基于动态规划的目标检测方法

摘要

本发明书公开了一种基于动态规划的目标检测方法，主要解决现有技术在高噪声或强杂波环境中检测目标虚假点过多及丢帧对目标检测性能的影响。其实现步骤为：1）对接收数据做脉压和动目标检测；2）对动目标检测后的数据做低门限横虚警检测并将过门限点记为正常状态；3）计算连续五帧的所有正常状态的代价值及关联状态这两种状态量；4）反向搜索代价值小的关联状态；5）对搜索路径的关联状态幅度求和并进行门限检测，得到目标检测结果。本发明通过构造由距离和速度决定的状态转移代价函数，且利用目标两帧间关联代价值小这一特性，滤掉了大部分强杂波点及噪声点，提高了在高噪声及强杂波环境中对目标检测的精度，可用于低空警戒雷达的目标跟踪。

主权项

一种基于动态规划的目标检测方法，其特征在于包括如下步骤：(1)接收雷达回波信号的第l帧数据序列，并初始化l＝1；(2)对第l帧数据序列依次做脉冲压缩和动目标检测，得出每个数据点对应的距离单元，多普勒通道号及幅值；(3)对所有幅值做低门限恒虚警检测，并将过门限的点均记为正常状态，每个正常状态均包含五个状态量，即距离单元、多普勒通道号、幅值、关联状态及代价值，并将关联状态及代价值初始化为零；(4)判断l是否小于5，若是则l取值加1，并等待接收雷达回波信号的下一帧数据，返回步骤(2)否则执行步骤(5)；(5)计算连续五帧各正常状态中关联状态及代价值这两种状态量：(5a)设a＝l‑4，将第a帧到第l帧的连续五帧各正常状态中关联状态及代价值这两种状态量清零；(5b)设第a帧的第i个正常状态对应的距离单元、多普勒通道号分别为R_Pi、D_Pi；第a+1帧的第m个正常状态对应的距离单元、多普勒通道号分别为R_Cm、D_Cm，i＝1…X，X为第a帧过门限的点数，m＝1…Y，Y为第a+1帧过门限的点数；(5c)计算出第a帧的第i个正常状态对应的速度V_Pi；(5d)根据上述参数，计算出第a帧的第i个正常状态转移到第a+1帧的第m个正常状态的转移代价值M_mi1：M_mi＝λ[(R_PiR₀+V_Pit)/R₀‑R_Cm]+β(D_Pi‑D_Cm)+εM_Pi，式中，λ、β为权系数，t为雷达扫描周期，R₀为最小可分辨距离，ε为遗忘因子，M_Pi为第a帧的第i个正常状态的代价值；(5e)从第a帧的所有正常状态转移到第a+1帧的第m个正常状态的转移代价值中，找出最小值为第a帧的第k个正常状态转移到第a+1帧的第m个正常状态的转移代价值M_mk；(5f)更新第a+1帧的第m个正常状态的关联状态为k，更新第a+1帧的第m个正常状态的代价值为M_mk，并将这两种状态量进行保存；(5g)判断a是否等于l‑1，若是则执行步骤(6)，否则a取值加1，返回步骤(5b)；(6)搜索目标航迹(6a)从第l帧所有正常状态的代价值中找出最小的一个代价值对应的正常状态，将这个正常状态的代价值置为1000，并通过第l帧的第g₅个正常状态的关联状态，找出与该正常状态关联的第l‑1帧的第g₄个正常状态，直到搜索出与第l帧的第g₅个正常状态关联的第l‑4帧的第g₁个正常状态，得出一条由五个正常状态组成的搜索路径，对这条搜索路径的五个正常状态的幅度求和为M_w；(6b)设定目标检测门限值V_T＝2×10⁶，比较这条搜索路径的五个正常状态的幅度和M_w与V_T的大小，若M_w≥V_T，则检测到目标，且该目标的第l‑4帧到第l帧的航迹为这条搜索路径的五个正常状态的五个距离单元，反之，没有检测到目标；(6c)重复执行步骤(6a)‑(6b)共9次，输出所有检测到的目标航迹；(6d)令l＝l+1，等待接收雷达回波信号的下一帧数据，返回步骤(2)。