基于Hough变换的低可观测海面运动目标检测

针对一般信号检测方法无法检测低可观海面运动目标的问题,提出了运用Hough变换方法对海杂波背景下运动目标进行检测的方法。首先,用无记忆非线性变换法模拟海杂波,在此基础上模拟海面微弱运动目标的雷达回波;然后通过Hough变换对模拟所得的雷达回波数据进行处理;并根据处理结果进行了检测目标。另外用蒙特卡罗方法对Hough变换目标检测进行仿真,讨论了检测概率与雷达回波信噪比(SNR)及其它一些参量的关系。仿真结果证明了用Hough变换方法进行目标检测的可行性。     

基于Hough变换的雷达密集转发干扰抑制算法

雷达密集转发干扰与目标回波相关性极高,对雷达产生欺骗和压制作用,使目标检测面临巨大困难。针对这一问题,提出了一种新的基于Hough变换的雷达密集转发干扰抑制算法。首先通过Hough变换将雷达回波脉冲压缩后的数据映射到参数空间,采取二值投票方式进行非相干积累并提取峰值抑制干扰。随后,根据Hough变换中点与线的对偶性,通过逆Hough变换和最小二乘法恢复出目标运动轨迹。进一步地,对恢复出的目标信号进行动目标检测,估计目标参数,实现了干扰环境下的雷达目标检测。仿真实验和实测数据处理验证了所提算法的有效性和实用性。     

基于交叉定位和Hough变换检测前跟踪的水下目标检测方法

针对现代潜艇的低可探测性问题和隐蔽性探测需求，提出了一种基于航空被动声纳浮标阵交叉定位和Hough变换检测前跟踪的水下微弱目标检测方法。首先，构建基于线形浮标拦截阵的水下目标被动检测模型，采用自适应关联的交叉定位方法，获取目标位置信息，实现了检测前数据预处理。然后，采用点数积累和能量积累的双门限Hough检测方法，得到了初始检测航迹。最后，利用目标运动约束条件和航迹合并方法，剔除虚假航迹及合并重复航迹，提高了水下目标检测概率。仿真结果表明，与时频检测方法相比较，该方法在低信噪比条件下仍能保持较高的检测概率。     

强目标掩盖下雷达微弱目标检测算法

在雷达多目标检测时,弱目标由于其能量低,容易被临近的强目标掩盖,严重影响了弱目标的检测。针对强弱目标并存的情况,提出了一种新的雷达微弱目标检测算法。首先联合Keystone变换和最小二乘FIR滤波器原理,实现了强目标相参积累并估计了其回波幅值,从而重构出强目标回波信号,并将其从原始回波中消除。通过对余下信号做相参积累,凸显了微弱目标,提高了微弱目标的检测性能。仿真实验验证了算法的有效性和优越性。     

基于遍历Hough变换的弱目标检测前跟踪算法

针对基于标准Hough变换的TBD算法在低信噪比环境下检测概率较低以及运算时间较长的问题,提出一种基于遍历Hough变换的TBD方法.将接收到的各帧回波点进行第一门限判决并依次存储到不同矩阵中;把所有超过第一门限的点统一叠加到数据平面;接着两两遍历组合数据平面中不同点求取直线参数,将其投影到参数平面对应单元,并建立累加器,同时将组合两点的幅值积累到该单元对应的累加器中;提取累加器中积累值超过第二门限单元,实现航迹回溯.通过仿真比较所提算法与其它两种基于Hough变换的TBD算法,验证了所提方法能够有效提高低信噪比下目标的检测概率并且运算时间也比标准Hough变换少.     

毫米波雷达多运动目标检测算法研究

在现代毫米波雷达多目标检测系统中,多分量线性调频信号时频分析产生的交叉项干扰和复杂的运动补偿等问题显得尤为突出。为了减小交叉项所带来的误差,提出了基于分数阶Fourier变换(fractional Fouriertransform,FRFT)的Choi-Williams-distribution(CWD)变换,即p0阶CWD变换,并与Hough变换结合起来形成了一种新的检测方法。该算法避免了复杂的运动补偿处理过程,降低了计算量。通过对一帧脉冲的初相位回波信号进行的仿真实验,在强背景噪声的情况下能清晰地分辨相距为0.5 m的两个点目标。仿真结果表明此方法可以精确探测成组飞行目标。     

基于Chirp Z变换的海面目标帧间非相参积累技术

为提升雷达对海面微弱目标的探测能力,提出基于Chirp Z变换的多圈扫描帧间非相参积累技术。首先,建立多圈扫描采用不同载频时的雷达回波信号模型。然后,提出基于Chirp Z变换的运动目标帧间多普勒校正和距离走动补偿方法,使得多圈扫描数据经过处理后,目标出现在相同的距离多普勒检测单元内,从而可以直接进行帧间的非相参积累,实现对微弱目标检测性能的提升。最后,结合仿真试验和实测数据,验证了所提方法的有效性。     

基于减法聚类的两级Hough变换航迹起始算法

针对低信噪比、低信杂比环境下作匀加速直线运动的目标检测中随机Hough变换算法存在的采样次数总量大、无效采样多的现象,提出了一种改进的航迹起始算法-基于两级Hough变换的航迹起始算法.该方法首先采用标准Hough变换滤除原始数据空间上的大量杂波点,然后用随机Hough变换以较少的采样次数获取备选航迹参数,再对所得参数使用最小距离筛选的方法进一步减少虚警,最后利用减法聚类得到准确的航迹数及航迹参数.实验表明该方法不但能够明显降低随机Hough变换的采样次数、减少无效采样,而且对杂波干扰具有很好的鲁棒性,尤其适用于复杂环境中的目标检测.     

基于高斯混合EM聚类的多编队航迹起始方法

针对现有航迹起始方法难以对编队目标进行有效航迹起始的问题,在Hough变换法及其衍生算法基础上,提出基于Hough变换和高斯混合最大期望(expactation maximazation,EM)聚类的多编队目标航迹起始方法。该方法首先利用量测数据的时序信息和目标的运动参数进行筛选,剔除大量虚假量测;再对筛选后的量测数据进行Hough变换,得到初步航迹信息;然后利用相异度矩阵对所得航迹进行预聚类,完成聚类中心初始化;最后进行高斯混合EM聚类,得到聚类结果。仿真结果表明,与Hough变换法及其衍生算法相比,该方法能够快速有效地起始编队目标的航迹,解决了目标密集带来的航迹起始混乱问题。     

基于高分辨雷达的运动目标参数估计方法研究

根据运动目标的频域回波的特点，深入研究了一种具有多项式相位结构的运动目标回波仿真模型，并提出了基于该模型的多特征参数提取方法。该方法基于匹配傅立叶变换理论，依据频域雷达目标回波特征构造匹配函数，对目标回波数据进行匹配傅立叶变换，变换结果的主瓣坐标反映了目标散射点的距离及速度信息。大量的仿真实验结果证明，该方法十分有利于进行运动目标的特征提取。根据对仿真结果的分析，进一步给出了改进算法，使得在较低信噪比情况下也能够有效的检测出目标上的散射点的距离与速度参数。     

Detection of weak target for MIMO radar based on Hough transform

An effective method of multiple input multiple output (MIMO) radar weak target detection is proposed based on the Hough transform. The detection time duration is divided into multiple coherent processing intervals (CPIs). Within each CPI, conventional methods such as fast Fourier transform (FFT) is exploit to coherent inte-grating in same range cell. Furthermore, noncoherent integration through several range cells can be implemented by Hough transform among all CPIs. Thus, higher integration gain can be obtained. Simulation results are also given to demonstrate that the detection performance of weak moving target can be dramatically improved.     

基于GST-Hough变换的LFM信号识别方法

针对线性调频(linear frequency modulated, LFM)信号在低信噪比条件下的信号检测问题,提出将广义S变换(generalized S transform, GST)与Hough变换相结合(generalized S transform based on Hough transform,GSTH)信号检测方法。从理论层面推导出LFM信号在进行GST后对应的参数特性,论证Hough变换的可行性,推导出GSTH变换后LFM信号与噪声的概率密度分布函数,给出了基于奈曼-皮尔逊准则进行峰值检测时,检测门限的计算方法与确定流程。利用GST时频聚焦性提供良好的直线线性,有易于Hough变换的直线检测,提升变换后主峰峰值并降低副峰高度。通过与WHT (Wigner Hough transform)、分数阶傅里叶变换与周期WHT算法的仿真对比,定量评估算法的适用性,并与经典算法对比,定性的描述出算法良好的时频聚焦性,凸显GSTH算法在强噪声背景下具有更好的检测精度与适用范围。     

基于可调Q因子小波变换的海杂波抑制算法

针对海杂波背景下弱目标检测中存在的信杂比低的问题，提出了改进的基于可调Q因子小波变换的海杂波抑制算法。由于海杂波能量远大于目标信号能量，提出选取与海杂波振荡特性相匹配的参数进行可调Q因子小波变换，得到各小波子带的系数，并对小波系数进行稀疏优化后重构海杂波信号。为了判断弱目标信号是否存在，提出一种自适应的阈值检测方法，将原始回波信号与海杂波重构信号的差作为检测样本，实现对弱目标信号的检测。该算法不依赖海杂波具体模型。最后对某实测海杂波数据集进行实验，验证了所提算法的正确性。     

基于旋转降维的高速隐身目标检测算法

高速隐身目标严重压缩了防空导弹雷达导引头的探测威力,尤其限制了线性调频波形在末制导过程中的应用,时频二维高分辨的检测优势被部分削弱。针对此问题,提出一种基于旋转降维的脉冲多普勒雷达主动导引头长时间积累算法,用于导引头对高速隐身目标的检测。该算法通过旋转变换,将回波信号矩阵中距离与速度的耦合去除,使得变换后矩阵在行、列方向相互独立,同时矩阵维度得到降低。对变换后的矩阵作傅里叶变换,得到峰值所对应的弹目相对速度,并对回波信号矩阵进行补偿。仿真条件下,此算法可以将导引头的截获灵敏度大大提高。     

基于FPGA的实时整数霍夫变换

为了解决霍夫变换计算量大、难以实时实现及峰值检测不准确的问题,提出一种适合在FPGA上实现的基于两阶段快速搜索算法的改进整数霍夫变换,并将其在FPGA中实现。首先,设计了一种基于该改进霍夫变换算法的流水线结构,能够在单个时钟周期内完成霍夫空间的参数计算和累加;接着,设定3个参数阈值,以寻找霍夫子空间中的局部极值;最后,确定全局极值,实现直线参数的提取。采用实际图像在FPGA中进行实验验证,结果表明提出的算法占用硬件资源较少,其准确率达到93%以上。     

基于递归修正Hough变换域的舰船多尾迹检测方法

针对SAR图像舰船尾迹的图像特征差异大的特点,提出基于递归修正Hough变换域的舰船多尾迹检测方法,即通过Hough变换域最大峰值检测出最明显的尾迹,再去掉Hough变换域最大峰以突出次大峰来检测第二条尾迹,由此递归修正Hough变换域多峰结构,直到检测完高于设定阈值的尾迹,从而实现线段对比度与宽度不同的舰船多尾迹检测。SAR图像多尾迹检测实验表明,该方法能有效检测具有图像特征差异的多直线尾迹。