目標(biāo)的探測方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種目標(biāo)的探測方法及裝置。其中，該方法包括：獲取雷達(dá)的原始視頻；基于自動門限算法對原始視頻進(jìn)行預(yù)處理得到第一視頻；對第一視頻進(jìn)行標(biāo)繪跟蹤得到小目標(biāo)，其中，小目標(biāo)為雷達(dá)散射截面不小于0.1m2且物標(biāo)高度不小于1m的目標(biāo)。通過本發(fā)明，解決了相關(guān)技術(shù)中小目標(biāo)的檢測設(shè)備能力低，檢測準(zhǔn)確度低的問題，能夠準(zhǔn)確、及時地發(fā)現(xiàn)海面小目標(biāo)，減少事故發(fā)生幾率，提高了探測系統(tǒng)的靈敏度和精確度。
【專利說明】目標(biāo)的探測方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及艦船、岸基通信領(lǐng)域，具體而言，涉及一種目標(biāo)的探測方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]雷達(dá)是艦船、岸基不可缺少的探測器，但是，其目標(biāo)檢測性能常常會受到海雜波的影響。海雜波，即為來自海洋表面的雷達(dá)反射回?fù)?，是艦船、岸基相關(guān)領(lǐng)域雷達(dá)探測的主要雜波源。通常情況下，它不像地雜波是一種分布散射現(xiàn)象，而是表現(xiàn)出更強的動態(tài)特性，因此，海雜波的存在嚴(yán)重的影響了雷達(dá)對海上目標(biāo)的檢測性能。
[0003]目前，處理海雜波主要有兩種方法:一個是以傳統(tǒng)力學(xué)為基礎(chǔ)，建立的海雜波分布模型，如瑞利(Rayleigh)分布、對數(shù)正態(tài)(Log-Normal)分布、韋布爾(Weibul)分布和K分布；另一個方法是基于海雜波混度動力學(xué)特性，建立海雜波模型。
[0004]然而，經(jīng)過對海雜波的深入研究，發(fā)現(xiàn)海雜波并非完全是一種隨機信號，包含了很大程度上的確定性因素。基于傳統(tǒng)統(tǒng)計學(xué)的建模方法，僅僅只是模擬海雜波的表面特性，無法模擬海雜波的內(nèi)在特性，而且當(dāng)海雜波幅度較大，目標(biāo)較小的時候，比如，掠海飛行的小型飛機、導(dǎo)彈、小型艦船、導(dǎo)航浮標(biāo)、小片的冰，漂浮在海面的油污等，這些可能會對導(dǎo)航帶來潛在的危機。
[0005]傳統(tǒng)的海雜波背景下目標(biāo)檢測方法，主要是基于統(tǒng)計特性利用其表面看似隨機過程而建立起來的分布模型上進(jìn)行目標(biāo)檢測的，認(rèn)為海雜波是線性的。然而，這種方法只能監(jiān)測出比較大的目標(biāo)，如果目標(biāo)較小，海雜波較強的情況下，上述的目標(biāo)檢測方法是束手無策的，很難檢測出弱小目標(biāo)，甚至導(dǎo)致漏檢的發(fā)生。
[0006]基于統(tǒng)計特性建立的模型，在強海雜波和低虛警概率條件下發(fā)現(xiàn)弱小目標(biāo)的能力有限，在相關(guān)技術(shù)匯總，通常采用盡量消除或減少海雜波干擾的方法，來提高海防雷達(dá)的目標(biāo)檢測性能。而隨著近些年海運事業(yè)、港口貿(mào)易經(jīng)濟的發(fā)展，對雷達(dá)的目標(biāo)檢測的速度、精度和抗干擾能力、以及發(fā)現(xiàn)弱小目標(biāo)的能力的要求越來越高，上述方法的檢測性能已經(jīng)不能滿足需要。
[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)中小目標(biāo)的檢測設(shè)備能力低，檢測準(zhǔn)確度低的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對相關(guān)技術(shù)中小目標(biāo)的檢測設(shè)備能力低，檢測準(zhǔn)確度低的問題，目前尚未提出有效的解決方案，為此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種目標(biāo)的探測方法及裝置，以解決上述問題。
[0009]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種目標(biāo)的探測方法，該方法包括:獲取雷達(dá)的原始視頻；基于自動門限算法對原始視頻進(jìn)行預(yù)處理得到第一視頻；對第一視頻進(jìn)行標(biāo)繪跟蹤得到小目標(biāo)，其中，小目標(biāo)為雷達(dá)散射截面不小于0.1m2且物標(biāo)高度不小于Im的目標(biāo)。[0010]進(jìn)一步地，基于自動門限算法對原始視頻進(jìn)行預(yù)處理得到第一視頻包括:按照微分逼近算法將原始視頻沿雷達(dá)掃描的徑向劃分為多個單元；對多個單元中的每個單元設(shè)置獨立的門限；使用獨立的門限對每個單元進(jìn)行掃描得到對應(yīng)每個單元的第二視頻；按照當(dāng)前脈沖和天線參數(shù)確定第二視頻中的點跡的尺寸得到第一視頻。
[0011]進(jìn)一步地，對第一視頻進(jìn)行標(biāo)繪跟蹤得到小目標(biāo)包括:使用檢測前跟蹤TBD算法依據(jù)第一視頻創(chuàng)建回波圖像；使用回波圖像對候選目標(biāo)進(jìn)行跟蹤處理確定候選目標(biāo)的運動參數(shù)；按照目標(biāo)質(zhì)量和運動參數(shù)得到小目標(biāo)，其中，目標(biāo)質(zhì)量為在候選目標(biāo)出現(xiàn)的整個時間內(nèi)，被確認(rèn)的掃描數(shù)和總掃描數(shù)之間的關(guān)系數(shù)據(jù)。
[0012]進(jìn)一步地，使用檢測前跟蹤TBD算法根據(jù)第一視頻中創(chuàng)建回波圖像包括:將按照距離聯(lián)合起來的一個或多個第一視頻進(jìn)行組合得到第一標(biāo)繪；對第一標(biāo)繪添加時間戳得到第二標(biāo)繪；依據(jù)雷達(dá)掃描的徑向、地理參數(shù)在第二標(biāo)繪的基礎(chǔ)上創(chuàng)建回波圖像，其中，地理參數(shù)包括:掃描的地理位置、區(qū)域、輪廓、強度和形狀中的至少一個參數(shù)。
[0013]進(jìn)一步地，將按照距離聯(lián)合起來的一個或多個第一視頻進(jìn)行組合得到第一標(biāo)繪包括:在連續(xù)掃描中產(chǎn)生的第一視頻在距離上相交產(chǎn)生的相交數(shù)據(jù)；依據(jù)相交數(shù)據(jù)中的方位角和距離寬度、厚度和幅度創(chuàng)建第一標(biāo)繪。
[0014]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種目標(biāo)的探測裝置，該裝置包括:獲取模塊，用于獲取雷達(dá)的原始視頻；第一處理模塊，用于基于自動門限算法對原始視頻進(jìn)行預(yù)處理得到第一視頻；第二處理模塊，用于對第一視頻進(jìn)行標(biāo)繪跟蹤得到小目標(biāo)，其中，小目標(biāo)為雷達(dá)散射截面不小于0.1m2且物標(biāo)高度不小于Im的目標(biāo)。 [0015]進(jìn)一步地，第一處理模塊包括:劃分模塊，用于按照微分逼近算法將原始視頻沿雷達(dá)掃描的徑向劃分為多個單元；第一確定模塊，用于對多個單元中的每個單元設(shè)置獨立的門限；掃描模塊，用于使用獨立的門限對每個單元進(jìn)行掃描得到對應(yīng)每個單元的第二視頻；第二確定模塊，用于按照當(dāng)前脈沖和天線參數(shù)確定第二視頻中的點跡的尺寸得到第一視頻。
[0016]進(jìn)一步地，第二處理模塊包括:創(chuàng)建模塊，用于使用檢測前跟蹤TBD算法依據(jù)第一視頻創(chuàng)建回波圖像；第三確定模塊，用于使用回波圖像對候選目標(biāo)進(jìn)行跟蹤處理確定候選目標(biāo)的運動參數(shù)；處理子模塊，用于按照目標(biāo)質(zhì)量和運動參數(shù)得到小目標(biāo)，其中，目標(biāo)質(zhì)量為在候選目標(biāo)出現(xiàn)的整個時間內(nèi)，被確認(rèn)的掃描數(shù)和總掃描數(shù)之間的關(guān)系數(shù)據(jù)。
[0017]進(jìn)一步地，創(chuàng)建模塊包括:組合模塊，用于將按照距離聯(lián)合起來的一個或多個第一視頻進(jìn)行組合得到第一標(biāo)繪；添加模塊，用于對第一標(biāo)繪添加時間戳得到第二標(biāo)繪?’第一創(chuàng)建子模塊，用于依據(jù)雷達(dá)掃描的徑向、地理參數(shù)在第二標(biāo)繪的基礎(chǔ)上創(chuàng)建回波圖像，其中，地理參數(shù)包括:掃描的地理位置、區(qū)域、輪廓、強度和形狀中的至少一個參數(shù)。
[0018]進(jìn)一步地，組合模塊包括:第四確定子模塊，用于在連續(xù)掃描中產(chǎn)生的第一視頻在距離上相交產(chǎn)生的相交數(shù)據(jù)；第二創(chuàng)建子模塊，用于依據(jù)相交數(shù)據(jù)中的方位角和距離寬度、厚度和幅度創(chuàng)建第一標(biāo)繪。
[0019]通過本發(fā)明，基于自動門限算法對原始視頻進(jìn)行預(yù)處理得到第一視頻，然后對第一視頻進(jìn)行標(biāo)繪跟蹤以檢測得到小目標(biāo)，解決了相關(guān)技術(shù)中小目標(biāo)的檢測設(shè)備能力低，檢測準(zhǔn)確度低的問題，基于自動門限算法可以根據(jù)實際情況自適應(yīng)實時調(diào)整獲取第一視頻的門限，提取雜波信號以下的目標(biāo)，能夠準(zhǔn)確、及時地發(fā)現(xiàn)海面小目標(biāo)，減少事故發(fā)生幾率，提高了探測系統(tǒng)的靈敏度和精確度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0021]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的目標(biāo)的探測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0022]圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的目標(biāo)的探測方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0023]為了使本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分的實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0024]需要說明的是，本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的本發(fā)明的實施例能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序?qū)嵤?。此外，術(shù)語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。
[0025]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的目標(biāo)的探測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該裝置可以包括:獲取模塊10，用于獲取雷達(dá)的原始視頻；第一處理模塊20，用于基于自動門限算法對原始視頻進(jìn)行預(yù)處理得到第一視頻；第二處理模塊30，用于對第一視頻進(jìn)行標(biāo)繪跟蹤得到小目標(biāo)，其中，小目標(biāo)為雷達(dá)反射截面不小于0.1m2且物標(biāo)高度不小于Im的目標(biāo)。
[0026]通過本發(fā)明，基于自動門限算法對原始視頻進(jìn)行預(yù)處理得到第一視頻，然后對第一視頻進(jìn)行標(biāo)繪跟蹤以檢測得到小目標(biāo)，解決了相關(guān)技術(shù)中小目標(biāo)的檢測設(shè)備能力低，檢測準(zhǔn)確度低的問題，基于自動門限算法可以根據(jù)實際情況自適應(yīng)實時調(diào)整獲取第一視頻的門限，提取雜波信號以下的目標(biāo)，能夠準(zhǔn)確、及時地發(fā)現(xiàn)海面小目標(biāo)，減少事故發(fā)生幾率，提高了探測系統(tǒng)的靈敏度和精確度。
[0027]在本發(fā)明的上述實施例中，第一處理模塊可以包括:劃分模塊，用于按照微分逼近算法將原始視頻沿雷達(dá)掃描的徑向劃分為多個單元；第一確定模塊，用于對多個單元中的每個單元設(shè)置獨立的門限；掃描模塊，用于使用獨立的門限對每個單元進(jìn)行掃描得到對應(yīng)每個單元的第二視頻；第二確定模塊，用于按照當(dāng)前脈沖和天線參數(shù)確定第二視頻中的點跡的尺寸得到第一視頻。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的上述實施例，第二處理模塊可以包括:創(chuàng)建模塊，用于使用檢測前跟蹤TBD算法依據(jù)第一視頻創(chuàng)建回波圖像；第三確定模塊，用于使用回波圖像對候選目標(biāo)進(jìn)行跟蹤處理確定候選目標(biāo)的運動參數(shù)；處理子模塊，用于按照目標(biāo)質(zhì)量和運動參數(shù)得到小目標(biāo)，其中，目標(biāo)質(zhì)量為在候選目標(biāo)出現(xiàn)的整個時間內(nèi)，被確認(rèn)的掃描數(shù)和總掃描數(shù)之間的關(guān)系數(shù)據(jù)。
[0029]具體地，創(chuàng)建模塊可以包括:組合模塊，用于將按照距離聯(lián)合起來的一個或多個第一視頻進(jìn)行組合得到第一標(biāo)繪；添加模塊，用于對第一標(biāo)繪添加時間戳得到第二標(biāo)繪?’第一創(chuàng)建子模塊，用于依據(jù)雷達(dá)掃描的徑向、地理參數(shù)在第二標(biāo)繪的基礎(chǔ)上創(chuàng)建回波圖像，其中，地理參數(shù)包括:掃描的地理位置、區(qū)域、輪廓、強度和形狀中的至少一個參數(shù)。
[0030]其中，上述的運動參數(shù)包括運動速度、運動方向以及運動軌跡。
[0031]需要進(jìn)一步說明的是，組合模塊可以包括:第四確定子模塊，用于在連續(xù)掃描中產(chǎn)生的第一視頻在距離上相交產(chǎn)生的相交數(shù)據(jù)；第二創(chuàng)建子模塊，用于依據(jù)相交數(shù)據(jù)中的方位角和距離寬度、厚度和幅度創(chuàng)建第一標(biāo)繪。
[0032]本發(fā)明上述實施例中的各個模塊均可以使用方法實施例中對應(yīng)步驟的時限方法實現(xiàn)，并且不受限于方法實施例中對應(yīng)步驟的應(yīng)用場景，上述實施例中的各個模塊可以使用計算機硬件或軟件實現(xiàn)。
[0033]圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的目標(biāo)的探測方法的流程圖，如圖2所示該方法包括如下步驟:
[0034]步驟S202，獲取雷達(dá)的原始視頻。
[0035]步驟S204，基于自動門限算法對原始視頻進(jìn)行預(yù)處理得到第一視頻。
[0036]步驟S206，對第一視頻進(jìn)行標(biāo)繪跟蹤得到小目標(biāo)，其中，小目標(biāo)為雷達(dá)散射截面(Radar Cross Section,簡稱RCS)不小于0.1m2且物標(biāo)高度不小于Im的目標(biāo)。
[0037]通過本發(fā)明，基于自動門限算法對原始視頻進(jìn)行預(yù)處理得到第一視頻，然后對第一視頻進(jìn)行標(biāo)繪跟蹤以檢測得到小目標(biāo)，解決了相關(guān)技術(shù)中小目標(biāo)的檢測設(shè)備能力低，檢測準(zhǔn)確度低的問題，基于自動門限算法可以根據(jù)實際情況自適應(yīng)實時調(diào)整獲取第一視頻的門限，提取雜波信號以下的目標(biāo)，能夠準(zhǔn)確、及時地發(fā)現(xiàn)海面小目標(biāo)，減少事故發(fā)生幾率，提高了探測系統(tǒng)的靈敏度和精確度。
[0038]采用本發(fā)明，通過視頻處理器把雷達(dá)的原始視頻進(jìn)行預(yù)處理得到第一視頻，然后跟蹤處理器把第一視頻關(guān)聯(lián)成標(biāo)繪并跟蹤目標(biāo)。雷達(dá)跟蹤系統(tǒng)與雷達(dá)控制模塊通信，獲取雷達(dá)的狀態(tài)信息-工作模式和當(dāng)前使用的脈沖等。
[0039]具體地，視頻處理器(RadPro)可以從雷達(dá)視頻提取卡上接收雷達(dá)的原始視頻的數(shù)據(jù)。其中，雷達(dá)視頻提取卡采用雙緩沖對原始視頻信號進(jìn)行沒有量程限制的實時并行讀取和處理，RadPro使用雷達(dá)的當(dāng)時脈沖長度對原始視頻進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)處理，RadPro處理過的第一視頻為特定格式。其中，第一視頻的報頭包含工作區(qū)域、工作扇區(qū)、視頻分辨率、雷達(dá)脈沖長度、掃描時間、脈沖重復(fù)頻率(PRF)和報文計數(shù)器等信息，報文計數(shù)器可以體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)丟失，在上述實施例中所有客戶端使用同一個計數(shù)器，并且所有高于門限的第一視頻都有一個起始和結(jié)束邊界，用于視頻流的生成。
[0040]在本發(fā)明的上述實施例中，基于自動門限算法對原始視頻進(jìn)行預(yù)處理得到第一視頻可以包括:按照微分逼近算法將原始視頻沿雷達(dá)掃描的徑向劃分為多個單元；對多個單元中的每個單元設(shè)置獨立的門限；使用獨立的門限對每個單元進(jìn)行掃描得到對應(yīng)每個單元的第二視頻；按照當(dāng)前脈沖和天線參數(shù)確定第二視頻中的點跡的尺寸得到第一視頻。
[0041]在上述實施例中，基于自動門限算法對原始視頻進(jìn)行預(yù)處理得到第一視頻，可以采用125MHz的采樣率及14位解析度，基于系統(tǒng)噪聲統(tǒng)計和環(huán)境目標(biāo)行為選擇，采集雷達(dá)接收機的同步觸發(fā)、天線方位、天線重置、視步信號。與常規(guī)雷達(dá)采樣率(60~80MHz)相比，信息獲取更完整、精確，可以更加準(zhǔn)確地探測到小目標(biāo)。
[0042]其中，第一視頻的視頻數(shù)據(jù)分辨率可以在I到8位之間設(shè)置，視頻跟蹤處理器RadPro把天線周掃劃分為16個控制位，如果在某個1/16周掃內(nèi)沒有原始視頻，RadPro將發(fā)送帶有下一個預(yù)測控制位的無視頻信息，保證狀態(tài)的同步并確認(rèn)雷達(dá)的狀態(tài)。
[0043]在本發(fā)明的上述實施例中，可以使用同步(觸發(fā))信號的偏移將掃描按照距離進(jìn)行對齊。具體地，原始視頻將按如下步驟進(jìn)行處理得到第一視頻:
[0044]視頻處理器把每個掃描分成高于和低于門限兩部分，然后按照預(yù)設(shè)掃描模式進(jìn)行掃描，其中，預(yù)設(shè)掃描模式包括:非相關(guān)模式R(i) =S(i)、兩個掃描相關(guān)模式R(i) =S(i)與S(1-l)、三個掃描相關(guān)模式R(i) = S(i)與(S(1-l)或S(i+1))或三個掃描高度相關(guān)模式R(i) =S(i)與S(1-l)與S(i+1)，默認(rèn)情況下，預(yù)設(shè)掃描模式可以為三個掃描相關(guān)模式。
[0045]在對原始視頻進(jìn)行掃描，創(chuàng)建點跡前，用當(dāng)前使用的脈沖長度和幾個連續(xù)的采樣進(jìn)行對比，不一致的采樣可以用作增益的自動控制。對原始視頻進(jìn)行掃描得到第二視頻，使用脈沖和天線的參數(shù)來確定第二視頻中的點跡的尺寸得到第一視頻。
[0046]其中，上述實施例中的自動門限計算基于微分逼近方法。具體地，在整個雷達(dá)覆蓋范圍的徑向上劃分為很多個小單元，為每個單元設(shè)置獨立的門限，RadPro處理每個掃描的“起始-結(jié)束”矩陣并保存每個單元的信息，每個單元的信息包括:太小的點跡、太大的點跡、被跟蹤處理器拒絕的點跡、以及無視頻的信息。RadPiO每個周掃更新一次所有單元的門限值并建立一個新的平滑的門限坐標(biāo)曲線，具體地，當(dāng)RadPiO與跟蹤處理器連通時，自動門限才可以使用，如果達(dá)到飽和狀態(tài)，跟蹤處理器將發(fā)送預(yù)設(shè)門限信息給RadPiO，RadPiO將提高所有單元的門限值。
[0047]需要進(jìn)一步說明的是，自動門限計算只在非屏蔽區(qū)域起作用，RadPiO在非屏蔽區(qū)域計算統(tǒng)計值用作后續(xù)的門限處理。
[0048]RadPix)在非屏蔽區(qū)域計算統(tǒng)計包括掃描的平均電平和平均噪聲，其中，平均噪聲是恒定的參數(shù)，不受天氣影響，受距離的輕微影響。
[0049]根據(jù)本發(fā)明的上述實施例，視頻跟蹤處理器還可以精確地得到雷達(dá)天線與真北方向的偏移值。具體地，RadPro使用無符號雙字以得到最大分辨率的天線方位偏移值，在這種情況下，每一個周掃被分成65536份。如果多于一個的掃描來自于同一個天線脈沖，RadPro將基于Np/Na的值來預(yù)判 天線的位置。其中，Np -每個周掃的掃描數(shù)，Na -每個周掃的天線脈沖的出廠預(yù)設(shè)值。
[0050]上述實施例中的方位計數(shù)器用來檢測天線方位脈沖的遞增。例如，如果方位計數(shù)器中記的數(shù)是遞減，則RadPiO將生成錯誤信息。
[0051]具體地，RadPix)通過對雷達(dá)下行數(shù)據(jù)的檢查可以診斷如下問題:超時，無視頻信號；掃描數(shù)不遞增，掃描計數(shù)器錯誤；天線方位脈沖不遞增，天線方位脈沖記數(shù)器錯誤；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)錯誤，雷達(dá)下行數(shù)據(jù)錯誤；天線方位脈沖計數(shù)器溢出。
[0052]RadPro也會計算其它的統(tǒng)計信息，如掃描數(shù)、天線方位脈沖數(shù)、周掃時間和數(shù)據(jù)流等。所有統(tǒng)計信息將發(fā)送到系統(tǒng)管理員模塊。
[0053]在本發(fā)明的上述實施例中，對第一視頻進(jìn)行標(biāo)繪跟蹤得到小目標(biāo)可以包括:使用檢測前跟蹤TBD算法依據(jù)第一視頻創(chuàng)建回波圖像；使用回波圖像對候選目標(biāo)進(jìn)行跟蹤處理確定候選目標(biāo)的運動參數(shù)；按照目標(biāo)質(zhì)量和運動參數(shù)得到小目標(biāo)，其中，目標(biāo)質(zhì)量為在候選目標(biāo)出現(xiàn)的整個時間內(nèi)，被確認(rèn)的掃描數(shù)和總掃描數(shù)之間的關(guān)系數(shù)據(jù)。
[0054]上述實施例中，基于微分逼近的方法，將原始視頻在掃描的徑向上細(xì)分為若干單元，每個單元都會自動設(shè)置獨立門限，門限的取值范圍從O到16383，此門限會根據(jù)實時情況自動調(diào)整，沒有固定標(biāo)準(zhǔn)的最佳取值，在此基礎(chǔ)上采用優(yōu)化的TBD算法，從而能夠提取雜波信號以下的目標(biāo)。
[0055]在上述實施例中，自動門限算法可以是按照海域的屬性數(shù)據(jù)將雷達(dá)掃描的范圍劃分為不同的單元，然后按照屬性數(shù)據(jù)讀取對應(yīng)的獨立的門限。
[0056]具體地，視頻跟蹤處理器使用若干個天線掃描第一視頻進(jìn)行目標(biāo)檢測，掃描的數(shù)量取決于目標(biāo)視頻的回波質(zhì)量，掃描數(shù)越多，產(chǎn)生假目標(biāo)的概率就越小。例如，如果單次掃描的假目標(biāo)概率是0.1，兩次掃描的假目標(biāo)概率就是0.01 (概算)，三次掃描大約是0.001等等。跟蹤處理器使用目標(biāo)質(zhì)量來減少環(huán)境對假目標(biāo)檢測的影響，具體地，視頻跟蹤處理器不是根據(jù)一個預(yù)先設(shè)定的時間或掃描數(shù)來檢測目標(biāo)，而是根據(jù)目標(biāo)的質(zhì)量是否滿足檢測規(guī)則來確認(rèn)小目標(biāo)。
[0057]在本發(fā)明的上述實施例中，跟蹤處理器把每個雷達(dá)的回波圖像作為候選目標(biāo)存儲下來，由于視頻門限低于雜波，正常情況下每個周掃將產(chǎn)生數(shù)千個回波，接下來跟蹤處理器準(zhǔn)備等待下次周掃來確認(rèn)候選目標(biāo)。當(dāng)候選目標(biāo)的累計質(zhì)量達(dá)到預(yù)設(shè)的質(zhì)量要求后，跟蹤處理器會把候選目標(biāo)轉(zhuǎn)化為真實目標(biāo)(即上述實施例中的小目標(biāo))。
[0058]其中，目標(biāo)的質(zhì)量是影響目標(biāo)檢測的因素之一，目標(biāo)質(zhì)量也是目標(biāo)的丟失原因，目標(biāo)質(zhì)量與在檢測期間整個周掃數(shù)中已經(jīng)確認(rèn)的周掃數(shù)密切相關(guān)，目標(biāo)質(zhì)量根據(jù)目標(biāo)檢測概率進(jìn)行分類。在上述實施例中，跟蹤處理器使用檢測和丟失概率作為檢測系統(tǒng)指標(biāo)。
[0059]在上述實施例中，跟蹤處理器通過海雜波檢測和雜波區(qū)域內(nèi)跟蹤參數(shù)的調(diào)整對第一視頻中進(jìn)行雜波中的目標(biāo)檢測和跟蹤。跟蹤處理器通過“非目標(biāo)(假)數(shù)”來檢測海雜波區(qū)域，每個區(qū)域中的“非目標(biāo)(假)數(shù)”反映了海雜波的劇烈程度；跟蹤處理器使用特殊的過濾器對第一視頻進(jìn)行處理，特殊的過濾器如掃描間關(guān)聯(lián)和單掃描內(nèi)的采樣間關(guān)聯(lián)。采用該方法，可以在目標(biāo)回波水平極為接近雨雜波平均水平的情況下也可以檢測到小目標(biāo)。
[0060]根據(jù)本發(fā)明的上述實施例，采用自適應(yīng)門限算法，可以精確分辨雨區(qū)并局部提升門限。自適應(yīng)門限自動檢測雨區(qū)，并將門限提升到雨雜波平均水平。與上面提到原始信號相互配全，就可以在雨區(qū)中提取到目標(biāo)回波。
[0061]根據(jù)本發(fā)明的上述實施例，使用檢測前跟蹤TBD算法根據(jù)第一視頻中創(chuàng)建回波圖像可以包括:將按照距離聯(lián)合起來的一個或多個第一視頻進(jìn)行組合得到第一標(biāo)繪；對第一標(biāo)繪添加時間戳得到第二標(biāo)繪；依據(jù)雷達(dá)掃描的徑向、地理參數(shù)在第二標(biāo)繪的基礎(chǔ)上創(chuàng)建回波圖像，其中，地理參數(shù)包括:掃描的地理位置、區(qū)域、輪廓、強度和形狀中的至少一個參數(shù)。
[0062]具體地，將按照距離聯(lián)合起來的一個或多個第一視頻進(jìn)行組合得到第一標(biāo)繪包括:在連續(xù)掃描中產(chǎn)生的第一視頻在距離上相交產(chǎn)生的相交數(shù)據(jù)；依據(jù)相交數(shù)據(jù)中的方位角和距離寬度、厚度和幅度創(chuàng)建第一標(biāo)繪。
[0063]使用第一指令PLOT創(chuàng)建標(biāo)繪。具體地，跟蹤處理器RadPiO根據(jù)距離分類創(chuàng)建標(biāo)繪列表，并將接收到的第一視頻與標(biāo)繪列表進(jìn)行對比并執(zhí)行如下操作的其中之一:按距離順序，在標(biāo)繪列表中插入新的標(biāo)繪；完成并處理標(biāo)繪；擴展標(biāo)繪列表中已存在的標(biāo)繪；合并兩個標(biāo)繪。
[0064]使用一個或多個第二指令ECHO收集標(biāo)繪參數(shù)創(chuàng)建目標(biāo)(已跟蹤)過程中的臨時數(shù)據(jù)。其中，第二指令包含跟蹤參數(shù)，如大小、輪廓、方位和距離等。每個第二指令ECHO將與預(yù)設(shè)跟蹤法則進(jìn)行比較，如果不符合預(yù)設(shè)跟蹤法則，該第二指令對應(yīng)的回波將被RadPro剔除。在剔除不符合預(yù)設(shè)跟蹤法則的第二指令之后，將獲取到的符合預(yù)設(shè)跟蹤法則的第二指令對應(yīng)的回波與目標(biāo)表進(jìn)行對比，并向目標(biāo)表里插入新的候選目標(biāo)或指派到已經(jīng)存的候選目標(biāo)。在掃描充分完成后，確認(rèn)另一個第二指令ECHO不會指派給同一個目標(biāo)時，當(dāng)前的候選目標(biāo)才會被接受。在掃描過程中，沒有收到新的第二指令ECHO對應(yīng)的候選目標(biāo)將被標(biāo)記為預(yù)測目標(biāo)。
[0065]在上述實施例中，標(biāo)繪由按照距離聯(lián)合起來的若干個視頻塊組成，其中標(biāo)繪可能并不是純色塊，中間會出現(xiàn)小洞。標(biāo)繪創(chuàng)建的主要法則是連續(xù)掃描中視頻塊在距離上的相交。RadPix)可以根據(jù)方位角和距離寬度、厚度和幅度等參數(shù)的計算結(jié)果來創(chuàng)建標(biāo)繪，同時考慮一些受限制因素，比如圓弧。
[0066]在標(biāo)繪建立完成并添加時間戳后，RadPro將根據(jù)徑向和地理位置、區(qū)域、輪廓、強度和形狀等參數(shù)的設(shè)置進(jìn)行回波圖像的創(chuàng)建。
[0067]根據(jù)本發(fā)明的上述實施例，預(yù)設(shè)跟蹤法則可以包括下述的準(zhǔn)則中的至少一個:回波太小，回波的大小與波束寬和脈沖長不符，不能產(chǎn)生目標(biāo)反射；回波太大，來自于陸地的回波信號可能比任何合理的目標(biāo)都要大很多；回波被切分成許多部分；回波的重疊度與聯(lián)合在一起的標(biāo)繪的數(shù)量成正比。來自陸地的回波通常是不穩(wěn)定的，還有很多的洞，RadPiO使用回波的重疊度作為判斷陸地回波的準(zhǔn)則。
[0068]上述實施例中的，第二指令對應(yīng)的回波與目標(biāo)表進(jìn)行對比可以包括:每個新的回波都與目標(biāo)列表(即上述實施例中的目標(biāo)表)中的回波對比如下參數(shù):輪廓和目標(biāo)的交叉點、以及位置的閉合差。如果新的回波與目標(biāo)列表中的回波至少有一個上述的參數(shù)相同，則RadPro會繼續(xù)檢查更多的參數(shù):區(qū)域、強度、質(zhì)量、以及航跡。
[0069]具體地，上述的參數(shù)的對比結(jié)果以O(shè)和I的形式作為一致性概率的判斷，最后生成一個比較結(jié)果序列，比較結(jié)果序列中與預(yù)設(shè)數(shù)值相似度最高(即最可能的回波)將指派給這個候選目標(biāo)用作后續(xù)的跟蹤。
[0070]在上述指派的過程中，可能存在兩個回波指派給同一個候選目標(biāo)的情況?？梢詫⒁炎鲗Ρ鹊膮?shù)中比率最大的那個回波指派給候選目標(biāo)；或者，將回波合并。
[0071 ] 根據(jù)本發(fā)明的上述實施例，在獲取到候選目標(biāo)之后，進(jìn)行移動參數(shù)計算。在將候選目標(biāo)發(fā)送到客戶端的同時，開始對候選目標(biāo)的跟蹤。具體地，以雷達(dá)位置為中心的XY坐標(biāo)系上計算平滑的候選目標(biāo)的圓弧軌跡。
[0072]在上述的跟蹤過程中，如果在一段時間內(nèi)沒有確認(rèn)目標(biāo)的時候，則確認(rèn)目標(biāo)丟失。
[0073]其中，目標(biāo)的質(zhì)量取自在目標(biāo)出現(xiàn)的整個時間內(nèi)，被確認(rèn)的掃描數(shù)和總掃描數(shù)之間關(guān)系。目標(biāo)的歷史記錄最大約200次掃描。如果目標(biāo)質(zhì)量低于標(biāo)準(zhǔn)，目標(biāo)將被標(biāo)記為丟失。用這種長時間和高質(zhì)量的歷史統(tǒng)計方法，目標(biāo)被跟蹤的機率會大大提升。
[0074]需要說明的是，在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計算機可執(zhí)行指令的計算機系統(tǒng)中執(zhí)行，并且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。
[0075]從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明實現(xiàn)了如下技術(shù)效果:
[0076]通過本發(fā)明，基于自動門限算法對原始視頻進(jìn)行預(yù)處理得到第一視頻，然后對第一視頻進(jìn)行標(biāo)繪跟蹤以檢測得到小目標(biāo)，解決了相關(guān)技術(shù)中小目標(biāo)的檢測設(shè)備能力低，檢測準(zhǔn)確度低的問題，基于自動門限算法可以根據(jù)實際情況自適應(yīng)實時調(diào)整獲取第一視頻的門限，提取雜波信號以下的目標(biāo)，能夠準(zhǔn)確、及時地發(fā)現(xiàn)海面小目標(biāo)，減少事故發(fā)生幾率，提高了探測系統(tǒng)的靈敏度和精確度。
[0077]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可以用通用的計算裝置來實現(xiàn)，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實現(xiàn)，從而，可以將它們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。
[0078]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種目標(biāo)的探測方法，其特征在于，包括: 獲取雷達(dá)的原始視頻； 基于自動門限算法對所述原始視頻進(jìn)行預(yù)處理得到第一視頻； 對所述第一視頻進(jìn)行標(biāo)繪跟蹤得到小目標(biāo)，其中，所述小目標(biāo)為雷達(dá)反射截面不小于0.1m2且物標(biāo)高度不小于Im的目標(biāo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測方法，其特征在于，基于自動門限算法對所述原始視頻進(jìn)行預(yù)處理得到第一視頻包括: 按照微分逼近算法將所述原始視頻沿雷達(dá)掃描的徑向劃分為多個單元； 對所述多個單元中的每個單元設(shè)置獨立的門限； 使用所述獨立的門限對所述每個單元進(jìn)行掃描得到對應(yīng)所述每個單元的第二視頻； 按照當(dāng)前脈沖和天線參數(shù)確定所述第二視頻中的點跡的尺寸得到所述第一視頻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測方法，其特征在于，對所述第一視頻進(jìn)行標(biāo)繪跟蹤得到小目標(biāo)包括: 使用檢測前跟蹤TBD算法依據(jù)所述第一視頻創(chuàng)建回波圖像； 使用所述回波圖像對候選目標(biāo)進(jìn)行跟蹤處理確定所述候選目標(biāo)的運動參數(shù)； 按照目標(biāo)質(zhì)量和所述運動參數(shù)得到所述小目標(biāo)，其中，所述目標(biāo)質(zhì)量為在所述候選目標(biāo)出現(xiàn)的整個時間內(nèi)，被確認(rèn)的掃描數(shù)和總掃描數(shù)之間的關(guān)系數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的探測方法，其特征在于，使用檢測前跟蹤TBD算法根據(jù)所述第一視頻中創(chuàng)建回波圖像包括: 將按照距離聯(lián)合起來的一個或多個所述第一視頻進(jìn)行組合得到第一標(biāo)繪； 對所述第一標(biāo)繪添加時間戳得到第二標(biāo)繪； 依據(jù)所述雷達(dá)掃描的徑向、地理參數(shù)在第二標(biāo)繪的基礎(chǔ)上創(chuàng)建所述回波圖像，其中，地理參數(shù)包括:所述掃描的地理位置、區(qū)域、輪廓、強度和形狀中的至少一個參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的探測方法，其特征在于，將按照距離聯(lián)合起來的一個或多個所述第一視頻進(jìn)行組合得到第一標(biāo)繪包括: 在連續(xù)掃描中產(chǎn)生的所述第一視頻在距離上相交產(chǎn)生的相交數(shù)據(jù)； 依據(jù)所述相交數(shù)據(jù)中的方位角和距離寬度、厚度和幅度創(chuàng)建所述第一標(biāo)繪。
6.一種目標(biāo)的探測裝置，其特征在于，包括: 獲取模塊，用于獲取雷達(dá)的原始視頻； 第一處理模塊，用于基于自動門限算法對所述原始視頻進(jìn)行預(yù)處理得到第一視頻； 第二處理模塊，用于對所述第一視頻進(jìn)行標(biāo)繪跟蹤得到小目標(biāo)，其中，所述小目標(biāo)為雷達(dá)散射截面不小于0.1m2且物標(biāo)高度不小于Im的目標(biāo)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的探測裝置，其特征在于，所述第一處理模塊包括: 劃分模塊，用于按照微分逼近算法將所述原始視頻沿雷達(dá)掃描的徑向劃分為多個單元; 第一確定模塊，用于對所述多個單元中的每個單元設(shè)置獨立的門限； 掃描模塊，用于使用所述獨立的門限對所述每個單元進(jìn)行掃描得到對應(yīng)所述每個單元的第二視頻； 第二確定模塊，用于按照當(dāng)前脈沖和天線參數(shù)確定所述第二視頻中的點跡的尺寸得到所述第一視頻。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的探測裝置，其特征在于，所述第二處理模塊包括: 創(chuàng)建模塊，用于使用檢測前跟蹤TBD算法依據(jù)所述第一視頻創(chuàng)建回波圖像； 第三確定模塊，用于使用所述回波圖像對候選目標(biāo)進(jìn)行跟蹤處理確定所述候選目標(biāo)的運動參數(shù)； 處理子模塊，用于按照目標(biāo)質(zhì)量和所述運動參數(shù)得到所述小目標(biāo)，其中，所述目標(biāo)質(zhì)量為在所述候選目標(biāo)出現(xiàn)的整個時間內(nèi)，被確認(rèn)的掃描數(shù)和總掃描數(shù)之間的關(guān)系數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的探測裝置，其特征在于，所述創(chuàng)建模塊包括: 組合模塊，用于將按照距離聯(lián)合起來的一個或多個所述第一視頻進(jìn)行組合得到第一標(biāo)繪； 添加模塊，用于對所述第一標(biāo)繪添加時間戳得到第二標(biāo)繪； 第一創(chuàng)建子模塊，用于依據(jù)所述雷達(dá)掃描的徑向、地理參數(shù)在第二標(biāo)繪的基礎(chǔ)上創(chuàng)建所述回波圖像，其中，地理參數(shù)包括:所述掃描的地理位置、區(qū)域、輪廓、強度和形狀中的至少一個參數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的探測裝置，其特征在于，所述組合模塊包括: 第四確定子模塊，用于在連續(xù)掃描中產(chǎn)生的所述第一視頻在距離上相交產(chǎn)生的相交數(shù)據(jù)； 第二創(chuàng)建子模塊，用于依據(jù)所述相交數(shù)據(jù)中的方位角和距離寬度、厚度和幅度創(chuàng)建所述第一標(biāo)繪。
【文檔編號】G01S7/41GK103995257SQ201410231688
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月28日
【發(fā)明者】邱實 申請人:北京海蘭盈華科技有限公司