申请/专利权人：北京理工大学

申请日：2020-10-23

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN112327297B

主分类号：G01S13/88

分类号：G01S13/88;G01S7/41

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2021.02.26#实质审查的生效;2021.02.05#公开

摘要：本发明公开了一种针对昆虫gamma起伏特性的雷达检测关联方法，用于解决现有昆虫雷达在迁飞昆虫个体检测过程中存在的积累增益低、检测率低、航迹中断等问题。具体的，利用雷达采集的昆虫回波构建时间‑距离数据矩阵，并根据检测设定的检测概率和虚警率，计算两级检测门限；接下来，首先根据第一级门限，对时间‑距离域数据矩阵进行固定门限检测；再利用Hough变换将检测后的时间‑距离域数据矩阵变换到参数域；进而根据第二级门限，对参数域数据矩阵进行固定门限检测，最终得到目标的航迹信息。在处理速度基本一致的条件下，本发明实现了相同目标检测概率下对更低信噪比目标的检测。

主权项：1.一种针对昆虫gamma起伏特性的雷达检测关联方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，时间-距离数据矩阵获取：将雷达采集的昆虫回波，根据脉冲数进行排列，每行为每个雷达脉冲的回波，每列为同一距离单元回波随时间的变化；其中，时间-距离数据矩阵中的元素am,n称为单元，am,n表示第m个脉冲的第n个采样点的回波功率；步骤二，根据检测需求，设定虚警率PFA以及检测概率PD，并根据虚警率PFA以及检测概率PD计算第一级固定门限和第二级固定门限；第一级固定门限用于从回波数据中初步滤除噪声，第二级固定门限用于进一步滤除噪声；步骤三，第一级固定门限检测：根据第一级固定门限，对时间-距离数据矩阵进行目标检测，功率低于第一级固定门限的单元将置为0；步骤四，Hough变换：对进行完第一级固定门限检测的数据矩阵进行Hough变换，到参数域；步骤五，第二级固定门限检测：对Hough变换后的数据矩阵进行第二级固定门限检测，过门限点中的功率最高点即为目标点；步骤二具体包括以下步骤：根据实际需要设定虚警率PFA，当虚警率PFA恒定时，虚警率PFA计算公式是关于第一级固定门限η、第二级固定门限ξ的函数；利用虚警率PFA计算公式得到第一级固定门限η与第二级固定门限ξ的函数关系，记为ξ＝fη,PFA；根据实际需要设定检测概率PD，当检测概率PD恒定时，检测概率PD计算公式是关于第一级固定门限η、第二级固定门限ξ、以及目标信噪比s的函数PD＝gη,ξ,s；利用检测概率PD计算公式，以及第一级固定门限η与第二级固定门限ξ的函数关系ξ＝fη,PFA，得到虚警率恒定时检测概率与目标信噪比s与第一级固定门限η的函数关系，记为PD＝gη,fη,PFA,s；根据信噪比s与第一级固定门限η、虚警率PFA、检测概率PD的函数关系PD＝gη,fη,PFA,s，得到虚警率和检测概率恒定时的信噪比s的最小值smin及对应的第一级固定门限η关系，然后利用第一级固定门限η与第二级固定门限ξ的函数关系ξ＝fη,PFA，求得对应的第二级固定门限，由此得到恒定检测概率和虚警率下的最优两级检测门限；目标的虚警率PFA的计算公式为 其中，N表示时间-距离域最大可积累点数，即时间-距离数据矩阵的脉冲数，为从n个不同元素中取出m个元素的组合数，pFA＝e-η表示时间-距离数据矩阵的任一单元的虚警率，Γ·为gamma函数，为上不完全gamma函数；目标的检测概率PD的计算公式为： 其中，pD＝Γ3，ηβΓ3表示时间-距离数据矩阵的任一单元的检测概率，k1、k2、k3为正整数，且满足k1+k2+k3＝nI，目标信噪比s＝αβ1＝3β-1，α和β分别为昆虫回波功率服从的gamma分布的形状参数和尺度参数。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京理工大学 一种针对昆虫gamma起伏特性的雷达检测关联方法

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