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专利号: 2021103325537
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于时频域深度网络的海面小目标特征检测方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)雷达在一个距离单元接收到连续N个脉冲,构成一个观测向量z=[z(1),z(2),...,T

z(N)],构成待检测单元,然后获取待检测单元周围P个观测向量,zp,p=1,2,...,P;建立三元假设检验问题H0、H1+、H1‑,精细化目标落在海杂波带内外的不同特性;

(2)将观测向量z和zp,p=1,2,...,P,转换到二维时频域中,通过计算平滑伪魏格纳‑维尔分布SPWVD,获得二维时频图TFG(z)和TFG(zp),p=1,2,...,P;

(3)对二维时频图TFG(z)进行归一化处理,获得归一化时频图NTFG(z)(4)构建深度网络模型,提取属于三类假设的概率值作为特征值,记为p0,p1,p2且满足p0+p1+p2=1;

T

(5)构建一个2D特征向量ξ=[p1,p2] ,p1,p2∈[0,1],作为最终的检验统计量ξ;

(6)在给定虚警率Pfa下,结合三次样条曲线算法,不断迭代和优化边界区域,确定虚警可控的判决区域Ω;

(7)计算检验统计量ξ是否在判决区域Ω内,判断出观测向量z中是否存在目标,如果则表明观测向量z中有目标;如果ξ∈Ω,则表明观测向量z中没有目标。

2.根据权利要求1所述的基于时频域深度网络的海面小目标特征检测方法,其特征在于,步骤(1)所述的三元假设检验问题为:其中,c表示海杂波向量,cp表示第p个参考单元为海杂波向量,s表示目标回波向量,fd表示目标的多普勒偏移,H0假设表示只有海杂波,H1+假设表示具有正多普勒偏移的含目标观测向量,H1‑假设表示具有负多普勒偏移的含目标观测向量。

3.根据权利要求1所述的基于时频域深度网络的海面小目标特征检测方法,其特征在于,所述步骤(2)通过以下公式实现:其中,n=1,2,…,N表示时间维,l=1,2,…,N表示频率维,g和h分别是时间和频率的平滑窗,Δfd为归一化多普勒频率的采样间隔。

4.根据权利要求1所述的基于时频域深度网络的海面小目标特征检测方法,其特征在于,步骤(4)所述的深度网络模型包括Stem模块、Reduction‑A以及Reduction‑B两个网格缩减模块,5个Inception‑resnet‑A模块、10个Inception‑resnet‑B模块、5个Inception‑resnet‑C模块、平均池化模块、Dropout模块以及Softmax模块。

5.根据权利要求1所述的基于时频域深度网络的海面小目标特征检测方法,其特征在于,所述步骤(6)包括以下步骤:(61)按照步骤(5)获得3Q个2D特征向量,即H0假设下Q个特征向量 H1+假设下Q个特征向量 H1‑假设下Q个特征向量 分别计算H1+假设和H1‑假设下的类别中心:(62)在H0假设下,计算Q个特征向量离 的最短距离:其中,||·||2表示计算向量的模,min表示取最小值,从小到大进行排序获得虚警特征向量集合为 []表示取整数;

判决区域Ω只包含以下特征向量:

(63)根据p2值,将样本集Ω0划分到M个等宽区间中,其中,第i个区间记为:将各个区间最值点作为样条控制点,若区间无样本则不设置控制点;

(64)对所有区间的样条控制点按p2值升序排列,从最小值开始进行滑窗分组,窗长为4;

每组中,4个点的p2和p1分别对应x和y值,采用三次多项式拟合:

3 2

y=a3x+a2x+a1x+a0其中,a3,a2,a1,a0为拟合参数,选择每组最大值点作为分段函数起始点,对所有组数据进行拟合后,得到完整的样条曲线,作为初始边界;

(65)将H0假设下Q个特征向量代入(64)中初始边界验证,保证只有虚警点在判决区域外面,若存在某个特征向量分类错误,微调所在分段的样条控制点,迭代更新边界,获得临时边界;

(66)通过减小全部样条控制点拟合时y维度数值,实现样条边界内部收缩,不断迭代优化(65)中的临时边界,直到边界发生错误时停止收缩,获得最终边界,即虚警可控的判决区域Ω。