[发明专利]一种知识辅助的非参量恒虚警检测方法

摘要

针对未知分布的非均匀环境下的检测问题，本文发明了一种知识辅助的非参量恒虚警检测方法。属于雷达知识辅助技术领域，特别涉及了知识辅助、非参量估计和恒虚警检测技术。该方法主要有四步：第一步，利用先验辅助知识获取与待检测单元尽可能独立同分布的参考单元；第二步，利用一种非参量PDF估计方法得到待检测单元的幅度概率密度函数；第三步，根据上一步得到的PDF和设定的虚警概率计算检测门限；最后，比较待检测单元回波与第三步得到的门限，判断是否有目标存在。本发明根据先验信息获取均匀参考单元，进而准确估计背景分布、计算检测门限，提高了非均匀环境下分布未知时的CFAR检测性能。

主权项

一种知识辅助的非参量恒虚警检测方法,该方法包括：步骤1：预处理；1.1初始化系统参数包括：临近待参考单元数为K，选择的参考窗长为N，虚警概率设定为P_fa，带宽的取值范围r；1.2从雷达接收机中读取第n帧数据，Z(n)＝{z_n(m)},1<m<N_r，其中N_r为总的距离单元数，z_n(m)表示第n帧回波数据的量测单元m中的量测值；步骤2：选取参考窗中的各参考单元：对于第n帧数据平面的第m个待检测单元，将临近待检测单元两侧各K/2个分辨单元作为待参考单元，利用知识辅助先验信息从K个临近的待参考单元中选取N个均匀参考单元；2.1根据先验信息确定与待检测单元独立同分布的参考单元，表示为：$Sign\left(i\right)=\left\{\begin{array}{ccc}1& if& z_n\left(i\right)\&NotEqual;z_n\left(CUT\right)\\ 0& if& z_n\left(i\right)=z_n\left(CUT\right)\end{array}\right.,i=1,...,K$其中z_n(CUT)表示待检测单元量测值；2.2如果就选取临近的且Sign(i)＝1的N个待参考单元为参考单元；2.3如果就选取所有Sign(i)＝1待参考单元和个临近CUT的且Sign(i)＝0待检测单元为总的参考单元；步骤3：计算待检测单元的杂波幅度的概率密度函数和分布函数：3.1：令核函数K(·)为：3.2：计算核函数加权的带宽h：$h=\underset{r}{\mathrm{argmin}}\&lsqb;1/\left({\mathrm{rN}}^2\right)\&rsqb;{\mathrm{\&Sigma;}}_{i=1}^{N/2}{\mathrm{\&Sigma;}}_{j=1}^{N/2}{K}^{*}\left(\right(X_i-X_j)/r)+\&lsqb;2/\left(rN\right)\&rsqb;K\left(0\right)$将选取的参考单元均分为两部分其中X_i和X_j各代表其中一部分，r在初始化过程中有范围，另外，K^*(x)＝K²(x)‑2K(x)；3.3：利用参考窗中各单元数据估计待检测单元的概率密度函数和分布函数其中，Φ为标准正态分布的分布函数；步骤4：计算检测门限；4.1：求取初步检测门限T，表示的反函数；4.2：为了保持检测器处于设定的虚警概率，在给定虚警概率P_fa下采用蒙特卡洛方法求取门限修正因子κ；4.3：计算精确检测门限T^*＝κ·T。步骤5：判决有无目标；待检单元的幅值x_cut与检测门限比较，如果x_cut>T^*，则表明本单元有目标存在，在雷达显示屏上显示点迹，否则本单元没有目标存在，不显示点迹。