基于距离-多普勒二维特征的双目标分离方法与流程

1.本发明提出了一种基于距离-多普勒二维特征的双目标分离方法，该算法通过对目标所在区域的距离-多普勒二维平面进行特征提取，判断该区域内存在单目标还是双目标，适用于战场侦察雷达对地面运动目标的跟踪。


背景技术：

2.战场侦察雷达需要对某一片区域内的目标进行检测和跟踪，通常，为了获得较好的跟踪效果，雷达的数据率都比较高，所以，一般工作在窄带条件下，距离分辨率低。两个距离相近的目标可能会出现在两个相邻的距离单元，如图2所示。那么，通过恒虚警检测和点迹凝聚之后，两个目标的检测结果会被凝聚为一个目标，从而影响目标的跟踪效果。
3.通过对实测数据的分析发现，两个距离相近的目标，虽然在距离-多普勒平面上会出现在两个相邻的距离单元，但是其在距离维和多普勒维的波形都与单目标的波形存在一定的差异，如图3和图4所示。可以考虑从波形中提取有效的统计特征，利用这些特征判断目标是单目标还是双目标。


技术实现要素：

4.要解决的技术问题
5.为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种基于距离-多普勒二维特征的双目标分离方法，该方法通过对目标所在区域的距离-多普勒二维平面进行特征提取，判断该区域内存在单目标还是双目标，适用于战场侦察雷达对地面运动目标的跟踪。
6.技术方案
7.一种基于距离-多普勒二维特征的双目标分离方法，其特征在于步骤如下：
8.假定已经获得包含目标的距离-多普勒二维矩阵，经过恒虚警检测和点迹凝聚处理后，目标的坐标为(xi,yi)，xi表示矩阵的第xi列，yi表示矩阵的第yi行；
9.步骤1：选取以坐标(xi,yi)为中心，行和列的大小分别为2m 1和2n 1的一个二维矩阵s，x轴的起始点为x
i-n，截止点为xi n，y轴的起始点为y
i-m，截止点为yi m；
10.步骤2：对矩阵s的每一列求幅度最大值，得到一个一维向量d＝[d0,d1…
,d
2n
]；对矩形区域的每一行求幅度最大值，得到一个一维向量r＝[r0,r1…
,r
2m
]；
[0011]
步骤3：计算向量d的峰值点个数pd，计算向量r的峰值点个数pr；如果pd＞1或者pr＞1，则判定该区域有两个目标，执行步骤6，否则，执行步骤4；
[0012]
步骤4：按照下式，计算向量d和向量r的波形熵：
[0013][0014]
其中，pk为向量进行1范数归一化后的各元素值。计算结果分别为ed和er；如果ed大于门限th1，且er大于门限th2，则判定该区域有两个目标，执行步骤6，否则，判定该区域只有一个目标，执行步骤5；
[0015]
步骤5：该区域只有一个目标，直接上报目标的坐标(xi,yi)；
[0016]
步骤6：该区域有两个目标，首先上报第一个目标的坐标(xi,yi)，然后将(xi,yi)对应的幅度值置成0，在矩阵s中搜索幅度最大的值，上报其对应的坐标(xj,yj)。
[0017]
一种计算机系统，其特征在于包括：一个或多个处理器，计算机可读存储介质，用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现上述的方法。
[0018]
一种计算机可读存储介质，其特征在于存储有计算机可执行指令，所述指令在被执行时用于实现上述的方法。
[0019]
一种计算机程序，其特征在于包括计算机可执行指令，所述指令在被执行时用于实现上述的方法。
[0020]
有益效果
[0021]
本发明提出的一种基于距离-多普勒二维特征的双目标分离方法，用于战场侦察雷达对于两个距离相近的动目标进行分辨，从而对两个目标分别进行跟踪。本发明解决了窄带条件下，雷达将两个距离相近的目标误判为一个目标的问题。算法首先获得目标在距离-多普勒平面上的坐标，截取以该坐标为中心的一个二维矩阵，然后从该矩阵中提取距离维和多普勒维的波形熵和峰值个数等特征，根据特征判断该区域中是单目标还是双目标，如果该区域中只存在一个目标，直接上报目标的坐标。如果该区域中存在两个目标，首先上报第一个目标的坐标，然后在剩余的元素中找到幅度最大的值，将其对应的坐标作为第二个目标的坐标。
附图说明
[0022]
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
[0023]
图1基于距离-多普勒二维特征的双目标分离算法流程图；
[0024]
图2单目标和双目标的距离-多普勒平面；
[0025]
图3单目标距离维和多普勒维最大值形成的向量；
[0026]
图4双目标距离维和多普勒维最大值形成的向量。
具体实施方式
[0027]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0028]
首先获得目标在距离-多普勒平面上的坐标，截取以该坐标为中心的一个二维矩阵，然后从该矩阵中提取距离和多普勒维波形熵和峰值个数等特征，根据特征判断该区域中是单目标还是双目标，如果该区域中只存在一个目标，直接上报目标的坐标。如果该区域中存在两个目标，首先上报第一个目标的坐标，然后在剩余的元素中找到幅度最大的值，将其对应的坐标作为第二个目标的坐标。
[0029]
本发明实现步骤如下：
[0030]
(1)获得目标在距离-多普勒平面上的坐标；
[0031]
(2)截取以该坐标为中心的一个二维矩阵；
[0032]
(3)从该矩阵中提取距离和多普勒维波形熵和峰值个数等特征；
[0033]
(4)根据特征判断该区域中是单目标还是双目标；
[0034]
(5)如果该区域中只存在一个目标，直接上报目标的坐标；
[0035]
(6)如果该区域中存在两个目标，首先上报第一个目标的坐标，然后在剩余的元素中找到幅度最大的值，将其对应的坐标作为第二个目标的坐标。
[0036]
假定已经获得包含目标的距离-多普勒二维矩阵，经过恒虚警检测和点迹凝聚处理后，目标的坐标为(xi,yi)，xi表示矩阵的第xi列，yi表示矩阵的第yi行。本发明所提方法的具体实施步骤如下：
[0037]
(1)选取以坐标(xi,yi)为中心，行和列的大小分别为2m 1和2n 1的一个二维矩阵s，x轴的起始点为x
i-n，截止点为xi n，y轴的起始点为y
i-m，截止点为yi m；
[0038]
(2)对矩阵s的每一列求幅度最大值，得到一个一维向量d＝[d0,d1…
,d
2n
]；对矩形区域的每一行求幅度最大值，得到一个一维向量r＝[r0,r1…
,r
2m
]；
[0039]
(3)计算向量d的峰值点个数pd，计算向量r的峰值点个数pr；如果pd＞1或者pr＞1，则判定该区域有两个目标，执行步骤(6)，否则，执行步骤(4)；
[0040]
(4)按照下式，计算向量d和向量r的波形熵：
[0041][0042]
其中，pk为向量进行1范数归一化后的各元素值。计算结果分别为ed和er；如果ed大于门限th1，且er大于门限th2，则判定该区域有两个目标，执行步骤(6)，否则，判定该区域只有一个目标，执行步骤(5)；
[0043]
(5)该区域只有一个目标，直接上报目标的坐标(xi,yi)；
[0044]
(6)该区域有两个目标，首先上报第一个目标的坐标(xi,yi)，然后将(xi,yi)对应的幅度值置成0，在矩阵s中搜索幅度最大的值，上报其对应的坐标(xj,yj)。
[0045]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。