一種船舶交通導航系統用導航雷達的目標檢測技術的製作方法
2023-05-09 12:41:46
專利名稱：一種船舶交通導航系統用導航雷達的目標檢測技術的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種船舶交通導航系統 用導航雷達的目標檢測技術，屬於雷達目標處理領域，尤其是指用於船舶交通導航系統(Vessel Traffic System,簡稱VTS)中導航雷達視頻的目標檢測算法。
二
背景技術：
到目前為止，一方面，因為成本的限制，大多數導航雷達採用磁控管發射機，沒有採用脈壓和相參的技術手段。另一方面，出於安全角度的考慮，導航雷達的方位測量精度都比較聞。基於以上兩個特點，導航雷達在目標檢測方面的主要不足在於對於江面或者海面目標的回波基本上表現為「面」目標的特性，即形成目標回波的脈衝數比較多，並且，目標回波在距離上也佔有多個距離單元。本發明基於以上考慮，將單個目標的回波視為一個連通集，基於連通的原則，綜合採用雙門限檢測算法從導航雷達視頻中檢測出目標。
三
發明內容
本發明的目的在於提供一種在VTS系統中用於在導航雷達視頻中檢測出目標點跡的方法。為了設計一種在VTS系統中用於在導航雷達視頻中檢測出目標點跡的方法，本發明的具體設計方案如下本發明首先在單個脈衝上進行一維檢測，檢測的結果稱為一維點跡。點跡池中按照距離從小到大存儲點跡，並且，點跡池中的點跡是在方位上經過雙門限檢測算法檢驗，依然延伸的點跡。一維點跡有起點和終點兩個屬性值，表示了該一維點跡在距離上的覆蓋範圍，用距離單元在對應脈衝中的偏移量表示。點跡池中的點跡也有起點和終點兩個屬性值，表示了該點跡在距離上的覆蓋範圍，與最新連通的一維點跡的起點和終點的屬性值一致。連通即是比較點跡池中的點跡和一維點跡的起點和終點兩個屬性值的過程。如果點跡池中的點跡與一維點跡共同覆蓋的距離單元數大於零，則認為點跡池中的點跡在延伸；如果點跡池中的點跡在當前脈衝沒有延伸，當最近M個脈衝中未延伸次數超過N次時,貝U認為該點跡延伸結束，即是從雷達視頻中檢測出了目標。本發明的特徵在於將目標的回波看作一個連通集，將起點和終點作為一維點跡和點跡池中的點跡的兩個特徵，用起點和終點作為連通檢測的依據。該方法具有實時性高，工程實現簡單的特點。
四
下面結合說明書附圖，通過實施例對本發明作進一步地描述。圖I是本發明常規單一目標回波的形狀；
圖2是本發明的處理順序圖。
五
具體實施例方式本發明按照先後順序分別為距離檢測、連通檢測、回波分析與處理、點跡生成等四個步驟組成，參見圖2。距離檢測是在單個脈衝上進行檢測，檢測的結果稱為一維點跡。將該脈衝的各距離單元與某種恆虛警率門限(以下簡稱為門限)比較，如果M個連續的單元中有N個單元的幅度值大於門限，則認為檢測到了一維點跡的起點；如果已經檢測到了一維點跡的起點，當M個連續的單元中有N個單元的幅度值不大於門限，則認為檢測到了一維點跡的終點。由起點和終點兩個屬性值唯一確定了一維點跡。 將在連續的脈衝上檢測出來的一維點跡在方位上連通的結果稱為二維點跡，保存在一個稱為點跡池的緩存中。二維點跡也有起點和終點兩個屬性值，與最新連通的一維點跡的起點和終點的屬性值一致。連通即是比較點跡池中的點跡和一維點跡的起點和終點兩個屬性值的過程。如果點跡池中的點跡與一維點跡共同覆蓋的距離單元數大於零，則認為點跡池中的點跡在延伸；如果點跡池中的點跡在當前脈衝沒有延伸，當最近M個脈衝中未延伸次數超過N次時，則認為該點跡在方位上延伸結束，即是從雷達視頻中檢測出了目標。回波分析與處理是針對在方位上延伸結束的點跡的幅度分布進行分析，計算點跡的平均幅度、幅度極點、點跡的形狀、目標的姿態、目標大小等信息，如果點跡的形狀不是常規單一目標的形狀，則需要將點跡拆分為具有常規單一目標形狀的點跡。點跡生成是使用重心法計算出經過回波分析與處理的點跡的方位和距離。具體計
算公式是
權利要求
1.ー種船舶交通導航系統中導航雷達的目標檢測技術，其特徵在於 A、將目標的回波看作一個連通集，將起點和終點作為ー維點跡和點跡池中的點跡的兩個特徵，用起點和終點作為連通檢測的依據； B、在方位上採用連通的方法，採用雙門限算法檢驗點跡在方位上是否繼續延伸； C、對點跡的幅度分布進行分析，提取點跡的細微特徵，包括平均幅度、幅度極點、點跡的形狀、目標的姿態、目標大小等信息，如果點跡的形狀不是常規單一目標的形狀，還可以將點跡拆分為具有常規單一目標形狀的點跡。
2.根據權利要求I所述的在方位上採用連通的方法，其特徵在於在方位上連通時，採用雙門限的算法檢驗在方位上是否繼續延伸，提高了檢測概率，同時降低了虛假點跡率。
3.根據權利要求I所述的點跡的細微特徵，其特徵在於因為導航雷達的方位解析度非常低，並且，一般情況下，目標回波穩定，可以提取出以上所述的細微特徵。
全文摘要
本發明涉及一種船舶交通導航系統用導航雷達的目標檢測技術。特點是利用導航雷達目標回波穩定，以及方位解析度非常高的特點，將目標回波視為一個連通集，採用連通的方法檢測出目標，並且，可以從目標回波中提取出更多細微特徵。如圖1所示為常規單一目標回波的形狀。本發明具有檢測概率高，虛假點跡率低，點跡的距離精度和方位精度高，實時性好的特點。本發明不僅可以用作船舶交通導航中導航雷達的目標檢測，也可以用作民用船隻導航雷達的目標檢測，在採用脈壓技術手段的雷達上也可以用作目標檢測。
文檔編號G01S7/35GK102736067SQ20121024314
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月10日 優先權日2012年7月10日
發明者丁春, 姚遠 申請人:中國船舶重工集團公司第七二四研究所