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一种改进的恒虚警海事雷达图像目标检测方法

武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2023年第1期47卷 115-120页

作者：曹桂林冯辉徐海祥李文娟武汉理工大学高性能船舶技术教育部重点实验室武汉430063 武汉理工大学船海与能源动力工程学院武汉430063 江苏科技大学海洋装备研究院镇江212000

文中提出了一种改进的恒虚警检测器(Improved MVI-CFAR,IMVI-CFAR).该检测器结合均值类(ML)和有序统计类(OS)等CFAR检测器的优势,在可变性指数的作用下,自适应采用不同场景下合适的CFAR算法,通过仿真实验验证了IMVI-CFAR检测器的优势.... 详细信息

文中提出了一种改进的恒虚警检测器(Improved MVI-CFAR,IMVI-CFAR).该检测器结合均值类(ML)和有序统计类(OS)等CFAR检测器的优势,在可变性指数的作用下,自适应采用不同场景下合适的CFAR算法,通过仿真实验验证了IMVI-CFAR检测器的优势.结果表明:相较于传统CFAR检测器和其他自适应CFAR检测器,IMVI-CFAR在多目标干扰、杂波边缘环境中和海事雷达图像多目标场景中均有更好的检测性能.

关键词：智能船舶海事雷达图像多目标干扰恒虚警

杂波背景下铁路周界报警系统恒虚警检测方法研究

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杂波背景下铁路周界报警系统恒虚警检测方法研究

作者：梁懿天津理工大学

学位级别：硕士

铁路周边的环境并不是理想化的,充满了很多不可预测的因素,包括噪音、杂波等。怎么样从未知的环境当中获取想要的信息是值得探讨和研究的一项关键课题。针对于这一问题,目前雷达装置上的恒虚警技术无疑是很好的解决方案,经过多年的实践... 详细信息

铁路周边的环境并不是理想化的,充满了很多不可预测的因素,包括噪音、杂波等。怎么样从未知的环境当中获取想要的信息是值得探讨和研究的一项关键课题。针对于这一问题,目前雷达装置上的恒虚警技术无疑是很好的解决方案,经过多年的实践和优化,这项检测技术已经变得十分成熟,但很多恒虚警检测装置在受到外界干扰时难以保持稳定的运行状态。本文在介绍了恒虚警技术的特点和内容后,深入探讨了杂波背景下如何提高信号采集准确性的技术改进方案,主要的研究内容可以分为以下几个方面:1.归纳总结了雷达信号检测、恒虚警检测的工作原理及性能指标,分析了四种雷达杂波及四种雷达杂波分布模型,阐述了本文选择韦布尔分布模型作为雷达杂波分布模型的原因。针对不同类型的恒虚警检测器的区别和特点,在韦布尔分布模型下对均值类及有序统计类检测器的检测性能进行了比较。结果表明这两类检测器虽然在特定环境下检测概率较高,但检测性能不稳定,不足以满足铁路周界报警系统所需要求。2.通过分析比较自适应删除算法与均值类算法在有干扰目标时的检测性能,提出了五种基于自适应删除算法与均值类算法的改进型检测器,在韦布尔分布模型下对影响背景杂波估计的干扰目标个数进行检测概率分析。结果表明基于自适应删除与均值类算法的改进型检测器可有效提高在有干扰目标环境下的检测性能。3.将两种在多目标背景下检测性能优异的自适应删除改进型算法与可变指数算法结合,利用韦布尔分布模型在均匀背景、多目标背景及杂波边缘背景下进行检测性能分析。结果表明,改进后的可变指数恒虚警检测算法对有效信息的敏感性更强,在杂波较多的环境当中可以保持较低的虚警概率,即使在多目标信号背景下,也会表现出较好的检测性能,这也是未来铁路周界报警系统雷达恒虚警检测技术发展的主流趋势。

关键词：周界报警恒虚警非均匀杂波多干扰目标自适应检测

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恒虚警下复合载波导航信号联合捕获方法

航空学报 2015年第7期36卷 2381-2390页

作者：罗瑞丹徐颖袁洪中国科学院大学北京100049 中国科学院光电研究院北京100094

复合载波导航信号(NSCC)作为一种新型的导航增强信号体制,其独特的多载波结构和灵活的体制参数设计,使之具备良好的导航增强效能。同时,以上典型信号特征也使得传统的导航信号同步算法对其不再适用。针对复合载波导航信号结构特征和体... 详细信息

复合载波导航信号(NSCC)作为一种新型的导航增强信号体制,其独特的多载波结构和灵活的体制参数设计,使之具备良好的导航增强效能。同时,以上典型信号特征也使得传统的导航信号同步算法对其不再适用。针对复合载波导航信号结构特征和体制参数设计特点,提出了一种基于多载波架构的恒虚警联合捕获方法。该方法利用复合载波导航信号各子载波信号功率进行自适应检测门限设置,并利用各子载波频点间隔信息进行并行检测,然后根据联合策略做出判决,提升了捕获性能和捕获效率。理论分析及仿真实验均表明,在低信噪比(SNR)情况下,本文所提出的联合捕获方法的捕获性能明显优于单载波捕获算法,并缩短了平均捕获时长。

关键词：导航信号复合载波多载波恒虚警联合捕获检测性能捕获时长

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恒虚警GPS信号自适应捕获研究

电子学报 2011年第7期39卷 1716-1720页

作者：黄鹏达皮亦鸣电子科技大学电子工程学院四川成都611731

在GPS信号衰减的环境下,针对信号强度和噪声水平都发生改变的情况,本文提出了将自适应结构应用于GPS接收机.相对于传统的自适应结构而言,本文针对GPS信号的特点,提出了新的GPS信号中噪声水平的估计方法.同时,与GPS接收机不同,传统的自... 详细信息

在GPS信号衰减的环境下,针对信号强度和噪声水平都发生改变的情况,本文提出了将自适应结构应用于GPS接收机.相对于传统的自适应结构而言,本文针对GPS信号的特点,提出了新的GPS信号中噪声水平的估计方法.同时,与GPS接收机不同,传统的自适应结构中对多普勒频移有欠考虑.本文将自适应结构应用于GPS接收机的同时,考虑了可能发生较大多普勒频移的情况,并且提出了相应的解决方法.最后,通过仿真验证了本文提出方法的有效性.

关键词：恒虚警 GPS信号捕获自适应结构

广义Pareto分布海杂波背景下非相干检测器恒虚警性能分析

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电子与信息学报 2021年第3期43卷 523-530页

作者：张坤水鹏朗西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室西安710071

该文在广义Pareto分布海杂波背景下研究了单元平均(CA)和有序统计量(OS)两种非相干检测器的恒虚警(CFAR)性质,推导了两种非相干检测器的虚警概率公式,发现了两种检测器对杂波的尺度参数是恒虚警的。然而,两种检测器对杂波的散斑协方差... 详细信息

该文在广义Pareto分布海杂波背景下研究了单元平均(CA)和有序统计量(OS)两种非相干检测器的恒虚警(CFAR)性质,推导了两种非相干检测器的虚警概率公式,发现了两种检测器对杂波的尺度参数是恒虚警的。然而,两种检测器对杂波的散斑协方差矩阵结构和杂波形状参数是非恒虚警的。为了实现全场景的恒虚警检测,预先通过白化方法将具有相关性的海杂波去相关,并通过查表方法使用了匹配杂波形状参数、累积脉冲数和参考单元数的检测门限。在这种情况下,实验结果表明两种非相干检测器能确保全场景恒虚警。

关键词：广义Pareto分布非相干检测器恒虚警海杂波

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一种变信噪比条件下的恒虚警野值检测方法

航空学报 2016年第7期37卷 2259-2268页

作者：汝小虎柳征姜文利黄知涛国防科学技术大学电子科学与工程学院长沙410073

野值检测又称异常值检测,是模式识别、机器智能和知识发现等领域经常面临的一个问题。当出现环境失配,数据信噪比(SNR)发生变化时,测试样本和训练样本所含噪声会有不同方差,以往的野值检测方法在虚警控制方面将会失效。针对这一问题,提... 详细信息

野值检测又称异常值检测,是模式识别、机器智能和知识发现等领域经常面临的一个问题。当出现环境失配,数据信噪比(SNR)发生变化时,测试样本和训练样本所含噪声会有不同方差,以往的野值检测方法在虚警控制方面将会失效。针对这一问题,提出一种基于归一化残差(NR)的野值检测方法。该方法首先根据所需虚警概率和噪声方差变化情况确定野值检测门限,其次基于训练样本计算待考查模式的NR值,再比较NR值与检测门限的相对大小,从而判断待考查模式是否为野值。这一方法所依赖的检测门限对所需虚警率和噪声方差变化具有适应能力,因此可以在变信噪比条件下实现恒虚警(CFAR)野值检测。仿真实验验证了所提方法在虚警控制和野值检测方面的优越性能。

关键词：模式识别野值检测恒虚警虚警概率归-化残差

相参雷达K分布海杂波背景下非相干积累恒虚警检测方法

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电子与信息学报 2020年第7期42卷 1627-1635页

作者：张坤水鹏朗王光辉西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室西安710171

相参雷达系统下的非相干积累检测方法,可以提高雷达的目标检测速度,达到实时处理的要求。然而,相参雷达系统下的非相干积累检测方法对参考单元数、脉冲积累数、杂波散斑协方差矩阵以及海杂波模型的形状参数均是非恒虚警(CFAR)的。该文... 详细信息

相参雷达系统下的非相干积累检测方法,可以提高雷达的目标检测速度,达到实时处理的要求。然而,相参雷达系统下的非相干积累检测方法对参考单元数、脉冲积累数、杂波散斑协方差矩阵以及海杂波模型的形状参数均是非恒虚警(CFAR)的。该文基于块白化的海杂波预白化方法,提出预白化单元平均恒虚警(PWCACFAR)检测方法和预白化单元中值恒虚警(PWCM-CFAR)检测方法,并使用了匹配于参考单元数、脉冲积累数、形状参数的自适应门限,确保提出检测方法的恒虚警特性。实验结果表明,当存在异常单元时,PWCMCFAR检测方法的检测性能优于PWCA-CFAR检测方法。

关键词：相参雷达系统非相干积累检测方法恒虚警海杂波块白化

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一种简单的相干雷达极化恒虚警检测算法

电子与信息学报 2005年第7期27卷 1069-1072页

作者：刘立东吴顺君孙晓闻西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室西安710071

该文提出了高斯杂波背景下一种结构简单的相干雷达极化恒虚警检测算法。利用雷达回波的极化信息来提高检测性能,推导出了虚警概率表达式。研究结果表明,该相干雷达极化恒虚警检测算法相对于杂波协方差矩阵有恒虚警的性质。该检测算法比... 详细信息

该文提出了高斯杂波背景下一种结构简单的相干雷达极化恒虚警检测算法。利用雷达回波的极化信息来提高检测性能,推导出了虚警概率表达式。研究结果表明,该相干雷达极化恒虚警检测算法相对于杂波协方差矩阵有恒虚警的性质。该检测算法比极化广义似然比检测算法计算量小,易于工程实现,适合于强信杂比和目标信号导向矢量未知的情况。同时仿真分析了不同极化状态时的检测性能。

关键词：相干雷达极化恒虚警

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红外空域弱小目标探测系统中恒虚警技术研究

红外与激光工程 2012年第9期41卷 2554-2558页

作者：徐富元顾国华钱惟贤杨蔚陈钱南京理工大学电光学院江苏南京210094

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... 详细信息

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。

关键词：红外空域弱小目标探测系统虚警率恒虚警探测率