海杂波背景下慢速小目标探测技术研究

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海杂波多分形特性分析及小目标检测技术研究

海杂波多分形特性分析及小目标检测技术研究
王福友 罗 钉 季亚新 胡新梅
( 中航工 业雷达 与电子设备研 究院,无锡 2 1 4 0 6 3 ) 摘 要: 为判定海杂波是否具有多重分形特性 ,采用小波模极大值法和多分形消趋势波动分析法对任一距 离单元
的实测 海杂波数 据进行分 析 ,提 出一种基 于时间- 距 离单元 - 幅度 图法 ,基 于该 方法对多距 离单 元海杂波 数据进行 分析 ,分析结果表 明海杂波具有多分形特性 ,当海杂波存在小 目标 时 ,分形 受到 “ 干扰 ” ,多分形特征存 在明显 差异 。通过分析还发现 当 R 6 n y i 参数 q < O时 ,距离单元含小 目标的广义分形维明显大于其他距离单元 只含海杂波 的广义分形维 ;而当 q > 0时 ,这种规律不是很 明显 ,因此提 出一 种基于 不同距离 单元 间广义分形 维偏差 的方法 来检测海杂 波背 景下小 目标 ,实验结果表 明该方法是有效 的。 关键词 :小波模极大值 ;多分形消趋势波动分析 ;时间. 距离单元. 幅度 图 ; 多分形 ; 广义分形维偏差
WAN G F u - y o u L U O Di n g J l Ya — x i n H U Xi n - me i
( A V I C R a d a r a n d A v i o n i c I n s t i t u t e ,Wu x i 2 1 4 0 6 3 , C h i n a )
me t h o d nd a M u h i f r a c t l a D e t r e n d e d F l u c t u a t i o n A n a l y s i s( MF D F A) , m e a n w h i l e , T i me — R a n g e b i n — A m p l i t u d e p l o t m e t h o d i s

雷达慢速小目标检测技术研究 优秀毕业论文

雷达慢速小目标检测技术研究 优秀毕业论文
雷达除了对回波信号进行检测以完成对目标的监测与跟踪外,还要求对目标 类型进行分类和识别,而窄带雷达只能将观测目标作为“点"目标处理。因此宽 带雷达高分辨一维成像,解决了常规雷达分辨率较低的缺陷。它的高分辨成像是 实现目标分类、识别的一个重要手段。因此如何有效地提高宽带雷达回波信号散 射点的分辨率是实际应用中实施精确打击,实现全天候实时侦察的重要前提条件。 它是雷达界广泛感兴趣的课题,也是一个世界性的难题。
对于慢速目标检测方面,最近几年的研究成果中,美国雷达专家Shannon D.Bluntt 7J基于慢速目标与已知能量的海杂波混合模型和实测数据中,提出了复杂 的海杂波背景下的非相干慢速目标检测(NSTAD)算法。印度专家Sandeep Siral8J在 基于强海杂波下改进的低RCS目标检测自适应波束合成提出了低信杂比下通过波 形优化设计,慢速目标检测效果改善了10db左右。国内在这方面的算法上也有一 定的突破,国防科技大学杨世海[91提出海杂波背景下目标最优相干检测:NP或 GLRT准则,以及海杂波背景下目标最优非相干检测:GLRT准则。南京电子技术 研究所郭汝江、郝吲10J提出了一种熵加权非相参积累算法,该算法能够抑制海杂 波,并且积累目标能量。针对以上的各种方法,对于杂波的抑制都有一定的效果, 然而部分方法仅仅停留在理论基础上。.
20100101
摘要
摘要
本文首先对杂波背景下的小目标检测器进行分析,研究了基于平稳度因子的 检测器改进,与常规非相参积累(Non.coherent Integrate,NI)方法比较,该方法在 杂波尖峰的抑制上有一定的效果。其次运用了基于动态规戈iJ(Dynamic Programming. DP)的检测前跟踪方法(Track Before Detection,TBD)处理雷达小目标检测,通过仿 真结果的比较,得出该方法与常规非相参积累的信杂比改善曲线,验证了该方法 在雷达小目标检测中的有效性。然后,运用小波分析对慢速目标回波多普勒频移 进行分析,研究了基于小波分析的自适应杂波抑制技术(Adaptive Moving Target Indicator,AMTI),并且分析了小波变换在雷达慢速目标分离中的作用,通过仿真证 明其在慢速目标分离中的优势。最后,针对小波变换具有良好的时域一频域局部性 和逼近性,运用了基于小波变换的Chirp子脉冲频率步进信号的一维成像方法,与传 统IDFT成像比较,此方法能够进一步地提高距离分辨率,从而更有利于突防目标 定位与跟踪。

海杂波背景下小目标物检测的开题报告

海杂波背景下小目标物检测的开题报告

海杂波背景下小目标物检测的开题报告一、研究背景与意义随着人类社会不断发展,海洋经济在各国经济中的比重也越来越大。

因此,海洋资源和海洋环境的监测日益成为了国家战略性发展的重要组成部分。

在海洋环境监测中,小目标物的检测是一个非常重要的任务。

小目标物包括海洋生物、沉积物、浮游生物等,它们对于海洋生态系统的研究以及海洋环境的管理具有重要意义。

然而,如何对海洋环境中的小目标物进行准确地检测一直是一个需要解决的难题。

目前,常用的方法主要是通过人工巡查、卫星遥感等方式获取数据。

但是,受到人力、物力、时间等限制,这种方法的效率和精度都比较低,而且也存在不能达到连续、准确监测的缺陷。

因此,基于计算机视觉和深度学习技术,研发一种高效、准确的海洋小目标物检测方法具有重要的现实意义和发展前景。

二、研究内容与方案1.研究内容本项目旨在设计一种基于深度学习技术的海洋小目标物检测算法,实现对海洋生物、沉积物、浮游生物等小目标物的自动检测。

具体的研究内容包括:(1) 设计合适的数据采集方案,获取海洋环境下的数据集。

(2) 选择合适的深度学习算法,对数据集进行训练和测试。

(3) 对算法进行优化,提高小目标物检测的准确率和精度。

(4) 设计软件系统,将算法应用于实际海洋监测中,实现自动检测。

2.研究方案(1) 数据采集方案:通过多种方式获取海洋环境下的数据集,包括高分辨率卫星图像、水下机器人拍摄的视频、浮标监测的数据等,尽可能地覆盖不同海洋环境和目标物。

(2) 深度学习算法:采用YOLOv5、Faster R-CNN等深度学习算法,训练模型。

在训练中,应该针对不同目标物的特点,尽量提高模型的准确度。

(3) 算法优化:在训练过程中,根据模型的性能和预测结果,对算法进行不断调整和优化,包括改变网络结构、调整超参数等。

(4) 软件系统设计:设计一款可视化的软件系统,将算法应用于实际海洋监测中。

软件系统应该具备易懂、直观的界面,让用户能够方便地进行操作和监测。

一种抗海杂波的低速目标测量技术研究

一种抗海杂波的低速目标测量技术研究

一种抗海杂波的低速目标测量技术研究摘要海洋测量是目前海洋工程中不可缺少的部分。

在实际测量过程中,由于海杂波的干扰,会严重影响测量精度。

为解决这一问题,本文提出了一种抗海杂波的低速目标测量技术,该技术可有效降低海杂波对测量结果的影响,并提高测量精度。

关键词:海洋测量,海杂波,低速目标,测量精度AbstractOcean measurement is an indispensable part of ocean engineering. In the actual measurement process, the interference of sea clutter will seriously affect the measurement accuracy. In order to solve this problem, this paper proposes an anti-sea clutter low-speed targetmeasurement technology, which can effectively reduce the impact of sea clutter on the measurement results and improve the measurement accuracy.Keywords: ocean measurement, sea clutter, low-speed target, measurement accuracy1.引言海洋测量是海洋工程中一项极为重要的研究领域。

在实际测量过程中,海杂波是引起测量误差的关键因素之一。

由于海洋表面的波动,海杂波会产生很多回波信号,严重影响低速目标的测量精度。

因此,如何有效地抗击海杂波,提高测量精度,一直是海洋工程研究的重点和难点。

2.海杂波对测量的影响海杂波是由于海洋表面波动引起的杂波,建立在雷达系统的最前端,它会对雷达回波信号造成极大的干扰,导致测量精度下降。

海杂波背景下的GRNN小目标检测

海杂波背景下的GRNN小目标检测

对 没 有 目标 的 海 杂 波 相 空 间 重 构 时 间 序 列 建 模 , G N 神 经 网络 训 练 成 一 个 预 测 器 ,根 据 将 RN GN R N神经 网络 结构 可 以得 出 , 当训 练样 本 确定 后 , 其 网络结 构和各 神 经 元 之 间 的连 接 权值 是 确 定 的 。 在训 练 网络过程 中 , 只是调 整平 滑 因子一个 参数 , 来 获得 最佳 网络 , 以采 用 G N 所 R N这种 网络来 进 行 目 标检 测具 有高 速性 ¨ 。 网络 训练 好后 , 接 收 到得 对
s nn ua n tok( R N agt e c ri et l hdw i eie ysac t rd t wt ma agt i e rl ew r G N )t e dt t s bi e hc i vridb e l t a i s l t es o r eo s a s hs f ue a h l r
me s r d b PI r d r o n d a Ma tr Unv ri n Da t u h a u e y I X a a f Ca a in Mc se ie st i rmo t ma t p c . Th e ul h w h t y i me s a e ri e r s t s o t a s GRNN maltr e - tc i t o s g o r dc a ii n ih — pe d c a a trsis a h ha t s a s l a g t- dee t ng meh d ha o d p e itb lt a d h g —s e h r ce tc t t e c o i e y i c cu t rb c g o n lte a k r u d. Ke wo d y r s:c a t r p ris;GRNN;tr e ee to h o i p o e te c a g td tci n

基于自适应可调Q因子小波变换的海杂波背景下的目标检测技术

基于自适应可调Q因子小波变换的海杂波背景下的目标检测技术

Vol. 37 Na. 2Feb. 2021第37卷第2期2021年2月信号处理Journal of Signal Processing文章编号:1003-0530(2021)02-0304-13基于自适应可调Q 因子小波变换的 海杂波背景下的目标检测技术冯云宗竹林李思琦(电子科技大学电子科学技术研究院,四川成都611731)摘要:本文针对海杂波背景下的慢速微弱目标的检测问题,根据海杂波和目标的振荡特性差异,提出了一种基于自适应可调Q 因子小波变换(Adaptive Tunable Q-factor Wavelet Transform , ANQWT )的海杂波背景下的目标检测算法。

通过迭代计算、搜索出最能匹配海杂波和目标振荡特性的可调Q 小波变换(TQWT )三元参数组合(Q , : J),运用形态分量分析法#Morphologcal Component Analysis , MCA )对海面回波信号进行分析,得到目标的最优稀疏表示;再根据目标分量各小波子带占总能量的比重,选取合适的门限确定重构小波系数集进行重构,得到目标的重构信号,从 而实现目标和海杂波的有效分离。

最后在IPIX 实测数据集上添加慢速微弱运动目标进行算法验证,结果表明本文提出 的算法可以有效检测出落入海杂波多普勒通道中的慢速微弱目标,且不需要任何目标和杂波的先验信息。

关键词:海杂波;目标检测;自适应;可调Q 小波变换;AIA 数据集中图分类号:TN959 文献标识码:A DOI : 10. 16798/j. issn. 1003-0530.2021.02.016引用格式:冯云,宗竹林,李思琦.基于自适应可调Q 因子小波变换的海杂波背景下的目标检测技术[J].信号处 理,2021,37(2) : 304-316. DOA 10. 16798/j. issn. 1003-0530.2021.02.016.Reference format : FENG Yun ,ZONG Zhulin ,LI Siqi. Based on Adaptive Tunable Q-factcr Wavelet Transform TaryetDetection Technology under Sea Clutter Background [ J ]. Journal of Signal Processing ,2021,37(2) : 304-316. DOI : 10.16798 j . o s n. 1003-0530. 2021. 02. 016.Baser on Adaptive Tunable Q-factor Wavelet Transform TargetDetection TecCnology under Sea Clutter BackgroundFENG Yun ZONG Zhulin LI Siqi( Reseaech InsioiuieooEeecieonocScoenceand Technoeogy , UnoeeesoiyooEeecieonocScoenceandTechnoeogyooChona , Chengdu , Sochuan 611731 , Chona )Abstract : In this paper ,for the detection of slow and weak taryets submersed in the sea clutter ,by utilizing the dOerencebeiween iheosco a ioon chaeacieeosiocsooiheseaceu i eeand ihemoeongiaegeis , aseowand weak iaegeideiecioon aegoeoihmonihebackgeound ooseaceu i eebased on iheadapioeeiunabeeQ-oacioewaeeeeiieansooem ospeoposed.Theough oieeaioeecaecueaioon and seaechongooeiheopiomaeieenaeypaeameieecombonaioon ihaibesimaichesiheseaceu i eeand iaegeiosco a ioonchaeacieeosiocs , ihemoephoeogocaecomponenianaeysosmeihod osused ioanaeyzeiheseasueoaceechosognaeioobiaon iheopiomaespaeseeepeeseniaioon ooiheiaegei ; ihen accoedongioihepeopoeioon ooeach waeeeeisub-band on iheioiaeeneegyooiheiaegeicomponeni , an appeopeoaieiheeshoed osseeecied iodeieemoneiheeeconsieucioon waeeeeicoe o ocoenisei , and ihusiheiaegeisognaecan bee o ecioeeeysepaeaied oeom iheseaceu i ee.Fona e y , somueaioon expeeomeniswoih measueed daiaoeomIPIXaeeca e oed ouiioeeeooyihee o ecioeene s ooihepeoposed meihod.Resueisshowihaiiheaegoeoihm peoposed on ihospapeecan收稿日期:2020-07-22"修回日期:2020-10-18基金项目:国家自然科学基金(61601099)第2期冯云等:基于自适应可调Q因子小波变换的海杂波背景下的目标检测技术305e e cioeeeydeieciiheseowand weak iaegeiea e ongonioiheseaceu i e eDoppeeechanneewoihouianypeooeoneoemaioon oeiaegeisand ceu i e e.Key words:sex clutter;target detection;adaptive;tunable Q-factor wavelet transform;IPIX data set1引言海杂波是指雷达接收到的海表面的后向散射回波,它受多种因素的影响,如海洋环境参数(风速、风向、涌浪、洋流等)和雷达设备参数(擦地角、波长、极化方式等这些因素的共同作用导致海杂波的物理机制极其复杂,现有的研究虽然对海杂波的特性有了比较深入的认识,但是仍然存在盲区;并且已有的海杂波模型也存在局限,不能很好的描述各种情况下海杂波的特性。

海杂波环境下慢速小目标检测方法

海杂波环境下慢速小目标检测方法
r D e e a in e r s nt tO
引 言

( a lih) 布 、 数 正 态 ( o — oma ) 布 、 R yeg 分 对 L gn r 1 分
Web l分 布 和混 合 K 分 布 [ ] i nHa kn教 iu1 2 。Smo y i ≈ 授 于 上世 纪 9 0年 代 发现 了海杂 波 符合 混 沌 的某 些 特性 , 同时 , 神经 网络技 术 和其他 一些 非线性 算法 也
杂 波 的 干扰 , 有 可 能在 很 大 程 度 上提 高 海 防 雷 达 将
关键 词; 雷达 , 海杂波 , 慢速 小 目标检测 , 号平滑处理 , 信 时频分 析
中 图分 类 号 : N9 7 5 T 5.1 文献标识码 : A
Sm a la o Ta g t e e to n S a Cl te l nd Sl w r e s D t c i n i e u t r
Vo .36 No. 1 1 , 1 NO 2 1 V。 0 1
火 力 与 指 挥 控 制
F r o t l L o i C n r mma d C n r l e o8C n o to
第3 6卷 第 1 期 1 21 0 1年 1 1月
文章 编 号 :0 204 (0 1 1— 1 50 1 0 —6 0 2 1 )10 2 .4
处 理 和 时频 分 析 两 种 实 用 的 海 杂 波 抑 制 和慢 速 小 目标 检 测 方 法 , 过 实 验 验 证 , 雷 达 长 时 间 照 射 下 采 取 一 定 时 间 间 隔 的 扫 通 在 描 间 信 号 平 滑处 理 , 在 短 时 间 照 射 下 采 取 时 频 分 析 方 法 均 能 有 效 地 区 分 出淹 没 于海 杂 波 环 境 下 的慢 速 小 目标 。 而

海面慢速弱小目标雷达探测技术研究

海面慢速弱小目标雷达探测技术研究

海面慢速弱小目标雷达探测技术研究朱文涛【摘要】海面慢速弱小目标的探测越来越受到世界各国的广泛重视.雷达探测作为一种远距离、全天时、全天候的探测手段,是实现海面慢速弱小目标探测的一种比较理想的手段,然而海面慢速弱小目标探测一直是雷达探测的一个世界性难题.针对该问题,本文结合目标特性、海杂波特性和实际应用,提出了一种海面慢速弱小目标探测的解决方案.首先,梳理了海面慢速弱小目标的目标特性、雷达探测挑战、国内外技术思路;其次,梳理了慢速弱小目标雷达探测需要解决的关键点;在此基础上,提出了一种满足海面低慢小目标探测的系统架构.【期刊名称】《科技视界》【年(卷),期】2018(000)022【总页数】4页(P64-67)【关键词】海面;慢速弱小目标;雷达探测;关键点;系统架构【作者】朱文涛【作者单位】中国电子科技集团公司第二十研究所,陕西西安 710068【正文语种】中文【中图分类】TP1810 前言海面慢速弱小目标是指速度慢、雷达截面积小、声光电特性不明显的目标,这些目标主要包括海面小型船艇、小型渔船、海面漂浮物以及某些特定任务的军事设备。

上述目标由于较易躲过各种侦察手段的监视,故常被用来进行隐蔽侦察、偷渡、贩毒、抢劫、恐怖袭击以及军事打击等任务,而且任务效果是非常明显的,同时造成的损失也是比较严重的。

2008年,恐怖分子乘着一艘小艇对印度孟买进行了恐怖袭击,造成了 195人死亡的严重后果;近年来,索马里海盗利用小艇多次成功劫持了国际航道的商船,造成人员伤亡和严重的经济损失。

随着中国“海上丝绸之路”的不断推进,运行在国际航道的商船将更加频繁,对应的海面慢速弱小目标的探测需求就显得越来越迫切。

因此,海面慢速弱小目标的远距离预警可以为海岸防御或海面舰船争取充分的准备和应对时间,而雷达作为一种远距离、全天时、全天候的探测手段,是实现海面低慢小目标探测的一种比较理想的手段。

国内外针对海面慢速弱小目标雷达探测已经开展了大量的工作,并取得了一定的成果。

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1 检 测 前 跟 踪 方 法
传 统 雷 达在 完 成 1帧 数据 的检 测 判 断后 , 这些 数 据 即被 丢弃 , 而造成 信 号能量 的浪费 , 为 即使 从 因 该 帧数 据 中没有 达 到 检 测 门 限 , 可 能 含 有 目标 信 也 息 , 果将 多帧 数据 中弱 小 目标 能量 集 中起 来 , 如 就可 能 最终 检测 出 目标 , 测 前 跟 踪 ( D) 法 即 为这 检 TB 算 种“ 以时 间换 能量 ” 的典 型代 表 。 该 方 法 的主要 思想 是在 每次 扫描 时不 设 检测 门 限 , 是将 其进 行采 样存 储 , 只 然后将 多次观 测得 到 的 雷 达 回波信 号在 多 普 勒频 率 域 ( 速度 ) 时 间 域 ( 和 距 离 ) 维方 向 的 幅 度 排 列 成 图像 , 合 雷 达 图像 特 二 结
21 0 2年 2月
舰 船 电 子 对 抗
S PB HI 0ARD ELE CTR0NI C0UNTERM EAS C URE
Fe 2 2 b. 01
Vo _ 5 NO 1 I3 .
第3 5卷 第 1期
海 杂 波 背景 下慢 速 小 目标 u t r, a y e he p r iul r me s e O a a nie t e s r g c u t r f o t e e gi e rn e l t e an l z s t a tc a a ur s t nt go z h t on l te r m h n n e i g po nto e i fviw.
2 Na a p e e t t eOfie Ba e n Th 2 n tt t fCS C, n z o 2 0 1, i a . vl Re r s n a i f s d i e 7 3 I s i e o I Ya g h u 2 5 0 Ch n ) v c u
Ab t a t Ai i g a h e e to r b e o l w n ma lt r e , h s p p rd s u s s t e p i c — sr c : m n tt e d t c i n p o l m fso a d s l a g t t i a e ic s e h rn i p e a d m e h d t e r a e t e r l t i fc u t ra d a s r c h a g tu d rt e b c g o n f l n t o o d c e s h e a i t o l t e n b t a tt e t r e n e h a k r u d o v y
Ke r s so t r e e e to s a c u t r t a k b f r e e t n y wo d : l w a g td t c i n; e l te ;r c e o e d t c i o
0 引 言
目前 , 面 慢 速小 目标 的探 测成 为 雷 达 领 域研 海
S a lTa g tu de e Ba kg o n f S a Cl t e m l r e n r Th c r u d o e u t r
XU e . W i DAIChun hu — a
( . e7 3 I s i t fCS C, n z o 2 0 1 Ch n ; 1 Th 2 n t u e o I Ya g h u 2 5 0 , i a t
行谱 探 测 的可 能 。国外研 究人 员 对该 问题 进行 了大 量 的研 究 , 分研 究 成 果 已经 在 特 定 的 雷 达 上得 以 部
应用 。
在 进行 海 杂 波 背 景下 的慢 速 小 目标 探 测 时 , 由
于海 杂 波背 景 的相关 性 导 致 能量 无 法 累 积 , 率 较 效 低, 因此 首先 需要 解决 的是 背 景去 相关 问题 , 目前大
多探 测方 法均 是基 于此 进 行 的 。本 文从 工 程实 用 的 角度 , 合 目前技 术发 展趋 势 , 一 些 主要 的探 测方 结 对 法如 检 测前 跟踪 、 描 间 累 积 等 方 法进 行 了讨 论 和 扫
点 , 用 目标在 各 帧图像 之 间的移 动规 律 , 时在帧 利 同
究 的热 点之 一 , 由于海 面 背景 复杂 , 致慢 速小 目标 导 信 杂 比较低 , 常规 的 累积 方 法 由 于 杂 波 较 强 的 相关
性 而难 以达 到理 想 的效 果 , 慢 速 目标 的 多普 勒 与 且 杂波 谱 重叠 , 除 了 目前 行 之 有 效 的 多 普 勒处 理 进 排
度 上分析了抗强杂波的具体措施 。
关键 词 : 慢速 目 标探测 ; 海杂波; 检测前跟踪 中图 分类 号 : N 5.1 T 9 75 文 献标 识码 : A 文章 编号 : N 211(020—09 3 C 3—4321)1 4— 0 0
Re e r h i t e De e to c o o i s f r S o a s a c n o Th t c i n Te hn l g e o l w nd
(. 舶 重 工 集 团公 司 7 3 , 州 2 5 0 ;. 军 驻 扬 州 7 3所 军 事 代 表 室 , 州 2 5 0 ) 1船 2所 扬 2012海 2 扬 20 1
摘要 : 针对海面慢速小 目标探测 的问题 , 了海 杂波背景下 降低杂波 相关性并 提取 目标 的原理 与方 法 , 讨论 从工程 角
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