一种场面监视雷达的三维恒虚警检测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110609262A(43)申请公布日2019.12.24(21)申请号201910798535.0(22)申请日2019.08.27(71)申请人南京理工大学地址210094江苏省南京市玄武区孝陵卫200号(72)发明人吴礼高辉彭树生盛俊铭毕业昆肖泽龙黄锐(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203代理人岑丹(51)Int.Cl.G01S7/41(2006.01)G01S13/72(2006.01)G01S13/88(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种场面监视雷达的三维恒虚警检测方法(57)摘要本发明公开了一种场面监视雷达的三维恒虚警检测方法，对雷达回波信号，在距离、多普勒和方位三个维度上做恒虚警(CFAR)处理，降低杂波和干扰的影响，提高微弱目标的检测概率。对每个方位角的雷达回波信号做二维FFT变换，得到二维距离-多普勒幅度谱，连续多个方位角的二维幅度谱组合后得到距离-多普勒-方位三维幅度谱。在距离-多普勒-方位三维立体面取参考窗，对距离、多普勒与方位单元处理。本发明能够增加有效参考单元数量，也可在不同方位角上对雷达回波进行积累，提高微弱目标的检测概率。CN110609262ACN110609262A权利要求书1/1页1.一种场面监视雷达的三维恒虚警检测方法，其特征在于，具体步骤为：步骤1、雷达系统通过机械扫描方式在场景内发射雷达信号，在旋转的每一度内发射一组雷达信号和接收一组回波信号，每组发射信号和回波信号各包含nchirp个chirp信号序列；步骤2、接收到一组回波信号后，对该组回波信号进行采样，对采样后的回波信号进行二维快速傅里叶变换；步骤3、将每组回波信号的二维快速傅里叶变换结果存储在距离-多普勒矩阵中，按角度顺序拼接成距离-多普勒-方位三维幅度谱；步骤4、对距离-多普勒-方位三位幅度谱做三维恒虚警检测，将检测到的目标的幅值存储在距离-多普勒-方位三维矩阵中，得到检测结果。2.根据权利要求1所述的场面监视雷达的三维恒虚警检测方法，其特征在于，步骤2中对采样后的回波信号进行二维快速傅里叶变换的具体步骤为步骤2-1、对一组回波信号中的每个chirp信号进行Nchirp点的一维快速傅里叶变换操作；步骤2-2、将每个chirp信号的一维快速傅里叶变换结果各存放在列矩阵中，nchirp个chirp信号的一维快速傅里叶变换结果按顺序组合成nchirp列×Nchirp行的矩阵，对该矩阵的每一行做nchirp点的快速傅里叶变换，两次快速傅里叶变换后得到的矩阵为距离-多普勒二维矩阵。3.根据权利要求1所述的场面监视雷达的三维恒虚警检测方法，其特征在于，Nchirp＝512。4.根据权利要求1所述的场面监视雷达的三维恒虚警检测方法，其特征在于，步骤4对距离-多普勒-方位三位幅度谱做三维恒虚警检测的具体步骤为：步骤4-1、设定参考窗为三维立方体结构，将参考窗中心单元设为检测单元，与检测单元相邻的单元设为保护单元，保护单元外侧单元设为参考单元；步骤4-2、参考窗在距离-多普勒-方位三维矩阵中滑动，矩阵中的每个单元依次作为检测单元，若检测单元的幅值大于等于检测门限，则判断该检测单元有目标存在。5.根据权利要求4所述的场面监视雷达的三维恒虚警检测方法，其特征在于，检测门限的确定方法为：通过单元平均或有序统计求解出参考单元的局部背景噪声功率水平估计值Z，将局部背景噪声功率水平估计值Z与门限因子T的积作为该检测单元的检测门限TZ。6.根据权利要求4所述的场面监视雷达的三维恒虚警检测方法，其特征在于，门限因子T具体为：式中，Pfa为恒虚警率，N为参考单元数。7.根据权利要求4所述的场面监视雷达的三维恒虚警检测方法，其特征在于，三维参考窗每一个平面均为矩形。8.根据权利要求1所述的场面监视雷达的三维恒虚警检测方法，其特征在于，chirp信号序列的个数为128。2CN110609262A说明书1/4页一种场面监视雷达的三维恒虚警检测方法技术领域[0001]本发明属于雷达信号处理技术，具体为一种场面监视雷达的三维恒虚警检测方法。背景技术[0002]场面监视雷达用以检测某区域中入侵的人、车、动物等目标，进行多目标的持续跟踪，必要时进行报警。当入侵目标在区域内运动时，可以通过其回波的多普勒频率，将其与区域内的静止目标区分开。场面监视雷达面临的主要问题是如何以高检测率和低虚警率检测到入侵的运动目标，而不受背景杂波的影响。[0003]随着雷达信号处理理论的进步，为了准确检测出真实目标，且又能使雷达系统保持恒定的虚警概率，发展出了恒虚警(CFAR)算法，通过对雷达背景杂波的实时估计，不断提高或降低阈值水平，形成自适应检测门限，作为目标判决的依据。[