專利名稱：雷達多目標的Hough變換逐目標消除的檢測方法
技術領域：
本發明屬于雷達目標檢測領域，特別涉及雷達多目標檢測前跟蹤技術。
二、背景技術
檢測前跟蹤技術是執行雷達微弱目標檢測的有效方法之一，它利用目標運動的 先驗信息，通過搜索目標運動航跡達到檢測目標的目的，因此具有較強的對抗強雜波背 景的能力。雷達檢測前跟蹤技術包括序貫處理和批處理兩類，前者包括基于動態規劃 (或Viterbi)類的算法和基于濾波類的算法，后者則包括基于Hough變換類的算法。就雷達多目標檢測前跟蹤技術而言，上述兩類算法對多目標航跡的最優搜索過 程都需要執行多維聯合搜索，其運算復雜度是驚人的，尤其是當目標數量先驗未知時， 還須執行關于目標數量的多元假設檢驗。為此人們提出了基于Viterbi逐目標消除的次優 算法。該算法明顯降低了運算復雜度，且在各目標位置充分間隔和大信噪比條件下，能 近似提供最優解。但是各目標數據點在位置上的間隔程度對該算法有較大影響，這是因 為在序貫類算法中，航跡的搜索是通過依次執行數據點關聯而實現的，前一階段的關聯 效果會直接影響后續關聯的正確性；而且在目標數量未知的情況下，該算法仍須執行關 于目標數量的多元假設檢驗，運算復雜度仍然較大。相比之下，在基于Hough變換的批處理類算法中，航跡搜索是基于航跡參數而 進行的，各目標數據點在位置上的間隔程度對這類算法的影響較小；而且批處理算法具 有多目標同時形成峰值的能力，因此在執行多目標檢測前跟蹤處理方面應該具有更好的 前景。目前關于Hough變換類檢測前跟蹤算法的研究中，Hough參數空間中檢測門限(即 第二門限)的設置仍是一個開放的問題。在關于此問題的以往研究中，都是簡單地基于 可達Hough參數空間以及二項式分布來設置該門限，而沒有考慮目標的運動信息和所得 航跡的可行性等因素。另外，二值積累技術被用來解決多目標Hough變換中各目標航跡 之間的相互影響問題，但該技術會帶來一定的信噪比損失。

發明內容
1.要解決的技術問題本發明的目的是提供一種具有較低運算復雜度的基于Hough變換逐目標消除的 雷達多目標檢測前跟蹤處理方法，其中要解決的技術問題包括(1)減輕檢測前跟蹤處理過程中各個目標航跡之間的相互影響；(2)較為合理地設置Hough參數空間中的第二門限。2.技術方案本發明所述的雷達多目標的Hough變換逐目標消除的檢測方法，包括以下技術 措施首先根據雷達輸出的檢驗統計量(亦稱為度量值)的統計特征設置第一門限，并 在所獲取的數據空間中應用第一門限，將超過第一門限的數據通過極坐標Hough變換映 射到Hough參數空間中；然后在Hough參數空間中，對具有最大累積度量值的有效參數單元依次進行如下處理(1)根據可達Hough參數空間、先驗已知的目標位置傳遞關系、 預先設置的對應于第一門限的虛警概率、以及雷達輸出檢驗統計量的統計特征計算該參 數單元對應的給定虛警概率條件下的檢測門限，即第二門限；(2)對該參數單元所包含 的數據點進行關聯形成“可行航跡”，并積累這些“可行航跡”上各數據點的度量值， 取航跡累積度量值最大者與第二門限進行比較，如果其高于第二門限，判決為存在目標 信號，否則判決為沒有目標；(3)如果判決結果為存在目標，那么給目標數量計數并記 錄目標航跡上的各個數據點，然后從整個Hough參數空間中刪除這些已檢測出來的數據 點，即所謂的逐目標消除；(4)將該參數單元的累積度量值置為零，并重新計算Hough參 數空間中被第(3)步修改了的參數單元的累積度量值，從而形成新的Hough參數空間； (5)然后在新形成的Hough參數空間中，再對具有最大累積度量值的有效參數單元依次執 行上述處理，直至遍歷所有的有效參數單元為止。最后得到目標總數及其航跡的估計。3.有益效果與以往雷達 多目標檢測前跟蹤算法相比，本發明具有如下的優點(1)該檢測器是針對航跡參數而非航跡本身的檢測前跟蹤算法，因此不要求每次 掃描時各目標位置之間都間隔很大；(2)該檢測器具備多目標同時形成峰值的能力，不需要目標數量的先驗信息，不 存在目標數量未知時的多元假設檢驗問題，因而具有明顯較低的計算復雜度；(3)該檢測器通過逐目標消除技術減輕了檢測前跟蹤處理過程中各目標之間的相 互影響；(4)第二門限的設置考慮了目標運動信息和航跡可行性等因素，在降低虛警概率 的同時，提高了檢測器的檢測概率。
四

說明書附圖是本發明的實施原理流程圖。
五具體實施例方式以下結合說明書附圖對本發明作進一步詳細描述。參照說明書附圖，本發明的具體實施方式
分以下幾個步驟(1)每次掃描獲取的來自每個距離-方位分辨單元的回波信號與用來估計背景參 數的訓練數據一起被送入裝置1中，計算雷達輸出的檢驗統計量(即度量值)。檢驗統計 量的具體形式取決于所采用的信號處理算法，例如脈沖回波經放大、混頻和平方律檢波 后的輸出就可以充當檢驗統計量。(2)根據設定的或估計的背景統計模型推導無目標條件下檢驗統計量的概率密度 函數，并在裝置2中計算給定虛警概率p&條件下的CFAR門限，即第一門限。將裝置1 輸出的檢驗統計量與裝置2輸出的第一門限一同送入比較器3中進行比較，將檢驗統計量 超過第一門限的數據點的“距離τ、方位Θ、掃描時間q、檢驗統計量(度量值)”等 信息存儲在裝置4中，形成四維數據空間。(3)利用各數據點的距離和方位信息，通過極坐標Hough變換裝置5將數據空間 映射為Hough參數空間，變換公式如下，
權利要求
1.雷達多目標的Hough變換逐目標消除的檢測方法，其特征在于包括以下技術措施(1)Hough變換逐目標消除技術的實施過程；(2)Hough參數空間中第二門限的設置。
2.權利要求1所述的Hough變換逐目標消除技術的實施過程，其特征在于具有如下技 術特征在Hough參數空間中，針對具有最大累積度量值的有效參數單元，取出其中包含的 數據點，根據已知的目標位置傳遞關系對這些數據點進行關聯，形成“可行航跡”，并 積累這些“可行航跡”上各數據點的度量值，取航跡累積度量值最大者與第二門限進 行比較，判定目標是否存在；如果目標存在，則將目標計數加1，同時記錄該目標的航 跡，并將其它參數單元中包含的屬于該航跡的點刪除，最后不論該參數單元是否存在目 標，都將其累積度量值置為0，于是形成了一個新的Hough參數空間；然后針對新Hough 參數空間再次執行上述過程，直至遍歷所有的有效參數單元為止，最終得到目標數量及 其航跡的估計。
3.權利要求1所述的Hough參數空間中第二門限的設置，其特征在于具有如下技術特征首先說明有關變量Pfa表示Hough參數空間的虛警概率；Iitl表示一條“可行航跡” 所必須擁有的最少數據點數，即最小長度；有效參數單元定義為在可達Hough參數空間 中累積度量值大于Iitl的參數單元，并將其總數記為L ；對于第1個有效參數單元，根 據可達Hough參數空間和目標位置傳遞關系，可確定該參數單元包含的掃描總次數叫⑴ 以及各次掃描中可行數據點數的最大值Ii1⑴；規定任意長度為Il2的虛假航跡的航跡累積 度量值Y超過第二門限Z2的概率Pyci = ΡΓ^Ζ2丨均相同，則厶應當是112的函數，記為 Ζ2(η2)；進一步規定每個有效參數單元中的虛警概率也都相同； 根據上述說明可得第ι個有效參數單元中，
全文摘要
本發明公開了一種雷達多目標的Hough變換逐目標消除的檢測方法，該方法屬于雷達檢測前跟蹤處理領域。現有的雷達多目標檢測前跟蹤處理方法存在著運算復雜度高、航跡之間相互影響大、第二門限設置簡單等缺點。為此，本發明采用了Hough變換逐目標消除技術，對各個參數單元逐一進行檢測判決。該技術利用Hough變換具有的多目標同時形成峰值的能力，采用逐目標消除策略，較大程度的減輕了各目標航跡之間的相互影響；而且通過對不同參數單元設置不同的第二門限進行檢測，該技術不需要目標數量的先驗信息和多元假設檢驗，具有明顯較低的運算復雜度；同時第二門限的設置考慮了目標運動信息和航跡可行性等因素，在降低虛警概率的同時，提高了檢測器的檢測概率。
文檔編號G01S7/41GK102023294SQ20091017081
公開日2011年4月20日 申請日期2009年9月9日 優先權日2009年9月9日
發明者何友, 關鍵, 黃勇 申請人:中國人民解放軍海軍航空工程學院