复杂背景下小目标恒虚警检测技术研究

为了实现复杂背景下的弱小目标恒虚警检测,提出了一种基于CEM算法的恒虚警探测算法.在分析CEM算法滤波处理结果分布规律的基础上,采用TM-CFAR方法选择恒虚警探测门限,并结合形态学方法克服了背景虚警概率曲线中的拖尾现象.以ETM数据为例进行了计算机模拟.结果表明,该方法在信干比为-5dB和虚警率为10-4的条件下,可以有效地检测出被探测目标.     

基于分形盒维数的恒虚警检测方法

利用噪声与授权信号分形盒维数的差异,可以对授权用户是否存在进行检测.但判决门限只是凭借经验进行设定,虚警概率无法进行量化计算.因此提出一种基于分形盒维数的恒虚警门限计算方法.通过实验拟合可知,噪声盒维数的大致服从高斯正态分布,利用恒虚警检测可得到判决门限.仿真结果表明,基于该假设的门限值在检测概率一定的条件下,所得到的虚警概率与设定值相同,提高了感知结果的可信性和算法的可靠性.     

低空监视雷达复杂环境下的最优CFAR设计

基于低空监视雷达在复杂背景环境中的回波特性,归纳了3种典型的雷达回波背景环境:高斯杂波背景、多目标背景以及非高斯杂波背景,通过分析这3种杂波背景中的最优恒虚警方案,并针对有序统计类恒虚警提出了一种实时排序算法,最后根据上述方案和算法,设计了一种参数化的通用恒虚警率检测器,使之能根据雷达所处的环境进行重构,对该通用恒虚警检测器的测试证明该IP-Core能够明显地改善雷达系统的环境适应性和检测性能。     

一种基于小波变换的信号恒虚警率检测方法

基于噪声和信号在不同尺度下的特性,引入小波域中噪声置信度概念,利用删除技术CM(Censored Method)估计小波域中的噪声功率水平,采用软阈值处理,提出一种信号恒虚警检测方法。理论分析表明该方法在高斯噪声背景下具有恒虚警率特性,对不同杂波背景下的信号处理结果表明了该方法的鲁棒性。     

远距离监视激光雷达动目标快速检测

激光雷达具有全天候工作、探测精度高、有效探测距离远、易获得三维信息等特点,但工作在远距离模式时,目标点云比较稀疏。当前便携条件下,基于深度学习的算法在激光雷达点云数据直接目标识别时,实时性和成功率尚不能达到远程监视实际工程的要求。针对实际工程中利用激光雷达检测运动目标进而实时引导高分辨率相机的需求,采用基于变化的检测方法,对远距离条件下激光雷达的运动目标检测方法进行了研究,利用点云数据的距离信息,给出三维单高斯模型和三维高斯混合模型检测动目标的过程和方法,提出了利用杂波图恒虚警率检测法处理点云数据的方法。实验表明,与二维图像动目标检测方法相比,三维单高斯模型法会很大程度提高检测准确性,降低虚警率,但仍然存在较高虚警率。为适应复杂三维场景,采用基于三维高斯混合模型的方法进一步降低了虚警率,但也降低了检测速度;而杂波图CFAR的方法具有很高的实时性,同时也具有较好的检测性能。     

一种分数低阶统计量广义恒模盲多用户检测算法

针对实际盲多用户检测系统中存在的大量噪声呈现非高斯性,而这种非高斯性使基于高斯噪声假定下的恒模盲多用户检测算法的性能显著退化甚至不能正常工作,本文提出了一种分数低阶统计量的广义恒模盲多用户检测算法.该算法是分数低阶统计量恒模算法的推广,能有效地应对非高斯噪声的影响,具有广泛的适用性.通过以DS-CMDA系统为例,将分数低阶统计量广义恒模肓多用户检测算法与传统恒模盲多用户检测算法(CMA)、分数低阶统计量恒模盲多用户检测算法(FLOS-CMA)进行了对比,实验仿真结果表明:无论在高斯白噪声下还是在α稳定分布噪声下,分数低阶统计量广义恒模盲多用户检测算法均具有良好的抗多址干扰和抑制噪声的性能,并且该算法具有更快的收敛速度.     

机载静默射频噪声掩护技术研究

为了规避敌方雷达对于己方战机的探测,该文提出一种战机发射射频掩护信号的方法.针对采用恒虚警类检测器(CFAR)算法的敌方雷达,己方目标发射的一定包络的掩护信号可以提升敌方噪声估计电平,达到使己方战机针对该雷达隐身的效果的同时,避免射频掩护电磁信号被敌方电子侦察设备截获,具体包括敌方雷达信号抵达目标时间估计,敌方探测能力评估,掩护噪声包络功率设计等步骤.基于单元平均恒虚警检测器(CA-CFRA),该文利用数值仿真分析了射频掩护包络和功率对掩护信号被截获概率及目标被探测概率的关系,表明该方法需要恰当的设计掩护包络和平衡信号功率达到更好的射频掩护效果.     

基于概率假设密度的汽车防撞雷达多目标跟踪

基于毫米波汽车防撞雷达系统,考虑到雷达测量误差的存在以及道路前方车辆的行驶状态和数目的实时变化,包括新目标车辆出现、目标消失等多种情况,设计了一种多模型高斯混合概率假设密度算法实现对多个机动车辆的检测跟踪。针对高速公路上多个车辆行驶的情况,运用高斯混合概率假设密度算法以及多模型理论进行仿真实验,结果表明该算法不仅能够实时地对雷达探测范围内多个目标车辆进行准确跟踪,而且能够及时地判断出驶入或驶出雷达探测范围的车辆,从而在提高自车与前车之间相对距离、相对速度测量精度的同时,有效地对可探测目标车辆数目进行准确的判断,降低了雷达虚警率,提高了防撞雷达系统的可靠性。     

一种具有自动筛选技术的恒虚警检测器及其在多目标情况下的性能

提出一种新的基于有序统计的恒虚警检测器和一种新的自动筛选技术。这种新的检测器是广义有序统计单元平均（ＧＯＳＣＡ）恒虚警算法。对这种新的恒虚警算法在斯威林２型目标假设下，我们获得了虚警概率、探测概率和度量ＡＤＴ的解析表达式。在均匀背景和强干扰存在的情况下，分析了它的探测性能，并把它与ＯＳ－ＣＦＡＲ进行了比较。分析结果表明，ＧＯＳＣＡ－ＣＦＡＲ在均匀干扰背景和多目标情况下均具有较好的探测性能，而ＧＯＳ     

非均匀噪声环境下的滑窗式恒虚警检测器

为了解决传统目标检测算法在非均匀噪声环境下检测性能严重下降的问题,提出了一种自由滑窗式恒虚警检测算法,在被检测单元两侧各取N-1个参考单元作为初始自由参考窗,然后从左向右依次滑动N次,得到N个滑窗,根据滑窗噪声功率的平均值与被检测参考单元功率值的比较结果,选择相应的滑窗噪声功率平均值集合取均值,再乘以参数因子T得到比较门限阈值S,根据被检测单元的功率与S进行比较,确定是否为有效目标。经过与其他算法进行仿真对比,该算法具有最优的检测性能,检测率98.93%,误检率2.28%,并成功应用于车辆开门预警系统,经测试,预警率大于98.10%,虚警率小于2.80%。结果表明,该算法提高了非均匀噪声环境下目标的检测概率,具有良好的检测性能。     

极性采样倒相编码数字脉冲压缩处理器的检测性能

本文阐述了极性采样倒相编码数字脉冲压缩处理器的非参量恒虚警率特性。确定了高斯和非高斯噪声中的检测性能。说明了这种处理器相对于非相干匹配滤波器的信噪比损失随码长增加而减小;在高斯噪声中的渐近损失为1.96dB;在韦伯噪声中的损失随韦伯分布形状参数减小而减小,甚至可转为得益。     

基于噪声子空间奇异值的信号分量数目估计

针对现有信号分量数目估计方法在低信噪比时估计性能差的问题,该文提出了基于噪声子空间奇异值恒虚警检测方法估计信号分量数目。通过对Hankel矩阵奇异值与噪声能量之间关系的研究,利用高斯白噪声包络平方服从指数分布的特点,在虚警率一定的条件下,获得噪声子空间奇异值检测门限。仿真结果显示该方法在低信噪比时有效。     

红外空域弱小目标探测系统中恒虚警技术研究

对空域中弱小目标的探测是红外成像防御与制导的关键技术。由于空域中弱小目标距离较远,在红外探测器上呈现为无纹理特征的弱小点。由于红外探测器噪声与视场中杂波干扰,很难将目标从红外图像中提取出来。在红外空域弱小目标探测系统中,虚警率与探测率是一对矛盾的概念。针对这一问题提出了一种基于杂波模型估计理论的恒虚警(CFAR)检测技术。该CFAR技术是建立在对红外图像背景杂波分析建模的基础上,根据Neyman-Pearson准则设计CFAR检测器,实现在恒定虚警的前提下最大化追求系统的探测率,以此提高红外空域弱小目标探测系统的探测距离和目标识别能力。     

基于自相关功率谱的生命迹象探测算法

在实际雷达生命迹象探测环境中,干扰噪声往往不是理想的高斯白噪声,而是非零均值、且具有相关性的高斯状色噪声。针对互功率谱算法在非理想高斯白噪声背景下提高信噪比能力有限这一问题,通过对其不足与缺陷的分析,提出一种在高斯状色噪声条件下,应用于步进频连续波生命探测雷达,基于自相关功率谱的生命迹象探测算法。该算法利用源目标回波信号的自相关性,对基带回波信号进行自相关处理,以此增强源目标信号功率谱密度,提高信噪比,提升探测性能。通过仿真,证明了该算法提升信噪比能力。同时利用步进频连续波生命探测雷达进行实际测试,统计、分析了探测环境中的噪声模型与数字特征,验证了自相关功率谱在实际探测环境中,具有更强的生命迹象检测性能。     

盖革模式APD激光雷达探测性能与虚警抑制研究

对基于盖革模式APD(GM-APD)探测器的激光雷达的探测性能和虚警抑制方法进行了研究。从系统原理与探测时序出发,研究了长死时间、回波脉宽大于时间数字转换器(TDC)分辨时间情况下目标探测概率与虚警率分布,分析了回波强度、脉宽、噪声与回波位置对目标探测概率与虚警率的影响;利用双探测器结构的探测模型,研究了双探测器结构在提高系统探测性能中的作用。研究结果表明:回波越强,脉宽越窄,噪声越低,回波位置越靠前,目标探测概率越高,虚警率越低,系统探测性能越好;对于双探测器结构,与逻辑可很好地抑制虚警;或逻辑可提高目标探测概率;使用与逻辑和或逻辑相结合的双探测器结构,可以获得更高的目标探测概率和更低的虚警率。     

一种基于拟合优度检验的恒虚警检测方法

针对传统的基于滑窗自适应门限恒虚警检测方法在非高斯环境下和多目标干扰环境下,性能下降的问题,提出了一种基于拟合优度检验的恒虚警检测方案,该方法利用了目标回波与背景杂波统计特性的差异,通过检验待检单元的回波样本是否服从背景分布来检测目标:如果待检单元样本服从背景分布,则有理由相信待检单元回波源于背景杂波,从而判断没有目标存在;否则,将判断有目标存在.和传统的基于自适应门限的检测方法相比,该方法受背景分布特性和干扰目标的影响很小.仿真实验表明,在尖锐的非高斯杂波环境下以及多目标干扰环境下,都能保持更优的检测性能.     

一种基于高维频率拟合技术的恒虚警穿墙雷达目标定位算法

针对连续波穿墙雷达在检测过程中可能出现的高虚警及频率模糊区域内的目标丢失问题,该文提出了一种基于高维频率拟合技术的恒虚警目标定位算法。该算法首先根据恒虚警检测技术实时调节系统噪声阈值,抑制虚假目标的产生,然后利用2维拟合处理实现不同目标分量的初步识别和参数估计,最后结合检测的实际需求,通过自适应频率拟合算法对分离的各分量进行高维度的参数修正,并给出目标准确的定位结果。实验结果证明该算法能有效去除检测过程中的虚假目标,在不增加硬件复杂度的前提下,提高系统对不同探测环境的适应能力,并能在频率模糊区域内准确识别和定位多个目标。     

机载静默射频噪声掩护技术研究

为了规避敌方雷达对于己方战机的探测,该文提出一种战机发射射频掩护信号的方法。针对采用恒虚警类检测器(CFAR)算法的敌方雷达,己方目标发射的一定包络的掩护信号可以提升敌方噪声估计电平,达到使己方战机针对该雷达隐身的效果的同时,避免射频掩护电磁信号被敌方电子侦察设备截获,具体包括敌方雷达信号抵达目标时间估计,敌方探测能力评估,掩护噪声包络功率设计等步骤。基于单元平均恒虚警检测器(CA-CFRA),该文利用数值仿真分析了射频掩护包络和功率对掩护信号被截获概率及目标被探测概率的关系,表明该方法需要恰当的设计掩护包络和平衡信号功率达到更好的射频掩护效果。     

复合高斯杂波下抑制失配信号的自适应检测器

随着雷达分辨率的提高及擦地角的减小,海杂波幅度分布明显偏离瑞利分布,表现出很强的非高斯特性,复合高斯模型得到广泛应用。因此该文以复合高斯杂波为背景,研究当信号发生失配时的雷达目标检测问题。该文基于两步广义似然比(GLRT)检验,设计了复合高斯杂波下对失配信号具有选择性的自适应检测器。为了设计选择性检测器,在零假设下引入虚假干扰以修正原始二元假设,并假设该虚假干扰与实际目标信号在白化空间正交。该文提出的检测器对海杂波纹理分量及协方差矩阵恒虚警(CFAR)。最后利用仿真及实测海杂波数据,通过蒙特卡洛实验验证该检测器的有效性。实验表明,该文所提检测器有效提高了对失配信号的选择性,同时对距离扩展目标匹配信号的检测性能也有1～3 dB的提升。      

基于高阶统计判据的红外弱小运动目标检测

针对红外预警与跟踪系统中的实时弱小运动目标检测问题,在分析红外灰度图像的非平稳高斯特性的基础上,提出了一种基于高阶统计判据的检测算法。先用一个空域的白化去均值滤波器进行空间背景抑制,为下一步时域高阶统计判据建立一个不相关的高斯背景,根据三阶以上的高阶累积量对于高斯随机过程“盲”的原理,用高阶累积量作二元统计判据检测红外图像背景中的运动弱小目标。算法全面考虑了红外灰度图像和目标在时域与空域方面的特性,大大增强了目标信噪比。通过实际获取的大地背景目标红外数据检测表明,此算法能有效地从复杂背景中检测低信噪比运动小目标,虚警率少,抗噪声干扰能力强。算法易于硬件实现,能够有效地应用于红外搜索与跟踪系统的实时目标检测中。