基于直方图分析和自适应遗传的雷达道路目标识别特征优选方法

作     者：瓦其日体 李刚 赵志纯 则正华 WAQI Riti;LI Gang;ZHAO Zhichun;ZE Zhenghua

作者机构：清华大学电子工程系北京100084 深圳北理莫斯科大学深圳518172 广东省智能感知与计算普通高校重点实验室深圳518172 

出 版 物：《雷达学报（中英文）》 (Journal of Radars)

年 卷 期：2023年第12卷第5期

页      面：1014-1030页

核心收录：

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金(62101304,61925106) 华为技术有限公司委托研发项目。 

主　　题：自适应遗传算法 特征优选 直方图分析 目标识别 毫米波雷达 

摘      要：在雷达道路目标识别领域,目标类别多变且特性相近时增加目标特征维数是一种提高识别性能常用的手段。然而特征维数的增多会导致特征冗余和维数灾难,因此需对提取的高维特征集进行优选,基于随机搜索的自适应遗传算法(AGA)是一种有效的特征优选方法。为提升AGA算法的特征优选效率和精度,现有方法通常通过引入特征与目标种类的先验相关度对高维特征集进行预降维,然而此类算法仅考虑了单个特征与目标的相关性,忽略了特征组合与目标类别的匹配度,使得优选出的特征集不一定是目标的最佳识别组合。针对该问题,该文通过引入直方图分析对不同特征组合与目标类别的匹配度加以研究,提出了一种新的改进自适应遗传(HA-AGA)特征优选方法,在提升特征优选效率和精度的同时提升目标的识别性能。基于毫米波雷达实测数据集的对比实验表明,所提出的HA-AGA方法的目标识别平均精确率可达到95.7%,分别比IG-GA,ReliefF-IAGA和改进RetinaNet方法提升了1.9%,2.4%和10.1%。基于公共数据集CARRADA的对比实验表明,所提出的HA-AGA方法的目标识别平均精确率达到93.0%,分别比IG-GA和ReliefF-IAGA方法提升了1.2%和1.5%,验证了所提方法的有效性和优越性。此外,还进行了不同特征优选方法分别结合集成装袋树、精细树和K-最邻近(KNN)分类器的性能对比,实验结果表明所提方法结合不同分类器均具有明显优势,具有一定的广泛适用性。