基于霍夫变换的弱目标检测前跟踪算法

摘要

现代战争中，隐身技术的快速发展使得雷达散射截面积越来越小，对雷达探测能力带来了极大的挑战。检测前跟踪技术不需要对雷达回波数据设定门限或者设定较低门限，通过多帧积累提高目标的信噪比，最大限度的保留目标信息，是检测跟踪弱小目标信号的有效手段。基于霍夫变换的检测前跟踪技术，能够有效的从雷达回波视频数据中提取目标航迹信息，且便于实现，具有重要的理论研究意义和军事应用价值。
　　本文针对雷达探测系统检测跟踪弱小目标的问题，深入研究了基于霍夫变换的检测前跟踪算法，主要工作如下：
　　首先，针对传统霍夫变换检测前跟踪技术存在计算量大、检测性能不稳定等问题，提出一种基于快速遍历霍夫变换的检测前跟踪算法。该算法利用目标的运动特性，在相邻两帧回波数据间建立关联波门，遍历组合所有满足速度约束的点集，增强目标参数积累峰值，改善检测跟踪性能。与同类算法的仿真比较验证了算法的有效性和性能优势。
　　其次，将上述的快速遍历霍夫变换方法扩展到极坐标系中，提出一种基于快速极坐标霍夫变换的检测前跟踪算法。该方法利用目标运动速度先验信息和雷达回波帧序号信息，对每一帧数据建立满足速度约束和角度约束的双跟踪门，组合满足目标运动特性的雷达回波数据，进行多帧积累，提高检测跟踪性能。仿真分析验证了算法的有效性。
　　最后，针对多基站雷达弱目标联合探测问题，提出一种基于标准霍夫变换的多基站雷达融合检测跟踪算法。通过对多基站雷达回波数据分别进行极坐标霍夫变换处理，并将检测结果进行坐标转换后传输到融合中心。融合中心对航迹进行关联处理，积累相同目标轨迹的幅值，将超过门限的数据作为目标航迹。仿真结果表明，多基站雷达联合探测性能优于单基站雷达。

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第1章 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的主要内容

第2章 弱目标检测跟踪理论基础

2.1 引言

2.2 传统检测与跟踪

2.3 检测前跟踪

2.4 杂波幅度分布模型

2.5 Hough变换原理

2.6 本章小结

第3章 传统Hough变换TBD算法

3.1 引言

3.2 雷达TBD建模

3.3 标准Hough变换TBD算法

3.4 随机Hough变换弱目标检测算法

3.5 仿真分析

3.6 本章小结

第4章 快速遍历Hough变换TBD算法

4.1 引言

4.2 快速遍历Hough变换原理

4.3 性能分析

4.4 仿真分析

4.5 本章小结

第5章 快速极坐标Hough变换TBD算法

5.1 引言

5.2 标准极坐标Hough变换

5.3 快速极坐标Hough变换

5.4 多基站雷达TBD融合算法

5.5 本章小结

第6章 总结和展望

6.1本文总结

6.2 展望

致谢

参考文献

附录作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目