｍｒｏｗ）...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘兴高，闫正兵，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86