基于平滑l0范数的高分辨雷达一维成像研究

雷达高分辨距离像对于目标检测、识别具有重要意义。该文针对高频区雷达散射响应的特点,采用稀疏信号表示方法研究了雷达高分辨1维成像问题。以理想点散射模型为基础,构造了相应的过完备基,并引入平滑l0范数法实现雷达高分辨成像。实验结果表明该方法在观测数据采样率降低、观测数据缺失等实验条件下均能正确成像,验证了该方法的有效性。     

MUSIC超分辨距离像在雷达目标识别中的问题

基于Li和Wang提出的提高距离分辨率有利于提高距离像的姿态稳定性这一结论，不少研究者利用超分辨距离像进行目标识别。文中从高分辨雷达目标的简单散射点模型理论出发，分析了距离像的分辨率与目标姿态敏感性的关系，并且结合仿真实验，详细分析了MUSIC超分辨距离像用于目标识别时对目标姿态、散射点个数、信噪比的敏感性等问题。     

一种利用目标雷达高分辨距离像幅度起伏特性的特征提取新方法

为了松弛高分辨距离像(HRRP)的方位敏感性,传统的雷达HRRP目标识别方法大都采用目标在一定方位角域内的平均像作为方位模板.实际上,距离像的幅度起伏特性也包含了一定的目标特征信息.本文基于散射点模型理论,提出了一种利用距离像幅度起伏特性的特征提取新方法.新方法提取的加权距离像特征反映了各个距离单元内目标散射点的分布情况,可以更好地描述目标散射特性.基于外场实测数据的识别实验结果表明,新的特征提取方法可以大幅度地提高识别性能.     

基于Relax散射点特征提取的舰船目标识别方法

针对基于高分辨距离像(HRRP)的舰船目标识别问题,提出了一种基于Relax散射点特征提取和设计了基于散射中心最近邻模糊分类器的目标识别方法.首先对数据进行预处理,然后基于Relax算法提取出散射中心,最后通过最近邻模糊分类器进行识别匹配.通过仿真4类军民船目标的数据进行测试,验证结果表明该方法在舰船目标识别领城具有很...     

基于高分辨距离像的空中目标长度提取方法

雷达采用宽频带信号后,从目标接收到的不再是“点冶回波,而是沿距离分布开的高分辨距离像。目标高分辨距离像包含一定的目标信息,如目标的长度、几何结构等,为雷达目标识别提供了较好的基础。基于长度是代表目标固有的特征信息之一,文中提出一种基于高分辨距离像的飞机目标长度提取方法,并经外场实验验证了该方法的有效性     

全极化高分辨雷达距离像统计识别方法

在全极化、高分辨雷达体制背景下,提出一种将极化信息与高分辨距离像相结合的雷达目标统计识别方法。采用物理统计非高斯模型对全极化高分辨距离像建模,用模型参数分别表征具有较强散射强度分辨单元的多少和强弱,将全极化下的模型参数直接作为特征矢量,并采用Parzen窗法估计模型参数的概率分布密度,用贝叶斯分类器进行分类识别。对实测的导弹类目标识别结果表明,该方法能有效克服距离像特征依赖于方位信息的缺点,达到令人满意的识别结果。     

基于高分辨距离像序列的锥柱体目标进动和结构参数估计

 弹道目标特征参数估计是进行目标识别的基础。针对缺少先验参数信息时锥柱组合类弹头目标进动和结构参数联合估计难题,该文提出一种基于高分辨距离像序列实现锥柱体目标进动和结构参数联合估计新方法。以旋转对称锥柱体目标为研究对象,基于静态电磁散射数据,结合目标运动模型仿真生成了目标高分辨距离像序列,分析了4个观测区域内锥柱体目标的1维距离像特性。研究了常见雷达观测视角内锥柱体各散射中心的1维距离像序列变化规律,建立了序列中散射中心间的相对位置变化的极值与目标参数之间的关系式,据此完成了锥柱体目标进动和结构参数的联合估计。最后,仿真实验结果验证了文中方法的有效性和适应性。     

基于一维距离像的目标识别方法

基于飞机目标高分辨一线距离像,给出了一种目标识别方法。首先,在研究了高分辨距离像的相关匹配算法后,给出了在单极化条件下的五种飞机目标回波的识别结果;而后,基于全极化高分辨雷达,提出了一种利用目标极化信息一维距离像的综合识别方法。实验结果表明,该方法具有高的识别率和强的抗干扰能力。     

对数变换在高分辨距离像目标识别中的应用

在基于高分辨距离像的雷达目标识别中,幂变换是一种常用的非线性预处理方法,对提高识别率有一定的作用。但幂变换对高分辨距离像目标识别的性能提升受信噪比情况影响较大,且幂变换指数的选取对识别结果影响明显,甚至有不利影响。文中针对幂变换存在的问题,提出用对数变换对高分辨距离像进行预处理。比较分析了对数变换与幂变换的作用机理的异同点,并重点分析了对数变换对高分辨距离像类内和类间相关系数的影响。研究表明:对数变换相较于幂变换更适于对高分辨距离像进行预处理,且实测数据的实验结果表明对数变换比幂变换能更有效地提高识别率。     

一种改进的雷达高分辨距离像统计识别方法

基于雷达目标一维高分辨距离像的统计目标识别中,需解决两大问题:其一是如何处理距离像对姿态敏感和平移敏感,其二是如何准确地描述距离像的统计特征.直接将一维距离像用于目标识别通常很难取得好的识别效果.本文将高斯混合模型(GMM)应用到空中目标高分辨一维距离像统计建模中,提出了一种改进的高斯混合模型模糊聚类分析方法并用于目标识别.与传统的k-means聚类算法的实验结果比较表明,该方法是有效、稳健的,在低信噪比条件下具有较好的识别效果.     

基于样本紧密度的雷达高分辨距离像识别方法研究

模板库是基于高分辨距离像(HRRP)进行雷达自动目标识别的关键。由于真实目标复杂的电磁散射特性及背景杂波的存在,基于传统平均HRRP模板库的目标识别方法的实用性能有限。该文分析了雷达目标HRRP样本集在单位超球面上的空间分布特征,构建了类心+紧密度球特征模板库,定义了基于紧密度球的距离度量方法,最后提出基于样本紧密度的HRRP识别方法。基于公共MSTAR数据的实验结果表明该方法具有良好的工程实用性能。     

A weighted feature reduction method for power spectra of radar HRRPs

Feature reduction is a key process in pattern recognition. This paper deals with the feature reduction methods for a time-shift invariant feature, power spectrum, in Radar Automatic Target Recognition （RATR） using High-Resolution Range Profiles （HRRPs）. Several existing feature reduction methods in pattern recognition are analyzed, and a weighted feature reduction method based on Fisher＇s Discriminant Ratio （FDR） is proposed in this paper. According to the characteristics of radar HRRP target recognition, this proposed method searches the optimal weight vector for power spectra of HRRPs by means of an iterative algorithm, and thus reduces feature dimensionality. Compared with the method of using raw power spectra and some existing feature reduction methods, the weighted feature reduction method can not only reduce feature dimen- sionality, but also improve recognition performance with low computation complexity. In the recognition experiments based on measured data, the proposed method is robust to different test data and achieves good recognition results.     

Radar HRRP recognition based on the minimum Kullback-Leibler Distance criterion

To relax the target aspect sensitivity and use more statistical information of the High Range Resolution Profiles （HRRPs）, in this paper, the average range profile and the variance range profile are extracted together as the feature vectors for both training data and test data representation. And a decision rule is established for Automatic Target Recognition （ATR） based on the minimum Kullback-Leibler Distance （KLD） criterion. The recognition performance of the proposed method is comparable with that of Adaptive Gaussian Classifier （AGC） with multiple test HRRPs, but the proposed method is much more computational efficient. Experimental results based on the measured data show that the minimum KLD classifier is effective.     

基于中心矩特征的雷达HRRP自动目标识别

针对雷达高分辨距离像(HRRP)的方位敏感性和平移敏感性，对一定角域内的HRRP非相干平均，提取具有平移不变性的中心矩作为特征向量，采用Karhunen-Loeve变换进一步进行特征压缩，建立相应的支撑矢量机（SVM）分类算法，与基于原始距离像特征的最大似然(ML)方法和基于中心矩特征的ML方法识别结果比较，该方法在减少计算量的同时具有较高的识别率，具有良好的推广能力。     

利用HRRP序列估计弹道中段目标进动频率

弹道导弹中段的真、假诱饵受质量分布等因素的影响,其进动频率等特征存在较大差别。微动特性作为弹道导弹目标识别中的稳定特征,可以通过旋转目标的微多普勒信息进行提取,这也是当前弹道导弹目标识别的研究热点。本文以弹道中段的锥柱状弹头为研究对象,建立了该类目标的散射点模型和进动模型,通过分析一维距离像上散射中心位置变化特点,提出基于散射点时频分布图估计进动频率的算法。该算法首先应用短时傅里叶变换得到强散射中心单元的时频图,再利用自适应阈值法提取时频脊线,从而估计出目标进动频率。实验仿真了弹道回波数据,并利用该数据验证算法的有效性。实验结果证明了算法具有良好的抗噪性能。      

基于相关系数的雷达高分辨距离像分帧方法

高分辨距离像(HRRP)的方位敏感性造成HRRP数据是很长的统计特性连续变化的序列。从HRRP序列的统计特性出发,提出一种基于相关系数的HRRP分帧方法。外场实测数据的分帧结果表明,该方法可准确划分HRRP统计特性的变化,分帧结果与实际飞行轨迹符合;且采用时域模板匹配法(TMM)、谱域最短距离分类器和支撑向量机(SVM)分类器的识别结果均表明,相比目前基于散射点模型的均匀分帧方法,本文方法可有效提高识别率。     

Automatic target recognition of radar HRRP based on high order central moments features

The paper addresses the problem of target recognition using High-resolution Radar Range Profiles (HRRP). A novel approach of feature extraction and dimension reduction based on extended high order central moments is proposed in order to reduce the dimension of range profiles. Features extracted from radar HRRPs are normalized and smoothed, and then comparative analysis of the similar approaches is done. The range profiles are obtained by step frequency technique using the two-dimensional backscatters distribution data of four different aircraft models. The template matching method by nearest neighbor rules, which is based on the theory of kernel methods for pattern analysis, is used to classify and identify the range profiles from four different aircrafts. Numerical simulation results show that the proposed approach can achieve good performance of stability, shift independence and higher recognition rate. It is helpful for real-time identification and the engineering implements of automatic target recognition using HRRP. The number of required templates could be reduced considerably while maintaining an equivalent recognition rate.     

基于一维距离像的飞机目标识别

针对基于多散射中心模型回波的一维距离像(High Resolution Range Profile, HRRP)难以真实反映复杂目标散射特性的问题,研究了基于电磁散射模型回波的生成方法和HRRP 宽带特征提取方法。首先应用等效电磁流法(Method of Equivalent Currents, MEC)棱边修正的物理光学(Physical Optics, PO)算法解算飞机目标动静态电磁散射特性;其次基于目标散射场数据,生成目标回波、仿真HRRP 序列,提取目标宽带特征信息;最后求解了目标在设定航迹下的平均识别率,量化分析了信噪比对目标识别率的影响。理论分析与仿真结果表明:当信噪比(Signal to Noise Ratio, SNR)大于5 dB 时,基于电磁散射建模的平均识别率相对基于传统的多散射中心模型提升了20%。