本文關(guān)鍵詞：海岸警戒雷達(dá)小目標(biāo)先跟蹤后檢測(cè)算法及其硬件實(shí)現(xiàn)技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 海雜波 TBD 小目標(biāo) CFAR Hough變換 粒子濾波

【摘要】：近年來,海面強(qiáng)雜波背景下的小目標(biāo)檢測(cè)引起了極大的關(guān)注。海雜波具有很復(fù)雜的特性,無法用高斯分布等傳統(tǒng)方法準(zhǔn)確模擬仿真。由于海面小目標(biāo)的雷達(dá)散射面積小,再加上海雜波復(fù)雜多變,在低信雜比(Signal Clutter Ratio,SCR)下傳統(tǒng)的雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)算法難以對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)前跟蹤技術(shù),相比較于傳統(tǒng)的檢測(cè)后跟蹤技術(shù),可以更加有效地解決小目標(biāo)檢測(cè)過程中信雜比低的困難,跟蹤性能、檢測(cè)性能更加優(yōu)越。與此同時(shí),檢測(cè)前跟蹤技術(shù)可以傳輸完整的數(shù)據(jù),這意味著可以獲得更多關(guān)于被跟蹤對(duì)象的數(shù)據(jù)信息。本文的研究內(nèi)容主要有如下四個(gè)方面:(1)分析研究四種雜波分布模型,分別為瑞利分布,對(duì)數(shù)正態(tài)分布,韋布爾分布以及K分布。對(duì)四種雜波分布的概率密度圖進(jìn)行分析對(duì)比,得出能夠較好模擬對(duì)海警戒雷達(dá)海雜波的分布模型,為后續(xù)研究奠定基礎(chǔ)。(2)針對(duì)雷達(dá)回波中同時(shí)含有大小目標(biāo)的情況,研究了恒虛警檢測(cè)(Constant False-Alarm Rate,CFAR),利用恒虛警檢測(cè)將大目標(biāo)信號(hào)剔除,然后給出一種基于Hough變換的先跟蹤后檢測(cè)(Track Before Detetct,TBD)算法,在低信雜比情況下對(duì)海面小目標(biāo)進(jìn)行了有效的檢測(cè)。(3)針對(duì)基于Hough變換的TBD算法具有一定局限性的情況,采用基于序貫蒙特卡洛和重采樣理論的粒子濾波方法,實(shí)現(xiàn)了非線性系統(tǒng)中小目標(biāo)的TBD檢測(cè)。并給出基于區(qū)間分析的箱粒子濾波算法,降低了粒子濾波算法的計(jì)算復(fù)雜度。(4)針對(duì)實(shí)時(shí)Hough變換在PC機(jī)、DSP平臺(tái)上難以實(shí)現(xiàn)的情況,利用FPGA對(duì)實(shí)時(shí)Hough變換進(jìn)行了硬件實(shí)現(xiàn),實(shí)現(xiàn)了TBD算法在FPGA硬件平臺(tái)上的創(chuàng)新,具有工程應(yīng)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：海雜波 TBD 小目標(biāo) CFAR Hough變換 粒子濾波
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN957.51
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 緒論13-18
• 1.1 選題的背景及意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.1 檢測(cè)前跟蹤技術(shù)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 Hough變換檢測(cè)前跟蹤研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.3 粒子濾波檢測(cè)前跟蹤研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 本文的研究內(nèi)容和章節(jié)安排17-18
• 第二章 海雜波的建模與仿真18-31
• 2.1 海雜波的生成原理18-19
• 2.1.1 一階海雜波的生成原理18-19
• 2.1.2 高階海雜波的生成原理19
• 2.2 雜波的分布模型及PDF分析19-24
• 2.2.1 瑞利分布模型及PDF分析19-20
• 2.2.2 對(duì)數(shù)正態(tài)分布模型及PDF分析20-21
• 2.2.3 韋布爾分布模型及PDF分析21-23
• 2.2.4 K分布模型及PDF分析23-24
• 2.3 雜波模擬方法的研究24-26
• 2.3.1 無記憶非線性變換法25
• 2.3.2 球不變隨機(jī)過程法25-26
• 2.3.3 ZMNL法與SIRP法的區(qū)別26
• 2.4 K分布雜波的仿真26-30
• 2.4.1 K分布仿真流程26-27
• 2.4.2 線性濾波器設(shè)計(jì)27-28
• 2.4.3 K分布仿真結(jié)果28-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第三章 CFAR-Hough算法檢測(cè)海面目標(biāo)31-44
• 3.1 CFAR檢測(cè)31-35
• 3.1.1 CFAR檢測(cè)概述31
• 3.1.2 均值類CFAR檢測(cè)模型31-32
• 3.1.3 有序統(tǒng)計(jì)類CFAR檢測(cè)模型32-33
• 3.1.4 OSGO-CFAR在K分布雜波中的應(yīng)用33-35
• 3.2 基于Hough變換的TBD算法35-38
• 3.2.1 Hough變換的基本原理35-36
• 3.2.2 Hough變換在TBD中的應(yīng)用36-38
• 3.3 算法仿真38-42
• 3.4 本章小結(jié)42-44
• 第四章 基于粒子濾波的TBD算法44-61
• 4.1 遞歸貝葉斯估計(jì)原理44-46
• 4.2 基本粒子濾波46-49
• 4.2.1 蒙特卡洛原理46
• 4.2.2 貝葉斯重要性采樣46-47
• 4.2.3 序貫重要性采樣47-48
• 4.2.4 SIR算法48-49
• 4.3 基于粒子濾波的單目標(biāo)TBD算法49-54
• 4.3.1 目標(biāo)狀態(tài)模型及測(cè)量模型49-50
• 4.3.2 粒子濾波檢測(cè)過程50-51
• 4.3.3 基于粒子濾波的TBD算法步驟51
• 4.3.4 單目標(biāo)跟蹤算法仿真51-54
• 4.4 基于粒子濾波的多目標(biāo)TBD算法54-56
• 4.4.1 多目標(biāo)數(shù)據(jù)融合概述54
• 4.4.2 K近鄰分類算法54-55
• 4.4.3 多目標(biāo)系統(tǒng)算法仿真55-56
• 4.5 基于箱粒子濾波的TBD算法56-59
• 4.5.1 區(qū)間分析57
• 4.5.2 箱粒子濾波算法流程57-58
• 4.5.3 箱粒子濾波算法仿真58-59
• 4.6 本章小結(jié)59-61
• 第五章 基于FPGA的實(shí)時(shí)Hough變換61-71
• 5.1 基于FPGA的實(shí)時(shí)Hough變換實(shí)現(xiàn)原理61-62
• 5.2 基于FPGA的實(shí)時(shí)Hough變換模塊設(shè)計(jì)62-66
• 5.2.1 數(shù)據(jù)輸出63-64
• 5.2.2 ρ 值生成64-65
• 5.2.3 幅值累加65-66
• 5.2.4 極大值搜索及最大值輸出66
• 5.3 FPGA驗(yàn)證66-70
• 5.3.1 Matlab仿真66-67
• 5.3.2 Quartus驗(yàn)證67-70
• 5.4 本章小結(jié)70-71
• 第六章 總結(jié)與展望71-73
• 6.1 總結(jié)71
• 6.2 展望71-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 致謝77-78
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文78

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 Xin Bi;Jinsong Du;Qingshi Zhang;Wei Wang;;Improved multi-target radar TBD algorithm[J];Journal of Systems Engineering and Electronics;2015年06期

2 于潔;劉昌云;李志匯;;箱粒子濾波理論綜述[J];電光與控制;2015年11期

3 李振興;劉進(jìn)忙;李松;白東穎;倪鵬;;基于箱式粒子濾波的群目標(biāo)跟蹤算法[J];自動(dòng)化學(xué)報(bào);2015年04期

4 何友;黃勇;關(guān)鍵;陳小龍;;海雜波中的雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)技術(shù)綜述[J];現(xiàn)代雷達(dá);2014年12期

5 孫云;王國宏;譚順成;于洪波;;基于輔助粒子濾波的機(jī)動(dòng)弱目標(biāo)TBD算法[J];電光與控制;2013年07期

6 左磊;李明;張曉偉;羅小云;;基于改進(jìn)Hough變換的海面微弱目標(biāo)檢測(cè)[J];電子與信息學(xué)報(bào);2012年04期

7 唐林波;陶芬芳;趙保軍;劉嘉駿;;基于FPGA的實(shí)時(shí)整數(shù)霍夫變換[J];系統(tǒng)工程與電子技術(shù);2012年03期

8 李青華;孔令講;楊曉波;;基于SIRP法的相關(guān)韋布爾分布雷達(dá)雜波仿真[J];雷達(dá)科學(xué)與技術(shù);2011年03期

9 王新新;于素萍;趙小明;;基于CORDIC算法的Hough變換及其FPGA實(shí)現(xiàn)[J];通信技術(shù);2010年07期

10 崔辰鵬;金鈺飛;錢曉明;滿增光;李小兵;;AGV視覺導(dǎo)向Hough變換算法的FPGA硬件實(shí)現(xiàn)[J];工業(yè)控制計(jì)算機(jī);2010年06期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李良群;信息融合系統(tǒng)中的目標(biāo)跟蹤及數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2007年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 趙雪剛;箱粒子濾波及其在目標(biāo)跟蹤中的應(yīng)用研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

2 郭陳林;基于Hough變換的微弱目標(biāo)檢測(cè)方法研究[D];電子科技大學(xué);2011年

，

本文編號(hào)：612746