一种基于数据重构的RPCA运动目标检测方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115856892A(43)申请公布日2023.03.28(21)申请号202310198925.0(22)申请日2023.03.03(71)申请人西安电子科技大学地址710071陕西省西安市雁塔区太白南路2号(72)发明人贺雄鹏李西敏朱圣棋刘昆廖桂生曾操许京伟王麒凯(74)专利代理机构西安嘉思特知识产权代理事务所(普通合伙)61230专利代理师李薇(51)Int.Cl.G01S13/90(2006.01)G01S7/41(2006.01)权利要求书3页说明书13页附图4页(54)发明名称一种基于数据重构的RPCA运动目标检测方法(57)摘要本发明公开了一种基于数据重构的RPCA运动目标检测方法，包括以下步骤：获取多通道合成孔径雷达的每个通道的原始回波信号；通过对原始回波信号进行成像处理，将原始回波信号的回波数据转换为图像域数据；对各个通道的图像域数据进行图像配准，得到配准后的图像域信号；对配准后的图像域信号的数据进行数据重构，得到重构后的图像数据；根据RPCA算法对重构后的图像数据进行运动目标检测，得到运动目标的检测结果。本发明采用数据重构的方式，解决了图像配准误差与通道误差导致的杂波相关性下降问题，提升运动目标的检测性能；此外改进的RPCA求解方法需要更少的计算复杂度。CN115856892ACN115856892A权利要求书1/3页1.一种基于数据重构的RPCA运动目标检测方法，其特征在于，包括以下步骤：获取多通道合成孔径雷达的每个通道的原始回波信号；通过对所述原始回波信号进行成像处理，将所述原始回波信号的回波数据转换为图像域数据；对各个通道的所述图像域数据进行图像配准，得到配准后的图像域信号；对所述配准后的图像域信号的数据进行数据重构，得到重构后的图像数据；根据RPCA算法对所述重构后的图像数据进行运动目标检测，得到运动目标的检测结果。2.根据权利要求1所述的一种基于数据重构的RPCA运动目标检测方法，其特征在于，所述原始回波信号的表达式为：；其中，表示原始回波信号，表示第个通道接收的静止杂波的回波信号，表示第个通道接收的运动目标的回波信号，表示第个通道的噪声回波，表示快时间，表示慢时间。3.根据权利要求2所述的一种基于数据重构的RPCA运动目标检测方法，其特征在于，所述图像域数据包括：运动目标回波信号图像域数据和静止杂波回波信号图像域数据；所述运动目标回波信号图像域数据的表达式为：；其中，表示第个通道的幅度误差，表示所述运动目标的回波信号的幅值信息与常数相位信息，表示发射信号的带宽，表示快时间，表示运动目标的距离向位置，表示光速，表示运动目标的方位多普勒带宽，表示雷达的方位向飞行速度，表示慢时间，表示运动目标的方位向位置，表示相邻通道之间的间距，表示运动目标沿距离向的径向速度，表示波长，表示第个通道的相位误差，表示虚数；所述静止杂波回波信号图像域数据的表达式为：2CN115856892A权利要求书2/3页；其中，表示静止杂波对应的距离单元，，表示距离单元内的静止杂波的杂波块的数量，表示对应的静止杂波的杂波块的回波信号的幅值信息与常数相位信息，表示对应杂波块的距离向位置，表示静止杂波的方位向位置，表示静止杂波的方位多普勒带宽。4.根据权利要求3所述的一种基于数据重构的RPCA运动目标检测方法，其特征在于，所述对各个通道的所述图像域数据进行图像配准，得到配准后的图像域信号，包括：对各个通道的所述图像域数据进行方位的FFT变换，得到各个通道的距离多普勒域信号；构造图像配准函数；根据所述图像配准函数对所述距离多普勒域信号进行配准处理，得到配准后的图像域信号。5.根据权利要求4所述的一种基于数据重构的RPCA运动目标检测方法，其特征在于，所述距离多普勒域信号的表达式为：；其中，表示距离多普勒域信号，表示方位多普勒域，表示对方位慢时间进行变换。6.根据权利要求4所述的一种基于数据重构的RPCA运动目标检测方法，其特征在于，所述图像配准函数的表达式为：；其中，表示图像配准函数，表示场景与雷达之间的距离。7.根据权利要求6所述的一种基于数据重构的RPCA运动目标检测方法，其特征在于，所述配准后的图像域信号的表达式为：；其中，表示配准后的图像域信号，表示对方位频域进行变换，3CN115856892A权利要求书3/3页表示配准后的运动目标的图像域信号，表示配准后的静止杂波的图像域信号。8.根据权利要求6所述的一种基于数据重构的RPCA运动目标检测方法，其特征在于，所述对所述配准后的图像域信号的数据进行数据重构，得到重构后的图像数据，包括：根据所述配准后的图像域信号构造联合数据矢量；根据线性最小方差准则和所述联合数据矢量计算杂波抑制的最优权矢量；根据所述最优权矢量对所述配准后