MIMO雷达目标检测方法及装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010213389.3 (22)申请日 2020.03.24 (71)申请人 中国人民解放军海军航空大学 地址 264001 山东省烟台市芝罘区二马路 188号 (72)发明人 黄勇陈小龙薛永华宋伟健 张海张林关键何友 (74)专利代理机构 北京路浩知识产权代理有限 公司 11002 代理人 张秀程 (51)Int.Cl. G01S 7/292(2006.01) G01S 7/41(2006.01) (54)发明名称 MIMO雷达目标检测方法及装置 (57)摘要 本发明实施。

2、例提供一种MIMO雷达目标检测 方法及装置， 其中方法包括接收雷达回波信号， 对雷达回波信号在一个波束内的每个脉冲， 沿距 离维进行采样后进行脉冲间非相参积累， 获得包 络数据矢量； 确定包络数据矢量的疑似目标回 波， 并根据疑似目标回波左右两侧预设距离的采 样点确定计算局部均值的规则， 根据规则计算疑 似目标回波的局部均值； 根据计算局部均值的规 则以及疑似目标回波的局部均值计算疑似目标 回波的局部标准差； 根据局部均值和局部标准差 确定检测门限矢量， 对包络数据矢量进行逐元素 的过门限检测， 输出最终的检测结果。 本发明实 施例在复杂非均匀环境下的适应能力强， 具有良 好的易操作性。 权利。

3、要求书3页 说明书13页 附图2页 CN 111398911 A 2020.07.10 CN 111398911 A 1.一种MIMO雷达目标检测方法， 其特征在于， 包括： 接收雷达回波信号， 对所述雷达回波信号在一个波束内的每个脉冲， 沿距离维进行采 样后进行脉冲间非相参积累， 获得包络数据矢量； 确定所述包络数据矢量的疑似目标回波， 并根据所述疑似目标回波左右两侧预设距离 的采样点确定计算局部均值的规则， 根据所述规则计算所述疑似目标回波的局部均值； 根据所述计算局部均值的规则以及疑似目标回波的局部均值计算所述疑似目标回波 的局部标准差； 根据所述局部均值和局部标准差确定检测门限矢量， 。

4、对所述包络数据矢量进行逐元素 的过门限检测， 输出最终的检测结果； 其中， 每个所述疑似目标回波中的有且仅有一个极大值， 且所述疑似目标回波的左、 右 两端分别为与所述极大值最近的一个极小值。 2.根据权利要求1所述的MIMO雷达目标检测方法， 其特征在于， 所述根据所述疑似目标 回波左右两侧预设距离的采样点确定计算局部均值的规则， 具体为： 根据所述疑似目标回波中包含的极大值和左、 右两个极小值， 分别确定所述疑似目标 回波的左、 右删除门限； 根据所述疑似目标回波的左删除门限剔除所述疑似目标回波左侧预设距离的采样点 中的异常点， 并计算剔除异常点后的所述左侧预设距离的采样点中的左均值； 根。

5、据所述疑 似目标回波的右删除门限剔除所述疑似目标回波右侧预设距离的采样点中的异常点， 并计 算剔除异常点后的所述右侧预设距离的采样点中的右均值； 根据所述左均值和右均值确定计算所述疑似目标回波的局部均值的规则。 3.根据权利要求2所述的MIMO雷达目标检测方法， 其特征在于， 所述根据所述左均值和 右均值确定计算所述疑似目标回波的局部均值的规则， 具体为： 若左均值与右均值相差不大于预设阈值， 则以规则一计算所述疑似目标回波的局部均 值； 若左均值与右均值相差大于预设阈值， 且左极小值与右极小值均接近左均值， 则以规 则二计算所述疑似目标回波的局部均值； 若左均值与右均值相差大于预设阈值， 且。

6、左极小值与右极小值均接近右均值， 则以规 则三计算所述疑似目标回波的局部均值； 若左均值与右均值相差大于预设阈值、 左极小值接近左均值且右极小值接近右均值， 则以规则四计算所述疑似目标回波的局部均值； 其中， 所述规则一为： 将左均值和右均值的平均值作为所述疑似目标回波的局部均值； 所述规则二为： 将左均值作为所述疑似目标回波的局部均值； 所述规则三为： 将右均值作为所述疑似目标回波的局部均值； 所述规则四为： 将左均值和右均值中的较大值作为所述疑似目标回波的局部均值。 4.根据权利要求2所述的MIMO雷达目标检测方法， 其特征在于， 所述根据所述疑似目标 回波的左删除门限剔除所述疑似目标回波。

7、左侧预设距离的采样点中的异常点， 具体为： 对于所述疑似目标回波左侧预设距离的任意一个采样点， 若所述采样点大于所述左删 除门限， 则删除所述采样点； 若所述采样点所在的疑似目标回波的极大值点不小于所述疑 似目标回波的极大值点， 则删除所述采样点； 权利要求书 1/3 页 2 CN 111398911 A 2 所述根据所述疑似目标回波的右删除门限剔除所述疑似目标回波右侧预设距离的采 样点中的异常点， 具体为： 对于所述疑似目标回波右侧预设距离的任意一个采样点， 若所述采样点大于所述右删 除门限， 则删除所述采样点； 若所述采样点所在的疑似目标回波的极大值点不小于所述疑 似目标回波的极大值点， 。

8、则删除所述采样点。 5.根据权利要求2所述的MIMO雷达目标检测方法， 其特征在于， 所述计算剔除异常点后 的所述左侧预设距离的采样点中的左均值， 具体为： 若剔除异常点后的所述左侧预设距离的采样点的个数不小于剔除异常点前的所述左 侧预设距离的采样点的个数的预设比例， 则将剔除异常点后的所述左侧预设距离的采样点 的均值， 作为所述左均值； 若剔除异常点后的所述左侧预设距离的采样点的个数小于剔除异常点前的所述左侧 预设距离的采样点的个数的预设比例， 则将所述疑似目标回波的左删除门限作为所述左均 值； 相应地， 所述计算剔除异常点后的所述右侧预设距离的采样点中的右均值， 具体为： 若剔除异常点后的。

9、所述右侧预设距离的采样点的个数不小于剔除异常点前的所述右 侧预设距离的采样点的个数的预设比例， 则将剔除异常点后的所述右侧预设距离的采样点 的均值， 作为所述右均值； 若剔除异常点后的所述右侧预设距离的采样点的个数小于剔除异常点前的所述右侧 预设距离的采样点的个数的预设比例， 则将所述疑似目标回波的右删除门限作为所述右均 值。 6.根据权利要求1所述的MIMO雷达目标检测方法， 其特征在于， 所述根据所述计算局部 均值的规则以及疑似目标回波的局部均值计算所述疑似目标回波的局部标准差， 具体为： 计算每个样本点对应的初级检测门限矢量， 根据所述初级检测门限矢量， 分别对所述 疑似目标回波左、 右。

10、两侧预设距离的采样点进行异常点剔除； 根据疑似目标回波的局部均值， 计算剔除异常点后的左侧预设距离的采样点的左标准 差和剔除异常点后的右侧预设距离的采样点的右标准差； 根据计算局部均值的规则， 以及所述左标准差和右标准差， 计算所述疑似目标回波的 局部标准差。 7.根据权利要求1所述的MIMO雷达目标检测方法， 其特征在于， 所述根据所述局部均值 和局部标准差确定检测门限矢量， 具体根据以下公式确定检测门限矢量 ： 其中， v表示局部均值矢量， 包括所有疑似目标回波的局部均值； 表示局部标准差矢 量， 包括所有疑似目标回波的局部标准差， 表示预设的门限因子； 相应地， 对所述包络数据矢量进行逐。

11、元素的过门限检测， 输出最终的检测结果， 具体 为： 对于包络数据矢量中任意一个采样点， 若所述采样点的值不小于对应距离的检测门 限， 则将所述采样点对应距离的检测门限作为所述采样点的检测结果； 若所述采样点的值小于对应距离的检测门限， 则将零作为所述采样点的检测结果。 8.一种MIMO雷达目标检测装置， 其特征在于， 包括： 权利要求书 2/3 页 3 CN 111398911 A 3 非相参积累模块， 用于接收雷达回波信号， 对所述雷达回波信号在一个波束内的每个 脉冲， 沿距离维进行采样后进行脉冲间非相参积累， 获得包络数据矢量； 局部均值计算模块， 用于确定所述包络数据矢量的疑似目标回波。

12、， 并根据所述疑似目 标回波左右两侧预设距离的采样点确定计算局部均值的规则， 根据所述规则计算所述疑似 目标回波的局部均值； 局部标准差计算模块， 用于根据所述计算局部均值的规则以及疑似目标回波的局部均 值计算所述疑似目标回波的局部标准差； 门限检测模块， 用于根据所述局部均值和局部标准差确定检测门限矢量， 对所述包络 数据矢量进行逐元素的过门限检测， 输出最终的检测结果； 其中， 每个所述疑似目标回波中的有且仅有一个极大值， 且所述疑似目标回波的左、 右 两端分别为与所述极大值最近的一个极小值。 9.一种电子设备， 包括存储器、 处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算 机程序， 其特。

13、征在于， 所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述MIMO雷 达目标检测方法的步骤。 10.一种非暂态计算机可读存储介质， 其特征在于， 所述非暂态计算机可读存储介质存 储计算机指令， 所述计算机指令使所述计算机执行如权利要求1至7中任意一项所述的MIMO 雷达目标检测方法。 权利要求书 3/3 页 4 CN 111398911 A 4 MIMO雷达目标检测方法及装置 技术领域 0001 本发明涉及雷达信号处理技术领域， 更具体地， 涉及MIMO雷达目标检测方法及装 置。 背景技术 0002 在MIMO(multiple-in multiple-out， 多进多出)雷达较高距离分。

14、辨率(本发明实 施例不考虑距离扩展目标的情况)、 低擦地角、 高海情探测条件下， 海杂波的幅度分布特性 通常表现为对数正态分布、 韦布尔分布、 K分布等非高斯分布类型。 这些非高斯的幅度分布 类型通常包含两个或两个以上未知参数， 因此仅基于背景功率水平估计构建的恒虚警率 (CFAR： Constant False Alarm Rate)检测方法(例如均值类CFAR、 有序统计量类CFAR等)在 这类海杂波背景下难以获得良好的CFAR性能。 0003 目前， 除了K分布以外， 对数正态分布、 韦布尔分布等分布类型条件下的CFAR检测 器都已经被开发出来了， 但这些检测器在构建过程中通常会在参数估。

15、计方面面临如下两个 问题： 0004 1)可能会涉及二阶以上的矩运算 0005 高阶矩运算一方面会带来较大的计算复杂度， 这使得在雷达系统规定的毫秒级的 处理时间内难以完成一条距离线上动辄数千上万次的检测过程； 另一方面， 复杂多变的背 景环境也难以保证基于高阶矩运算的参数估计的精度， 反而导致检测器检测性能的不稳 定， 甚至会出现检测性能急剧恶化的现象。 0006 2)对实际复杂非均匀环境适应能力较低、 受局部区域特征影响较大等问题。 0007 传统CFAR方法在估计未知参数时总是基于背景类型的空间均匀性假设来获取足 够的独立同分布(IID， Independent and Identica。

16、l Distribution)样本。 例如工程中常用 的CA-CFAR(Cell Average-CFAR)方法是基于均匀的瑞利杂波背景假设， 相应的未知参数 (即检测单元背景功率水平)是利用邻近距离单元的样本均值来估计的； 适用于韦布尔杂波 背景的双参数最佳线性无偏估计也是基于均匀背景假设来估计其形状参数和尺度参数的； 而GO-CFAR(Greatest Of-CFAR)方法则是基于杂波边缘背景假设， 相应的未知参数(即检测 单元背景功率水平)是通过选择两侧邻近距离单元样本均值中的较大者来估计。 然而， 在实 际雷达工作环境中， 只有单一背景类型(背景类型分为三类： 均匀背景、 杂波边缘背景。

17、和多 目标环境)的情况是很难出现的， 更常见的是， 同时由海面、 岛屿、 陆地、 海尖峰、 其他目标、 强散射点距离旁瓣以及不同海情等形成的、 涵盖三类背景类型的复杂非均匀环境。 这种复 杂非均匀环境使得基于单一背景类型假设而设计的CFAR检测算法难以获得足够的IID样本 来进行背景功率水平估计。 通常的解决办法是， 设计复杂的样本单元删除逻辑、 CFAR算法选 择逻辑以及算法参数调整方案来适应实际的复杂非均匀环境。 但是这类解决办法大大增加 了算法的工程实现难度和可操作性， 在实际雷达装备中难以被完整的采用。 说明书 1/13 页 5 CN 111398911 A 5 发明内容 0008 本。

18、发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的MIMO雷达 目标检测方法及装置。 0009 第一个方面， 本发明实施例提供一种MIMO雷达目标检测方法， 包括： 0010 接收雷达回波信号， 对所述雷达回波信号在一个波束内的每个脉冲， 沿距离维进 行采样后进行脉冲间非相参积累， 获得包络数据矢量； 0011 确定所述包络数据矢量的疑似目标回波， 并根据所述疑似目标回波左右两侧预设 距离的采样点确定计算局部均值的规则， 根据所述规则计算所述疑似目标回波的局部均 值； 0012 根据所述计算局部均值的规则以及疑似目标回波的局部均值计算所述疑似目标 回波的局部标准差； 0013 根据所述。

19、局部均值和局部标准差确定检测门限矢量， 对所述包络数据矢量进行逐 元素的过门限检测， 输出最终的检测结果； 0014 其中， 每个所述疑似目标回波中的有且仅有一个极大值， 且所述疑似目标回波的 左、 右两端分别为与所述极大值最近的一个极小值。 0015 进一步地， 所述根据所述疑似目标回波左右两侧预设距离的采样点确定计算局部 均值的规则， 具体为： 0016 根据所述疑似目标回波中包含的极大值和左、 右两个极小值， 分别确定所述疑似 目标回波的左、 右删除门限； 0017 根据所述疑似目标回波的左删除门限剔除所述疑似目标回波左侧预设距离的采 样点中的异常点， 并计算剔除异常点后的所述左侧预设距。

20、离的采样点中的左均值； 根据所 述疑似目标回波的右删除门限剔除所述疑似目标回波右侧预设距离的采样点中的异常点， 并计算剔除异常点后的所述右侧预设距离的采样点中的右均值； 0018 根据所述左均值和右均值确定计算所述疑似目标回波的局部均值的规则。 0019 进一步地， 所述根据所述左均值和右均值确定计算所述疑似目标回波的局部均值 的规则， 具体为： 0020 若左均值与右均值相差不大于预设阈值， 则以规则一计算所述疑似目标回波的局 部均值； 0021 若左均值与右均值相差大于预设阈值， 且左极小值与右极小值均接近左均值， 则 以规则二计算所述疑似目标回波的局部均值； 0022 若左均值与右均值相。

21、差大于预设阈值， 且左极小值与右极小值均接近右均值， 则 以规则三计算所述疑似目标回波的局部均值； 0023 若左均值与右均值相差大于预设阈值、 左极小值接近左均值且右极小值接近右均 值， 则以规则四计算所述疑似目标回波的局部均值； 0024 其中， 所述规则一为： 将左均值和右均值的平均值作为所述疑似目标回波的局部 均值； 0025 所述规则二为： 将左均值作为所述疑似目标回波的局部均值； 0026 所述规则三为： 将右均值作为所述疑似目标回波的局部均值； 0027 所述规则四为： 将左均值和右均值中的较大值作为所述疑似目标回波的局部均 说明书 2/13 页 6 CN 111398911 A。

22、 6 值。 0028 进一步地， 所述根据所述疑似目标回波的左删除门限剔除所述疑似目标回波左侧 预设距离的采样点中的异常点， 具体为： 0029 对于所述疑似目标回波左侧预设距离的任意一个采样点， 若所述采样点大于所述 左删除门限， 则删除所述采样点； 若所述采样点所在的疑似目标回波的极大值点不小于所 述疑似目标回波的极大值点， 则删除所述采样点； 0030 所述根据所述疑似目标回波的右删除门限剔除所述疑似目标回波右侧预设距离 的采样点中的异常点， 具体为： 0031 对于所述疑似目标回波右侧预设距离的任意一个采样点， 若所述采样点大于所述 右删除门限， 则删除所述采样点； 若所述采样点所在的。

23、疑似目标回波的极大值点不小于所 述疑似目标回波的极大值点， 则删除所述采样点。 0032 进一步地， 所述计算剔除异常点后的所述左侧预设距离的采样点中的左均值， 具 体为： 0033 若剔除异常点后的所述左侧预设距离的采样点的个数不小于剔除异常点前的所 述左侧预设距离的采样点的个数的预设比例， 则将剔除异常点后的所述左侧预设距离的采 样点的均值， 作为所述左均值； 0034 若剔除异常点后的所述左侧预设距离的采样点的个数小于剔除异常点前的所述 左侧预设距离的采样点的个数的预设比例， 则将所述疑似目标回波的左删除门限作为所述 左均值； 0035 相应地， 所述计算剔除异常点后的所述右侧预设距离的。

24、采样点中的右均值， 具体 为： 0036 若剔除异常点后的所述右侧预设距离的采样点的个数不小于剔除异常点前的所 述右侧预设距离的采样点的个数的预设比例， 则将剔除异常点后的所述右侧预设距离的采 样点的均值， 作为所述右均值； 0037 若剔除异常点后的所述右侧预设距离的采样点的个数小于剔除异常点前的所述 右侧预设距离的采样点的个数的预设比例， 则将所述疑似目标回波的右删除门限作为所述 右均值。 0038 进一步地， 所述根据所述计算局部均值的规则以及疑似目标回波的局部均值计算 所述疑似目标回波的局部标准差， 具体为： 0039 计算每个样本点对应的初级检测门限矢量， 根据所述初级检测门限矢量，。

25、 分别对 所述疑似目标回波左、 右两侧预设距离的采样点进行异常点剔除； 0040 根据疑似目标回波的局部均值， 计算剔除异常点后的左侧预设距离的采样点的左 标准差和剔除异常点后的右侧预设距离的采样点的右标准差； 0041 根据计算局部均值的规则， 以及所述左标准差和右标准差， 计算所述疑似目标回 波的局部标准差。 0042 进一步地， 所述根据所述局部均值和局部标准差确定检测门限矢量， 具体根据以 下公式确定检测门限矢量 ： 0043 0044其中， v表示局部均值矢量， 包括所有疑似目标回波的局部均值； 表示局部标准 说明书 3/13 页 7 CN 111398911 A 7 差矢量， 包括。

26、所有疑似目标回波的局部标准差， 表示预设的门限因子； 0045 相应地， 对所述包络数据矢量进行逐元素的过门限检测， 输出最终的检测结果， 具 体为： 0046 对于包络数据矢量中任意一个采样点， 若所述采样点的值不小于对应距离的检测 门限， 则将所述采样点对应距离的检测门限作为所述采样点的检测结果； 0047 若所述采样点的值小于对应距离的检测门限， 则将零作为所述采样点的检测结 果。 0048 第二个方面， 本发明实施例提供一种MIMO雷达目标检测装置， 包括： 0049 非相参积累模块， 用于接收雷达回波信号， 对所述雷达回波信号在一个波束内的 每个脉冲， 沿距离维进行采样后进行脉冲间非。

27、相参积累， 获得包络数据矢量； 0050 局部均值计算模块， 用于确定所述包络数据矢量的疑似目标回波， 并根据所述疑 似目标回波左右两侧预设距离的采样点确定计算局部均值的规则， 根据所述规则计算所述 疑似目标回波的局部均值； 0051 局部标准差计算模块， 用于根据所述计算局部均值的规则以及疑似目标回波的局 部均值计算所述疑似目标回波的局部标准差； 0052 门限检测模块， 用于根据所述局部均值和局部标准差确定检测门限矢量， 对所述 包络数据矢量进行逐元素的过门限检测， 输出最终的检测结果； 0053 其中， 每个所述疑似目标回波中的有且仅有一个极大值， 且所述疑似目标回波的 左、 右两端分别。

28、为与所述极大值最近的一个极小值。 0054 第三方面， 本发明实施例提供一种电子设备， 包括存储器、 处理器及存储在存储器 上并可在处理器上运行的计算机程序， 所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所提供 的方法的步骤。 0055 第四方面， 本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质， 其上存储有计算 机程序， 该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所提供的方法的步骤。 0056 本发明实施例提供的MIMO雷达目标检测方法及装置， 在复杂非均匀环境下的适应 能力强， 在本发明实施例中， 局部均值和局部标准差的估计过程利用疑似目标回波的形状 特征进行异常点的剔除， 因此可较大程度的减轻多目。

29、标、 杂波边缘、 强散射点距离旁瓣、 海 尖峰、 陆地、 岛屿、 海情等因素导致的复杂非均匀环境对局部均值和局部标准差估计过程的 影响； 本发明实施例中需要设置的算法参数较少， 而且这些算法参数主要由雷达参数决定， 受背景环境的影响较小， 因此可事先设定， 从而使得本发明实施例具有良好的易操作性。 附图说明 0057 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图是本发 明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根 据这些附图获得其他的附图。 005。

30、8 图1为本发明实施例的MIMO雷达目标检测方法的流程示意图； 0059 图2为本发明实施例提供的MIMO雷达目标检测装置的结构示意图； 0060 图3为本发明实施例提供的电子设备的实体结构示意图。 说明书 4/13 页 8 CN 111398911 A 8 具体实施方式 0061 为使本发明实施例的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合本发明实施例 中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例是 本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员 在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发。

31、明保护的范围。 0062 为了解决现有技术的上述问题， 本发明实施例的发明构思为： 。 0063 图1为本发明实施例的MIMO雷达目标检测方法的流程示意图， 如图1所示， 包括： 0064 S101、 接收雷达回波信号， 对所述雷达回波信号在一个波束内的每个脉冲， 沿距离 维进行采样后进行脉冲间非相参积累， 获得包络数据矢量。 0065 具体地， 本发明实施例对每个脉冲的回波经混频、 放大、 解调、 包络检波后沿距离 维进行采样， 在观测距离范围内得到采样点数为M。 于是， 一个波束宽度内N个脉冲的回波经 上述处理后， 可得到NM维的包络数据矩阵X： 0066 0067 其中xn,m(n1,N。

32、， m1,M)表示一个波束内第n个脉冲的第m个距离采样点。 0068 对于MIMO雷达， 在每个距离采样点处， 采用多脉冲回波包络求和来实现一个波束 内的多脉冲非相参积累， 也将该波束的输出记为矢量zz1,zm,zM， 其中元素zm的 计算表达式如下： 0069 0070 经过脉冲间非相参积累后， 包络数据矩阵X被转化为包络数据矢量z。 0071 可选地， 本发明实施例还包括通过预先确定的平滑滤波器对所述包络数据矢量进 行滤波， 获得平滑后的包络数据矢量。 0072 可选地， 本发明实施例采用长度较短的平滑滤波器， 以保证在提高疑似目标回波 包络光滑性的同时不改变其形状趋势。 平滑滤波器的长度。

33、H设置为奇数， 其值由连续三个距 离分辨单元所包含的距离采样点数H0来确定， 若H0为奇数， 则HH0， 否则HH0-1。 平滑滤波 器的系数矢量记为b1,bH， 其计算式如下： 0073 0074 其中初值b1需事先设置， 满足条件b11/H。 典型值： H3， b10.3。 距离维平滑滤 波操作如下， 其输出的平滑后的包络数据矢量记为s： 0075 说明书 5/13 页 9 CN 111398911 A 9 0076 上式中， 元素sm是平滑后的包络数据矢量s中的第m个元素。 0077 可选地， 本发明实施例在进行平滑滤波后， 对所述平滑后的包络数据矢量中单边 深度为1的极小值进行删除和重。

34、新插值， 包括： 0078 遍历所述平滑后的包络数据矢量中的所有元素， 若当前遍历的元素为单边深度为 1的极小值， 则将当前遍历的元素替换为新的元素， 所述新的元素为所述当前遍历的元素 前、 后两个元素的平均值。 0079 具体地： 0080 S1、 建立新的包络数据矢量w， 且令ws， w中的第i个元素用wi表示， 1iM， 令m0 0； 0081 S2、 计算m0m0+1， 判断m0是否等于M， 若是， 则输出包络数据矢量w； 若否， 则执行 S3； 0082S3、 取出数据矢量s中的第m0个元素判断是否是极小值点且单边深度是否 为1； 若是， 则执行运算并更新包络数据矢量w中的第m0个元。

35、素若 否， 则执行S2。 0083 S102、 确定所述包络数据矢量的疑似目标回波， 并根据所述疑似目标回波左右两 侧预设距离的采样点确定计算局部均值的规则， 根据所述规则计算所述疑似目标回波的局 部均值。 0084 本发明实施例的每个所述疑似目标回波中的有且仅有一个极大值， 且所述疑似目 标回波的左、 右两端分别为与所述极大值最近的一个极小值 0085 对包络数据矢量， 从近距离(左)往远距离(右)， 按照如下具体操作步骤， 依次估计 每个疑似目标回波的局部均值。 根据疑似目标回波的定义， 在包络数据矢量上标记出所有 的疑似目标回波， 其中每个疑似目标回波均包含从 “左极小值点” 到 “极大。

36、值点” 再到 “右极 小值点” 的这一段距离采样点， 也即每个所述疑似目标回波中的有且仅有一个极大值， 且所 述疑似目标回波的两端分别为与所述极大值最近的一个极小值。 可以理解的是， 当该采样 点均小于其左右相邻的采集点， 则该采集点为极小值点， 当该采样点均大于其左右相邻的 采集点， 则该采集点为极大值点。 0086 下面以第i个疑似目标回波为例， 阐述计算局部均值的步骤。 第i个疑似目标回波 所包含的从 “左极小值点” 到 “极大值点” 再到 “右极小值点” 的这一段距离采样点记为Ti wm-p,wm,wm+q， 其中下标m、 m-p、 m+q分别表示第i个疑似目标回波中的极大值点的距 离。

37、编号、 左极小值点的距离编号、 右极小值点的距离编号。 0087 本发明实施例在确定疑似目标回波后， 并不是直接基于疑似目标回波内的所有采 样点计算出均值(即局部均值)， 而是根据疑似目标回波左右两侧预设距离的采样点先确定 计算局部矩阵的规则， 再根据确的规则计算局部均值。 可较大程度的减轻多目标、 杂波边 缘、 强散射点距离旁瓣、 海尖峰、 陆地、 岛屿、 海情等因素导致的复杂非均匀环境对局部均值 估计过程的影响。 0088 S103、 根据所述计算局部均值的规则以及疑似目标回波的局部均值计算所述疑似 目标回波的局部标准差。 0089 本发明实施例在计算局部标准差的过程中， 还进一步考虑了计。

38、算局部均值的规 说明书 6/13 页 10 CN 111398911 A 10 则， 实现了自适应的局部标准差计算以及恒虚警率的检测， 通过步骤S102和S103的处理， 本 发明实施例剔除了异常点对局部均值估计和局部标准差估计的影响。 0090 S104、 根据所述局部均值和局部标准差确定检测门限矢量， 对所述包络数据矢量 进行逐元素的过门限检测， 输出最终的检测结果； 0091 与传统CFAR检测方法相比， 本发明实施例的有益效果在于： 0092 本发明实施例在复杂非均匀环境下的适应能力强， 在本发明实施例中， 局部均值 和局部标准差的估计过程利用疑似目标回波的形状特征进行异常点的剔除， 。

39、因此可较大程 度的减轻多目标、 杂波边缘、 强散射点距离旁瓣、 海尖峰、 陆地、 岛屿、 海情等因素导致的复 杂非均匀环境对局部均值和局部标准差估计过程的影响； 0093 本发明实施例具有易操作性， 本发明实施例中需要设置的算法参数较少， 而且这 些算法参数主要由雷达参数决定， 受背景环境的影响较小， 因此可事先设定， 从而使得本发 明实施例具有良好的易操作性； 0094 除此之外， 本发明实施例可工程实现， 本发明实施例所涉及的操作步骤中， 脉间积 累是常规操作； 距离维平滑滤波的滤波器系数可以事先确定； 局部均值和局部标准差估计 并非逐距离采样点进行， 而是以疑似目标回波为单位进行计算的，。

40、 故运算量并不大， 因此本 发明实施例的工程实现难度并不高。 0095 在上述各实施例的基础上， 作为一种可选实施例， 所述根据所述疑似目标回波左 右两侧预设距离的采样点确定计算局部均值的规则， 具体为： 0096 S201、 根据所述疑似目标回波中包含的极大值和左、 右两个极小值， 分别确定所述 疑似目标回波的左、 右删除门限。 0097 具体地， 根据以下公式计算第i个疑似目标回波的左删除门限El和右删除门限E： 0098 0099 从左极小值点往左提取N个采样点， 称为左参考距离单元数据， 对应包络数据矢量 w中的元素为wm-p-N,wm-p-1。 0100 S202、 根据所述疑似目标。

41、回波的左删除门限剔除所述疑似目标回波左侧预设距离 的采样点中的异常点， 并计算剔除异常点后的所述左侧预设距离的采样点中的左均值； 根 据所述疑似目标回波的右删除门限剔除所述疑似目标回波右侧预设距离的采样点中的异 常点， 并计算剔除异常点后的所述右侧预设距离的采样点中的右均值。 0101 具体地， 对于所述疑似目标回波左侧预设距离的任意一个采样点， 若所述采样点 大于所述左删除门限， 则删除所述采样点； 若所述采样点所在的疑似目标回波的极大值点 不小于所述疑似目标回波的极大值点， 则删除所述采样点； 0102 若剔除异常点后的所述左侧预设距离的采样点的个数不小于剔除异常点前的所 述左侧预设距离的。

42、采样点的个数的预设比例(例如为1/3)， 则将剔除异常点后的所述左侧 预设距离的采样点的均值， 作为所述左均值； 0103 若剔除异常点后的所述左侧预设距离的采样点的个数小于剔除异常点前的所述 左侧预设距离的采样点的个数的预设比例(例如为1/3)， 则将所述疑似目标回波的左删除 门限作为所述左均值。 0104 对于所述疑似目标回波右侧预设距离的任意一个采样点， 若所述采样点大于所述 说明书 7/13 页 11 CN 111398911 A 11 右删除门限， 则删除所述采样点； 若所述采样点所在的疑似目标回波的极大值点不小于所 述疑似目标回波的极大值点， 则删除所述采样点。 0105 若剔除异。

43、常点后的所述右侧预设距离的采样点的个数不小于剔除异常点前的所 述右侧预设距离的采样点的个数的预设比例(例如为1/3)， 则将剔除异常点后的所述右侧 预设距离的采样点的均值， 作为所述右均值； 0106 若剔除异常点后的所述右侧预设距离的采样点的个数小于剔除异常点前的所述 右侧预设距离的采样点的个数的预设比例(例如为1/3)， 则将所述疑似目标回波的右删除 门限作为所述右均值。 0107 下面以第i个疑似目标回波为例阐述具体的操作步骤。 第i个疑似目标回波所包含 的从 “左极小值点” 到 “极大值点” 再到 “右极小值点” 的这一段距离采样点记为Ti wm-p,wm,wm+q， 其中下标m、 m。

44、-p、 m+q分别表示第i个疑似目标回波中的极大值点的距 离编号、 左极小值点的距离编号、 右极小值点的距离编号。 0108 按下式计算第i个疑似目标回波的左删除门限El和右删除门限E， 0109 0110 从左极小值点往左提取N个距离采样点， 称为左参考距离单元数据， 对应包络数 据矢量w中的元素为wm-p-N,wm-p-1； 按如下规则剔除左参考距离单元中的异常点： 0111 1如果wkEl， km-p-N,m-p-1， 则剔除wk； 0112 2如果wkEl， km-p-N,m-p-1， 则观察wk所在的疑似目标回波的极大值点， 若该极大值点不小于第i个疑似目标回波的极大值点wm， 则剔。

45、除wk， 否则保留wk。 0113 左参考距离单元中剩余的样本点称为有效的左参考距离单元数据， 在w中记为 wz1,wzA， 元素数为A； 按如下规则计算左均值 0114 0115 从右极小值点往右提取N个距离采样点， 称为右参考距离单元数据， 对应包络数 据矢量w中的元素为wm+q+1,wm+q+N； 按如下规则剔除右参考距离单元中的异常点： 0116 1如果wkE， km+q+1,m+q+N， 则剔除wk； 0117 2如果wkE， km+q+1,m+q+N， 则观察wk所在的疑似目标回波的极大值点， 若该极大值点不小于第i个疑似目标回波的极大值点wm， 则剔除wk， 否则保留wk。 01。

46、18 右参考距离单元中剩余的样本点称为有效的右参考距离单元数据， 在w中记为 wy1,wyB， 元素数为B； 按如下规则计算右均值 0119 0120 S203、 根据所述左均值和右均值确定计算所述疑似目标回波的局部均值的规则。 0121 具体地， 本发明实施例根据左均值与右均值的大小， 判断目标是在均匀杂波区还 是在杂波边缘区， 进而给出当前疑似目标回波的局部均值。 说明书 8/13 页 12 CN 111398911 A 12 0122 若左均值与右均值相差不大于预设阈值(例如为5dB)， 则认为左右两边是均匀背 景， 以规则一计算所述疑似目标回波的局部均值； 0123 若左均值与右均值相。

47、差大于预设阈值(例如为5dB)， 则认为目标处在杂波边缘区， 若左极小值与右极小值均接近左均值， 则以规则二计算所述疑似目标回波的局部均值； 0124 若左均值与右均值相差大于预设阈值(例如为5dB)， 则认为目标处在杂波边缘区， 若左极小值与右极小值均接近右均值， 则以规则三计算所述疑似目标回波的局部均值； 0125 若左均值与右均值相差大于预设阈值(例如为5dB)， 则认为目标处在杂波边缘区， 若左极小值接近左均值且右极小值接近右均值， 则以规则四计算所述疑似目标回波的局部 均值； 0126 其中， 所述规则一为： 将左均值和右均值的平均值作为所述疑似目标回波的局部 均值； 0127 所述。

48、规则二为： 将左均值作为所述疑似目标回波的局部均值； 0128 所述规则三为： 将右均值作为所述疑似目标回波的局部均值； 0129 所述规则四为： 将左均值和右均值中的较大值作为所述疑似目标回波的局部均 值。 0130 具体做法是： 0131 首先， 建立新的数据矢量v用于存储局部均值估计， 且令vw； 0132 然后， 按如下规则更新数据矢量v中的元素vm-p,vm,vm+q： 0133 规则1如果左均值与右均值相差不大于5dB， 则认为左右两边是均匀背景， 二者 的均值就作为当前疑似目标回波的局部均值估计， 用计算式表示为： 0134如果那么， 0135 规则2如果左均值与右均值相差大于5。

49、dB， 则认为目标处在杂波边缘区； 若左极 小值与右极小值均接近左均值， 则取左均值作为当前疑似目标回波的局部均值估计， 用计 算式表示为： 0136如果且且那么 ， 0137 规则3如果左均值与右均值相差大于5dB， 则认为目标处在杂波边缘区； 若左极 小值与右极小值均接近右均值， 则取右均值作为当前疑似目标回波的局部均值估计， 用计 算式表示为： 0138如果且且那么， 0139 规则4如果左均值与右均值相差大于5dB， 则认为目标处在杂波边缘区； 若左极 小值接近左均值， 而右极小值接近右均值， 则取左均值与右均值中的较大者作为当前疑似 目标回波的局部均值估计， 用计算式表示为： 014。

50、0如果且且那么， 说明书 9/13 页 13 CN 111398911 A 13 其中，表示在与中 取大者。 0141 在上述各实施例的基础上， 作为一种可选实施例， 所述根据所述计算局部均值的 规则以及疑似目标回波的局部均值计算所述疑似目标回波的局部标准差， 具体为： 0142 计算每个样本点对应的初级检测门限矢量， 根据所述初级检测门限矢量， 分别对 所述疑似目标回波左、 右两侧预设距离的采样点进行异常点剔除； 0143 根据疑似目标回波的局部均值， 计算剔除异常点后的左侧预设距离的采样点的左 标准差和剔除异常点后的右侧预设距离的采样点的右标准差； 0144 根据计算局部均值的规则， 以及。