基于迭代栅格的分布式雷达目标检测方法及装置与流程

1.本公开涉及雷达目标检测技术领域，特别涉及一种基于迭代栅格的分布式雷达目标检测方法及装置。


背景技术：

2.分布式雷达系统通常包含控制中心与多部雷达节点，控制中心与各雷达节点通过局域网形成探测网络，由控制中心控制各雷达节点，实现栅格联合检测，从而有效提升复杂电磁环境中目标探测性能。因此，基于分布式雷达系统的栅格联合检测技术已成为雷达探测领域的重点研究方向之一。
3.然而，传统的栅格检测方法只对探测区域进行一次栅格划分，并遍历各栅格区域完成目标检测。并且，为了保证较高的检测精度，传统的栅格检测方法中栅格尺寸往往需要与雷达节点的距离分辨率接近。因此，在面对大探测场景时，上述传统的栅格检测方法不仅要遍历大量栅格，而且计算量庞大，难以满足高效能检测的发展需求。


技术实现要素：

4.本公开旨在至少解决现有技术中存在的问题之一，提供一种基于迭代栅格的分布式雷达目标检测方法及装置。
5.本公开的一个方面，提供了一种基于迭代栅格的分布式雷达目标检测方法，包括以下步骤：离线构建三维空间栅格：分别利用基于初始栅格尺寸、预设迭代栅格尺寸比例系数和预设迭代次数确定的不同尺寸长方体的栅格，对三维探测空间进行均匀划分，得到与三维探测空间相对应的多个栅格组，其中，初始栅格尺寸包括栅格的经度维尺寸、纬度维尺寸和高度维尺寸，经度维尺寸、纬度维尺寸和高度维尺寸均远大于雷达距离分辨率；分别计算各栅格组中各栅格与各雷达节点对应的方位、俯仰和距离；离线构建各栅格组与各通道距离单元对应的索引信息集，索引信息集包括栅格组中各栅格在对应通道下的索引信息，索引信息包括发射方位角度检索信息、接收方位角度检索信息、发射俯仰角检索信息、接收俯仰角检索信息、距离检索信息；预处理各通道的回波数据，得到各通道的预处理结果序列，预处理包括匹配滤波处理和运动目标探测处理；确定当前栅格组中存在目标的栅格：基于预处理结果序列以及与当前迭代次数对应的距离检索信息，在当前栅格组进行栅格检测，确定出当前栅格组中存在目标的栅格，其中，当前栅格组为与当前迭代次数相对应的栅格组；基于m/n准则进行逻辑判决：将当前栅格组中存在目标的栅格的各接收通道的单通道检测统计量分别与预设单通道门限进行比较，将单通道检测统计量大于预设单通道门限的栅格组成第一门限栅格集合；将第一门限栅格集合中各栅格对应的接收通道的个数记为n，统计第一门限栅格集合中各栅格对应的单通道检测统计量大于预设单通道门限的接
收通道的个数m，依据m/n逻辑判决准则，依次判断第一门限栅格集合中各栅格对应的m/n是否大于预设单通道门限，将m/n大于预设单通道门限的栅格组成第二门限栅格集合；序贯凝聚并镜像消除：对第二门限栅格集合进行序贯凝聚，得到对应的点迹集合，将点迹集合中的点迹按累加结果降序排序，将排序后的点迹集合中的第一个点迹存入最终点迹集合，并将第一个点迹从点迹集合中删除，得到新的点迹集合，其中，累加结果由与点迹相对应的栅格的各接收通道的单通道检测统计量累加得到；判断镜像消除是否完成：判断新的点迹集合是否为空集：若新的点迹集合不为空集，则将新的点迹集合作为当前栅格组，回到确定当前栅格组中存在目标的栅格的步骤；若新的点迹集合为空集，则判断当前迭代次数是否达到预设迭代次数；判断当前迭代次数是否达到预设迭代次数：若当前迭代次数未达到预设迭代次数，则将当前迭代次数加1，清除当前栅格组中不在指定区域的栅格，回到确定当前栅格组中存在目标的栅格的步骤，其中，指定区域根据上一个当前栅格组中存在目标的栅格确定；若当前迭代次数达到预设迭代次数，则将最终点迹集合作为目标检测结果。
6.可选的，离线构建三维空间栅格，具体包括：分别利用尺寸为(q1×
q2×
q3)/(k3)0,
……
,(q1×
q2×
q3)/(k3)n,
……
,(q1×
q2×
q3)/(k3)u的长方体的栅格，对三维探测空间进行均匀划分，得到对应的栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu；其中，q1代表初始栅格尺寸中栅格的经度维尺寸，q2代表初始栅格尺寸中栅格的纬度维尺寸，q3代表初始栅格尺寸中栅格的高度维尺寸，n=0,1,2,
…
,u表示栅格组的编号，u表示预设迭代次数，k表示预设迭代栅格尺寸比例系数。
7.可选的，索引信息集表示为：其中，i
c0
,
……
,i
cn
,
……
,i
cu
分别表示栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu对应的索引信息集，分别表示栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu中栅格的发射方位角度检索信息，分别表示栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu中栅格的接收方位角度检索信息，分别表示栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu中栅格的发射俯仰角检索信息，分别表示栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu中栅格的接收俯仰角检索信息，i
r0
,
……
,i
rn
,
……
,i
ru
分别表示栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu中栅格的距离检索信息。
8.可选的，指定区域通过以下步骤确定：
将最终点迹集合中各栅格的位置信息存储为位置集合，位置信息包括经度坐标、纬度坐标、高度坐标；基于位置集合、初始栅格尺寸、预设迭代栅格尺寸比例系数以及上一个当前迭代次数，在上一个当前栅格组中确定指定区域。
9.可选的，位置集合表示为location=[(jq,vq,gq) | q=1,2,
…
,n
loc
]，其中，jq为栅格q的经度坐标，vq为栅格q的纬度坐标，gq为栅格q的高度坐标，q=1,2,
…
,n
loc
为最终点迹集合中的栅格编号，n
loc
为最终点迹集合中的栅格数量；指定区域为上一个当前栅格组中经度处于[j
q-(3q1/2k
u-1
), jq+(3q1/2k
u-1
)]范围、纬度处于[v
q-(3q2/2k
u-1
), vq+(3q2/2k
u-1
)]范围、高度处于[g
q-(3q3/2k
u-1
), gq+(3q3/2k
u-1
)]范围的区域，其中，u为当前迭代次数。
[0010]
可选的，确定当前栅格组中存在目标的栅格，具体包括：基于预处理结果序列以及与当前迭代次数对应的距离检索信息，分别计算当前栅格组中各栅格的各接收通道的单通道检测统计量；将同一栅格的各接收通道的单通道检测统计量进行累加，得到当前栅格组中各栅格分别对应的累加结果；将累加结果与预设检测器门限进行比较，选取累加结果大于预设检测器门限的栅格，作为当前栅格组中存在目标的栅格。
[0011]
可选的，在将排序后的点迹集合中的第一个点迹存入最终点迹集合之后，所述方法还包括：根据当前栅格组对应的索引信息集查找第一个点迹的位置对应的各接收通道的预处理结果序列，将查找出的预处理结果序列置为0；在新的点迹集合不为空集时，所述方法还包括：清除当前栅格组对应的索引信息集中不在新的点迹集合中的栅格的索引信息；在当前迭代次数未达到预设迭代次数时，所述方法还包括：清除当前栅格组对应的索引信息集中不在指定区域的栅格的索引信息。
[0012]
本公开的另一个方面，提供了一种基于迭代栅格的分布式雷达目标检测装置，包括：第一构建模块，用于离线构建三维空间栅格：分别利用基于初始栅格尺寸、预设迭代栅格尺寸比例系数和预设迭代次数确定的不同尺寸长方体的栅格，对三维探测空间进行均匀划分，得到与三维探测空间相对应的多个栅格组，其中，初始栅格尺寸包括栅格的经度维尺寸、纬度维尺寸和高度维尺寸，经度维尺寸、纬度维尺寸和高度维尺寸均远大于雷达距离分辨率；计算模块，用于分别计算各栅格组中各栅格与各雷达节点对应的方位、俯仰和距离；第二构建模块，用于离线构建各栅格组与各通道距离单元对应的索引信息集，索引信息集包括栅格组中各栅格在对应通道下的索引信息，索引信息包括发射方位角度检索信息、接收方位角度检索信息、发射俯仰角检索信息、接收俯仰角检索信息、距离检索信息；预处理模块，用于预处理各通道的回波数据，得到各通道的预处理结果序列，预处理包括匹配滤波处理和运动目标探测处理；确定模块，用于确定当前栅格组中存在目标的栅格：基于预处理结果序列以及与
当前迭代次数对应的距离检索信息，在当前栅格组进行栅格检测，确定出当前栅格组中存在目标的栅格，其中，当前栅格组为与当前迭代次数相对应的栅格组；判决模块，用于基于m/n准则进行逻辑判决：将当前栅格组中存在目标的栅格的各接收通道的单通道检测统计量分别与预设单通道门限进行比较，将单通道检测统计量大于预设单通道门限的栅格组成第一门限栅格集合；将第一门限栅格集合中各栅格对应的接收通道的个数记为n，统计第一门限栅格集合中各栅格对应的单通道检测统计量大于预设单通道门限的接收通道的个数m，依据m/n逻辑判决准则，依次判断第一门限栅格集合中各栅格对应的m/n是否大于预设单通道门限，将m/n大于预设单通道门限的栅格组成第二门限栅格集合；消除模块，用于序贯凝聚并镜像消除：对第二门限栅格集合进行序贯凝聚，得到对应的点迹集合，将点迹集合中的点迹按累加结果降序排序，将排序后的点迹集合中的第一个点迹存入最终点迹集合，并将第一个点迹从点迹集合中删除，得到新的点迹集合，其中，累加结果由与点迹相对应的栅格的各接收通道的单通道检测统计量累加得到；第一判断模块，用于判断镜像消除是否完成：判断新的点迹集合是否为空集：若新的点迹集合不为空集，则将新的点迹集合作为当前栅格组，重新触发确定模块；若新的点迹集合为空集，则触发第二判断模块；第二判断模块，用于判断当前迭代次数是否达到预设迭代次数：若当前迭代次数未达到预设迭代次数，则将当前迭代次数加1，清除当前栅格组中不在指定区域的栅格，重新触发确定模块，其中，指定区域根据上一个当前栅格组中存在目标的栅格确定；若当前迭代次数达到预设迭代次数，则将最终点迹集合作为目标检测结果。
[0013]
本公开的另一个方面，提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行前文记载的基于迭代栅格的分布式雷达目标检测方法。
[0014]
本公开的另一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现前文记载的基于迭代栅格的分布式雷达目标检测方法。
[0015]
本公开相对于现有技术而言，离线建立多个尺寸的栅格以及栅格与各通道距离单元的索引关系，有效保证了迭代栅格检测的时效性；利用多个尺寸的栅格对三维探测空间进行迭代检测，在迭代检测过程中不断基于上一次迭代检测获得的存在目标的位置及其邻域范围缩小迭代检测范围直至达到预设迭代次数，有效提升了检测效率；并且，在迭代检测过程中，还可以不断利用尺寸更小的栅格在对应的迭代检测范围内进行检测，从而有效保证了检测精度。
附图说明
[0016]
一个或多个实施方式通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施方式的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
[0017]
图1为本公开一实施方式提供的一种基于迭代栅格的分布式雷达目标检测方法的
流程图；图2为本公开另一实施方式提供的一种基于迭代栅格的分布式雷达目标检测方法的流程图；图3为本公开另一实施方式提供的一种基于迭代栅格的分布式雷达目标检测装置的结构示意图；图4为本公开另一实施方式提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0018]
现有技术中，基于空间栅格划分的协同探测系统检测方法包括以下步骤：步骤s1：构建三维空间栅格grid
3d
，将三维探测空间均匀划分为经度、纬度、高度分别为
△
lo、
△
la、
△
h的长方体栅格。
[0019]
步骤s2：计算各三维栅格与各雷达节点对应的方位角θ，俯仰角和距离r。
[0020]
步骤s3：预处理各通道回波数据，即对各通道回波数据进行匹配滤波处理和运动目标探测处理，输出预处理结果序列：，其中，yc(l)表示第c个通道中第l个距离单元的预处理结果序列，m为脉冲编号，mp为脉冲个数。yc[l,m]为第c个通道中第l个距离单元的第m个脉冲的预处理结果序列。
[0021]
步骤s4：建立三维栅格grid
3d
与通道的预处理结果序列yc(inr)的索引信息集inc，索引信息集inc表示为，其中，为发射方位角度检索信息，为接收方位角度检索信息，为发射俯仰角检索信息，为接收俯仰角检索信息，inr为距离检索信息。
[0022]
步骤s5：计算栅格的各接收通道的单通道检测统计量，通道编号c∈[1, n], c∈z。用c表示所有覆盖栅格中心的接收通道集合，则有
∀
c∈c。其中，为检测单元噪声。将栅格的各单通道检测统计量进行累加，得到累加结果。将累加结果k与检测器门限γ
t
进行比较，若累加结果k大于γ
t
，则判决结果为对应栅格存在目标，若累加结果k小于γ
t
，则决结果为对应栅格不存在目标；步骤s6：（1）将各有目标的栅格中各接收通道的单通道统计量与给定的单通道门限γc进行比较，统计各通道检测统计量大于单通道门限γc的栅格，组成门限栅格集合，其中，n
p
为集合p中栅格的数量。
[0023]
（2）统计门限栅格集合p中各栅格的单通道检测统计量大于单通道门限γc的接收通道个数，记为m，依据m/n逻辑判决准则，依次判决集合p中各栅格对应的m/n是否大于门限γc。保留m/n大于门限γc的栅格形成新的集合p
mn
。
[0024]
步骤s7：（1）对集合p
mn
进行序贯凝聚，将序贯凝聚得到的点迹集合p
sort
按照累加统计量即累加结果k降序排序，将集合p
sort
中的第1个点迹存入集合p
clean
，根据预处理结果序列yc(l)的索引信息集inc查找该点迹位置对应的各接收通道预处理数据，将查找出的对应数据yc(inr)置为0，并从p
sort
中删除该点迹。
[0025]
（2）如果p
sort
不为空集，则令grid
3d
=p
sort
，并回到步骤s4；如果p
sort
为空集,则执行步骤s8。
[0026]
步骤s8：以p
clean
作为最终检测点迹集合。
[0027]
上述检测方法只对探测区域进行了一次栅格划分，通过遍历各栅格区域完成目标检测。并且，为了保证较高的检测精度，上述检测方法中的栅格尺寸往往需要与雷达节点的距离分辨率接近。因此，在面对大探测场景时，上述检测方法不仅要遍历大量栅格，而且计算量庞大，难以满足高效能检测的发展需求。
[0028]
为使本公开实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本公开各实施方式中，为了使读者更好地理解本公开而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本公开所要求保护的技术方案。以下各个实施方式的划分是为了描述方便，不应对本公开的具体实现方式构成任何限定，各个实施方式在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。
[0029]
本公开的一个实施方式涉及一种基于迭代栅格的分布式雷达目标检测方法，其流程如图1所示，包括：步骤101，离线构建三维空间栅格：分别利用基于初始栅格尺寸、预设迭代栅格尺寸比例系数和预设迭代次数确定的不同尺寸长方体的栅格，对三维探测空间进行均匀划分，得到与三维探测空间相对应的多个栅格组，其中，初始栅格尺寸包括栅格的经度维尺寸、纬度维尺寸和高度维尺寸，经度维尺寸、纬度维尺寸和高度维尺寸均远大于雷达距离分辨率。
[0030]
示例性的，步骤101具体包括：分别利用尺寸为(q1×
q2×
q3)/(k3)0,
……
,(q1×
q2×
q3)/(k3)n,
……
,(q1×
q2×
q3)/(k3)u的长方体的栅格，对三维探测空间进行均匀划分，得到对应的栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu。其中，q1代表初始栅格尺寸中栅格的经度维尺寸，q2代表初始栅格尺寸中栅格的纬度维尺寸，q3代表初始栅格尺寸中栅格的高度维尺寸，n=0,1,2,
…
,u表示栅格组的编号，u表示预设迭代次数，k表示预设迭代栅格尺寸比例系数。
[0031]
需要说明的是，q1、q2、q3作为初始栅格尺寸中不同维度的尺寸，均远大于雷达距离分辨率。
[0032]
通过利用远大于雷达距离分辨率的初始栅格尺寸将三维探测空间划分为尺寸依次减小的栅格组成的栅格组，可以使后续的栅格检测不断利用尺寸较小的栅格进行，从而有效保证了检测精度。
[0033]
示例性的，在步骤101中，可以将不同尺寸栅格的经度坐标分别存储至矩阵j0、
……
、jn、
……
、ju，将不同尺寸栅格的纬度坐标分别存储至矩阵v0、
……
、v n
、
……
、v u
，将不同尺寸栅格的高度坐标分别存储至矩阵g0、
……
、g n
、
……
、g u
。矩阵j0、
……
、jn、
……
、ju可以表示为：
其中，矩阵j0、
……
、jn、
……
、ju分别存储栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu中各栅格的经度坐标，i0、
…
、in、
…
、iu分别为栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu中各栅格的经度编号，lo0、
…
、lon、
…
、lou分别为栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu中的经度编号的总个数，j
i0,0
、
…
、j
in,n
、
…
、j
iu,u
分别为栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu中栅格的经度编号i0、
…
、in、
…
、iu对应的经度坐标。
[0034]
矩阵v0、
……
、v n
、
……
、v u
可以表示为：其中，矩阵v0、
……
、v n
、
……
、v u
分别存储栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu中各栅格的纬度坐标，j0、
…
、jn、
…
、ju分别为栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu中各栅格的纬度编号，la0、
…
、lan、
…
、lau分别为栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu中的纬度编号的总个数，v
j0,0
、
…
、v
jn,n
、
…
、v
ju,u
分别为栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu中栅格的纬度编号j0、
…
、jn、
…
、ju对应的纬度坐标。
[0035]
矩阵g0、
……
、g n
、
……
、g u
可以表示为：其中，矩阵g0、
……
、g n
、
……
、g u
分别存储栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu中各栅格的高度坐标，e0、
…
、en、
…
、eu分别为栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu中各栅格的高度编号，h0、
…
、hn、
…
、hu分别为栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu中的高度编号的总个数，g
e0,0
、
…
、g
en,n
、
…
、g
eu,u
分别为栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu中栅格的高度编号e0、
…
、en、
…
、eu对应的高度坐标。
[0036]
步骤102，分别计算各栅格组中各栅格与各雷达节点对应的方位、俯仰和距离。
[0037]
步骤103，离线构建各栅格组与各通道距离单元对应的索引信息集。索引信息集包括栅格组中各栅格在对应通道下的索引信息，索引信息包括发射方位角度检索信息、接收方位角度检索信息、发射俯仰角检索信息、接收俯仰角检索信息、距离检索信息。
[0038]
示例性的，索引信息集表示为：其中，i
c0
,
……
,i
cn
,
……
,i
cu
分别表示栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu对应的索引信息集，分别表示栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu中栅格的发射方位角度检索信息分别表示栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu中栅格的接收方位角度检索信息，分别表示栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu中栅格的发射俯仰角检索信息，分别表示栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu中栅格的接收俯仰角检索信息，i
r0
,
……
,i
rn
,
……
,i
ru
分别表示栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu中栅格的距离检索信息。
[0039]
步骤104，预处理各通道的回波数据，得到各通道的预处理结果序列。预处理包括匹配滤波处理和运动目标探测处理。
[0040]
示例性的，预处理结果序列可以表示为：。其中，sc(d)表示第c个通道中第d个距离单元的预处理结果序列。w为脉冲编号，w为脉冲个数。sc[d,w]为第c个通道中第d个距离单元的第w个脉冲的预处理结果序列。
[0041]
步骤105，确定当前栅格组中存在目标的栅格：基于预处理结果序列以及与当前迭代次数对应的距离检索信息，在当前栅格组进行栅格检测，确定出当前栅格组中存在目标的栅格，其中，当前栅格组为与当前迭代次数相对应的栅格组。
[0042]
示例性的，步骤105具体包括：基于预处理结果序列以及与当前迭代次数对应的距离检索信息，分别计算当前栅格组中各栅格的各接收通道的单通道检测统计量；将同一栅格的各接收通道的单通道检测统计量进行累加，得到当前栅格组中各栅格分别对应的累加结果；将累加结果与预设检测器门限进行比较，选取累加结果大于预设检测器门限的栅格，作为当前栅格组中存在目标的栅格。
[0043]
具体的，将当前栅格组记为gridu，u表示当前迭代次数，则当前栅格组gridu中各栅
格的各接收通道的单通道检测统计量可以表示为，其中，c∈[1, n]且c∈z，n为接收通道个数，i
ru
为当前栅格组gridu中栅格的距离检索信息，为检测单元噪声。用c表示所有覆盖栅格中心的接收通道集合，则有
∀
c∈c。将当前栅格组gridu中同一栅格的各接收通道的单通道检测统计量进行累加，得到当前栅格组gridu中各栅格分别对应的累加结果k1，则累加结果k1可以表示为。分别将当前栅格组gridu中各栅格对应的累加结果k1与预设检测器门限t进行比较，选取累加结果k1大于预设检测器门限t的栅格，作为当前栅格组gridu中存在目标的栅格。
[0044]
步骤106，基于m/n准则进行逻辑判决：将当前栅格组中存在目标的栅格的各接收通道的单通道检测统计量分别与预设单通道门限进行比较，将单通道检测统计量大于预设单通道门限的栅格组成第一门限栅格集合。
[0045]
具体的，将当前栅格组gridu中存在目标的栅格的各接收通道的单通道检测统计量分别与预设单通道门限tc进行比较，将单通道检测统计量大于预设单通道门限tc的栅格分别记为p1,p2,
…
,p
n2
，并将p1,p2,
…
,p
n2
组成第一门限栅格集合p1，则有，其中，n2为第一门限栅格集合p1中的栅格的数量。
[0046]
将第一门限栅格集合中各栅格对应的接收通道的个数记为n，统计第一门限栅格集合中各栅格对应的单通道检测统计量大于预设单通道门限的接收通道的个数m，依据m/n逻辑判决准则，依次判断第一门限栅格集合中各栅格对应的m/n是否大于预设单通道门限，将m/n大于预设单通道门限的栅格组成第二门限栅格集合。
[0047]
具体的，将第一门限栅格集合p1中各栅格对应的接收通道的个数记为n，统计第一门限栅格集合p1中各栅格对应的单通道检测统计量大于预设单通道门限tc的接收通道的个数，将统计出的接收通道的个数记为m，依据m/n逻辑判决准则，依次判断第一门限栅格集合p1中各栅格对应的m/n是否大于预设单通道门限tc，将m/n大于预设单通道门限tc的栅格组成第二门限栅格集合p2。
[0048]
步骤107，序贯凝聚并镜像消除：对第二门限栅格集合进行序贯凝聚，得到对应的点迹集合，将点迹集合中的点迹按累加结果降序排序，将排序后的点迹集合中的第一个点迹存入最终点迹集合，并将第一个点迹从点迹集合中删除，得到新的点迹集合，其中，累加结果由与点迹相对应的栅格的各接收通道的单通道检测统计量累加得到。
[0049]
具体的，对第二门限栅格集合p2进行序贯凝聚，得到对应的点迹集合ps，将点迹集合ps中的点迹按累加结果k1降序排序，将排序后的点迹集合ps中的第一个点迹存入最终点迹集合p
cl
，并将该第一个点迹从点迹集合ps中删除，得到新的点迹集合ps。
[0050]
示例性的，在将排序后的点迹集合中的第一个点迹存入最终点迹集合之后，所述方法还包括：根据当前栅格组对应的索引信息集查找第一个点迹的位置对应的各接收通道的预处理结果序列，将查找出的预处理结果序列置为0。通过将查找出的预处理结果序列置为0，可以有效减少后续迭代栅格检测过程中的计算量，从而提高检测效率。
[0051]
具体的，在将排序后的点迹集合ps中的第一个点迹存入最终点迹集合p
cl
之后，还
可以根据当前栅格组gridu对应的索引信息集i
cu
查找该第一个点迹的位置对应的各接收通道的预处理结果序列，将查找出的预处理结果序列sc(i
ru
)置为0。
[0052]
步骤108，判断镜像消除是否完成：判断新的点迹集合是否为空集：若新的点迹集合不为空集，则将新的点迹集合作为当前栅格组，回到确定当前栅格组中存在目标的栅格的步骤；若新的点迹集合为空集，则判断当前迭代次数是否达到预设迭代次数。
[0053]
具体的，判断新的点迹集合ps是否为空集：若新的点迹集合ps不为空集，则说明镜像消除未完成，将新的点迹集合ps作为当前栅格组gridu即令grid
u =ps，回到确定当前栅格组中存在目标的栅格的步骤即步骤105。示例性的，在新的点迹集合ps不为空集时，还可以清除当前栅格组gridu对应的索引信息集i
cu
中不在新的点迹集合ps中的栅格的索引信息。通过清除当前栅格组对应的索引信息集中不在新的点迹集合中的栅格的索引信息，可以有效减少后续迭代栅格检测过程中的计算量，从而提高检测效率。
[0054]
若新的点迹集合ps为空集，则说明镜像消除完成，执行步骤109。
[0055]
步骤109，判断当前迭代次数是否达到预设迭代次数：若当前迭代次数未达到预设迭代次数，则将当前迭代次数加1，清除当前栅格组中不在指定区域的栅格，回到确定当前栅格组中存在目标的栅格的步骤，其中，指定区域根据上一个当前栅格组中存在目标的栅格确定；若当前迭代次数达到预设迭代次数，则将最终点迹集合作为目标检测结果。
[0056]
具体的，判断当前迭代次数u是否达到预设迭代次数u即u是否等于u：若当前迭代次数u未达到预设迭代次数u即ps为空集且u≠u，则将当前迭代次数加1即令u=u+1，清除当前栅格组gridu中不在指定区域的栅格，回到确定当前栅格组中存在目标的栅格的步骤即步骤105。其中，指定区域根据上一个当前栅格组即grid
u-1
中存在目标的栅格确定。示例性的，在当前迭代次数u未达到预设迭代次数u即ps为空集且u≠u时，还可以清除当前栅格组gridu对应的索引信息集i
cu
中不在指定区域的栅格的索引信息。通过清除当前栅格组gridu对应的索引信息集i
cu
中不在指定区域的栅格的索引信息，可以有效减少后续迭代栅格检测过程中的计算量，从而提高检测效率。
[0057]
若当前迭代次数u达到预设迭代次数u即ps为空集且u=u，则将最终点迹集合p
cl
作为目标检测结果。
[0058]
示例性的，指定区域可以通过以下步骤确定：将最终点迹集合中各栅格的位置信息存储为位置集合，位置信息包括经度坐标、纬度坐标、高度坐标。
[0059]
具体的，可以将最终点迹集合p
cl
中各栅格的位置信息存储为位置集合location，位置集合location可以表示为location=[(jq,vq,gq) | q=1,2,
…
,n
loc
]，其中，jq为栅格q的经度坐标，vq为栅格q的纬度坐标，gq为栅格q的高度坐标，q=1,2,
…
,n
loc
为最终点迹集合p
cl
中的栅格编号，n
loc
为最终点迹集合p
cl
中的栅格数量。
[0060]
基于位置集合、初始栅格尺寸、预设迭代栅格尺寸比例系数以及上一个当前迭代次数，在上一个当前栅格组中确定指定区域。
[0061]
具体的，可以基于位置集合location、初始栅格尺寸q1至q3、预设迭代栅格尺寸比例系数k以及上一个当前迭代次数u-1，在上一个当前栅格组grid
u-1
中确定指定区域。例如，指定区域可以为上一个当前栅格组grid
u-1
中经度处于[j
q-(3q1/2k
u-1
), jq+(3q1/2k
u-1
)]范
围、纬度处于[v
q-(3q2/2k
u-1
), vq+(3q2/2k
u-1
)]范围、高度处于[g
q-(3q3/2k
u-1
), gq+(3q3/2k
u-1
)]范围的区域，其中，u为当前迭代次数。
[0062]
本公开实施方式相对于现有技术而言，离线建立多个尺寸的栅格以及栅格与各通道距离单元的索引关系，有效保证了迭代栅格检测的时效性；利用多个尺寸的栅格对三维探测空间进行迭代检测，在迭代检测过程中不断基于上一次迭代检测获得的存在目标的位置及其邻域范围缩小迭代检测范围直至达到预设迭代次数，有效提升了检测效率；并且，在迭代检测过程中，还可以不断利用尺寸更小的栅格在对应的迭代检测范围内进行检测，从而有效保证了检测精度。
[0063]
为使本领域技术人员能够更好地理解上述实施方式，下面以一具体示例进行说明。
[0064]
如图2所示，一种基于迭代栅格的分布式雷达目标检测方法，包括以下步骤：步骤s01：将预设迭代次数记为u，预设迭代栅格尺寸比例系数记为k，变量u赋初值为0作为当前迭代次数。
[0065]
步骤s02：离线构建三维空间栅格：分别利用尺寸为(q1×
q2×
q3)/(k3)0,
……
,(q1×
q2×
q3)/(k3)n,
……
,(q1×
q2×
q3)/(k3)u的长方体的栅格，对三维探测空间进行均匀划分，得到对应的栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,grid
u (n=0,1,2,
…
,u)。其中，q1代表初始栅格尺寸中栅格的经度维尺寸，q2代表初始栅格尺寸中栅格的纬度维尺寸，q3代表初始栅格尺寸中栅格的高度维尺寸，q1、q2、q3均远大于雷达距离分辨率，n=0,1,2,
…
,u表示栅格组的编号。使用矩阵j0、
……
、jn、
……
、ju存储各尺寸栅格的经度坐标，使用矩阵v0、
……
、v n
、
……
、v u
存储各尺寸栅格的纬度坐标，使用矩阵g0、
……
、g n
、
……
、g u
存储各尺寸栅格的高度坐标。
[0066]
矩阵j0、
……
、jn、
……
、ju表示为：其中，矩阵j0、
……
、jn、
……
、ju分别存储栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu中各栅格的经度坐标，i0、
…
、in、
…
、iu分别为栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu中各栅格的经度编号，lo0、
…
、lon、
…
、lou分别为栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu中的经度编号的总个数，j
i0,0
、
…
、j
in,n
、
…
、j
iu,u
分别为栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu中栅格的经度编号i0、
…
、in、
…
、iu对应的经度坐标。
[0067]
矩阵v0、
……
、v n
、
……
、v u
表示为：
其中，矩阵v0、
……
、v n
、
……
、v u
分别存储栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu中各栅格的纬度坐标，j0、
…
、jn、
…
、ju分别为栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu中各栅格的纬度编号，la0、
…
、lan、
…
、lau分别为栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu中的纬度编号的总个数，v
j0,0
、
…
、v
jn,n
、
…
、v
ju,u
分别为栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu中栅格的纬度编号j0、
…
、jn、
…
、ju对应的纬度坐标。
[0068]
矩阵g0、
……
、g n
、
……
、g u
表示为：其中，矩阵g0、
……
、g n
、
……
、g u
分别存储栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu中各栅格的高度坐标，e0、
…
、en、
…
、eu分别为栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu中各栅格的高度编号，h0、
…
、hn、
…
、hu分别为栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu中的高度编号的总个数，g
e0,0
、
…
、g
en,n
、
…
、g
eu,u
分别为栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu中栅格的高度编号e0、
…
、en、
…
、eu对应的高度坐标。
[0069]
步骤s03：分别计算各栅格组中各三维栅格与各雷达节点对应的方位、俯仰和距离。
[0070]
步骤s04：离线构建各栅格组与各通道距离单元对应的索引信息集。即，离线构建各尺寸栅格对应的栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu与数据距离单元的索引，得到对应的索引信息集i
c0
,
……
,i
cn
,
……
,i
cu
，表示为：其中，i
c0
,
……
,i
cn
,
……
,i
cu
分别表示栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu对应
的索引信息集，分别表示栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu中栅格的发射方位角度检索信息，分别表示栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu中栅格的接收方位角度检索信息，分别表示栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu中栅格的发射俯仰角检索信息，分别表示栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu中栅格的接收俯仰角检索信息，i
r0
,
……
,i
rn
,
……
,i
ru
分别表示栅格组grid0,
……
,gridn,
……
,gridu中栅格的距离检索信息。
[0071]
步骤s05：预处理即匹配滤波处理和运动目标探测处理各通道的回波数据，得到各通道的预处理结果序列。其中，sc(d)表示第c个通道中第d个距离单元的预处理结果序列。w为脉冲编号，w为脉冲个数。sc[d,w]为第c个通道中第d个距离单元的第w个脉冲的预处理结果序列。
[0072]
步骤s06：计算当前栅格组gridu中各栅格的单通道检测统计量，累加单通道检测统计量并进行累积量阈值检测：计算当前栅格组gridu中各栅格的各接收通道的单通道检测统计量，其中，c∈[1, n]且c∈z，n为接收通道个数，i
ru
为当前栅格组gridu中栅格的距离检索信息，为检测单元噪声。用c表示所有覆盖栅格中心的接收通道集合，则有
∀
c∈c。将当前栅格组gridu中同一栅格的各接收通道的单通道检测统计量进行累加，得到当前栅格组gridu中各栅格分别对应的累加结果。分别将当前栅格组gridu中各栅格对应的累加结果k1与预设检测器门限t进行比较，选取累加结果k1大于预设检测器门限t的栅格，作为当前栅格组gridu中存在目标的栅格。
[0073]
步骤s07：基于m/n准则进行逻辑判决：（1）将当前栅格组gridu中存在目标的栅格的各接收通道的单通道检测统计量分别与预设单通道门限tc进行比较，统计单通道检测统计量大于预设单通道门限tc的栅格，组成第一门限栅格集合，其中，n2为第一门限栅格集合p1中的栅格的数量。
[0074]
（2）统计第一门限栅格集合p1中各栅格对应的单通道检测统计量大于预设单通道门限tc的接收通道的个数，记为m，依据m/n逻辑判决准则，依次判断第一门限栅格集合p1中各栅格对应的m/n是否大于预设单通道门限tc，将m/n大于预设单通道门限tc的栅格组成第二门限栅格集合p2。
[0075]
步骤s08：序贯凝聚并镜像消除：对第二门限栅格集合p2进行序贯凝聚，得到对应的点迹集合ps，将点迹集合ps中的点迹按累加结果k1降序排序，将排序后的点迹集合ps中的第一个点迹存入最终点迹集合
p
cl
，根据当前栅格组gridu对应的索引信息集i
cu
查找该第一个点迹的位置对应的各接收通道的预处理结果序列sc(i
ru
)，将查找出的预处理结果序列sc(i
ru
)置为0，并将该第一个点迹从点迹集合ps中删除，得到新的点迹集合ps。
[0076]
步骤s09：判断镜像消除是否完成：判断新的点迹集合ps是否为空集：若新的点迹集合ps不为空集，则令grid
u =ps，清除当前栅格组gridu对应的索引信息集i
cu
中不在新的点迹集合ps中的栅格的索引信息，并回到步骤s06。若新的点迹集合ps为空集，则执行步骤s010。
[0077]
步骤s010：判断当前迭代次数u是否达到预设迭代次数u即u是否等于u：若ps为空集且u≠u，则：（1）令u=u+1，统计最终点迹集合p
cl
中各栅格的位置信息包括经度坐标、纬度坐标、高度坐标，存储为集合location=[(jq,vq,gq) | q=1,2,
…
,n
loc
]，其中，jq为栅格q的经度坐标，vq为栅格q的纬度坐标，gq为栅格q的高度坐标，q=1,2,
…
,n
loc
为最终点迹集合p
cl
中的栅格编号，n
loc
为最终点迹集合p
cl
中的栅格数量。
[0078]
（2）基于当前的最终点迹集合p
cl
中已存储的可能存在目标的栅格，参考位置集合location存储的位置信息，依次在上一个当前栅格组grid
u-1
中查找经度处于[j
q-(3q1/2k
u-1
), jq+(3q1/2k
u-1
)]范围、纬度处于[v
q-(3q2/2k
u-1
), vq+(3q2/2k
u-1
)]范围、高度处于[g
q-(3q3/2k
u-1
), gq+(3q3/2k
u-1
)]范围的所有区域作为指定区域，清除当前栅格组gridu中不在指定区域的栅格，清除当前栅格组gridu对应的索引信息集i
cu
中不在指定区域的栅格的索引信息，并回到步骤s06。
[0079]
若ps为空集且u=u，则执行步骤s011。
[0080]
步骤s011：将最终点迹集合p
cl
作为目标检测结果，即，将最终点迹集合p
cl
作为最终检测出的点迹集合并进行点迹输出。
[0081]
本公开的另一个实施方式涉及一种基于迭代栅格的分布式雷达目标检测装置，如图3所示，包括：第一构建模块301，用于离线构建三维空间栅格：分别利用基于初始栅格尺寸、预设迭代栅格尺寸比例系数和预设迭代次数确定的不同尺寸长方体的栅格，对三维探测空间进行均匀划分，得到与三维探测空间相对应的多个栅格组，其中，初始栅格尺寸包括栅格的经度维尺寸、纬度维尺寸和高度维尺寸，经度维尺寸、纬度维尺寸和高度维尺寸均远大于雷达距离分辨率；计算模块302，用于分别计算各栅格组中各栅格与各雷达节点对应的方位、俯仰和距离；第二构建模块303，用于离线构建各栅格组与各通道距离单元对应的索引信息集，索引信息集包括栅格组中各栅格在对应通道下的索引信息，索引信息包括发射方位角度检索信息、接收方位角度检索信息、发射俯仰角检索信息、接收俯仰角检索信息、距离检索信息；预处理模块304，用于预处理各通道的回波数据，得到各通道的预处理结果序列，预处理包括匹配滤波处理和运动目标探测处理；确定模块305，用于确定当前栅格组中存在目标的栅格：基于预处理结果序列以及与当前迭代次数对应的距离检索信息，在当前栅格组进行栅格检测，确定出当前栅格组中
存在目标的栅格，其中，当前栅格组为与当前迭代次数相对应的栅格组；判决模块306，用于基于m/n准则进行逻辑判决：将当前栅格组中存在目标的栅格的各接收通道的单通道检测统计量分别与预设单通道门限进行比较，将单通道检测统计量大于预设单通道门限的栅格组成第一门限栅格集合；将第一门限栅格集合中各栅格对应的接收通道的个数记为n，统计第一门限栅格集合中各栅格对应的单通道检测统计量大于预设单通道门限的接收通道的个数m，依据m/n逻辑判决准则，依次判断第一门限栅格集合中各栅格对应的m/n是否大于预设单通道门限，将m/n大于预设单通道门限的栅格组成第二门限栅格集合；消除模块307，用于序贯凝聚并镜像消除：对第二门限栅格集合进行序贯凝聚，得到对应的点迹集合，将点迹集合中的点迹按累加结果降序排序，将排序后的点迹集合中的第一个点迹存入最终点迹集合，并将第一个点迹从点迹集合中删除，得到新的点迹集合，其中，累加结果由与点迹相对应的栅格的各接收通道的单通道检测统计量累加得到；第一判断模块308，用于判断镜像消除是否完成：判断新的点迹集合是否为空集：若新的点迹集合不为空集，则将新的点迹集合作为当前栅格组，重新触发确定模块305；若新的点迹集合为空集，则触发第二判断模块309；第二判断模块309，用于判断当前迭代次数是否达到预设迭代次数：若当前迭代次数未达到预设迭代次数，则将当前迭代次数加1，清除当前栅格组中不在指定区域的栅格，重新触发确定模块305，其中，指定区域根据上一个当前栅格组中存在目标的栅格确定；若当前迭代次数达到预设迭代次数，则将最终点迹集合作为目标检测结果。
[0082]
本公开实施方式提供的基于迭代栅格的分布式雷达目标检测装置的具体实现方法，可以参见本公开实施方式提供的基于迭代栅格的分布式雷达目标检测方法所述，此处不再赘述。
[0083]
本公开实施方式相对于现有技术而言，离线建立多个尺寸的栅格以及栅格与各通道距离单元的索引关系，有效保证了迭代栅格检测的时效性；利用多个尺寸的栅格对三维探测空间进行迭代检测，在迭代检测过程中不断基于上一次迭代检测获得的存在目标的位置及其邻域范围缩小迭代检测范围直至达到预设迭代次数，有效提升了检测效率；并且，在迭代检测过程中，还可以不断利用尺寸更小的栅格在对应的迭代检测范围内进行检测，从而有效保证了检测精度。
[0084]
本公开的另一个实施方式涉及一种电子设备，如图4所示，包括：至少一个处理器401；以及，与至少一个处理器401通信连接的存储器402；其中，存储器402存储有可被至少一个处理器401执行的指令，指令被至少一个处理器401执行，以使至少一个处理器401能够执行上述实施方式所述的基于迭代栅格的分布式雷达目标检测方法。
[0085]
其中，存储器和处理器采用总线方式连接，总线可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线将一个或多个处理器和存储器的各种电路连接在一起。总线还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路连接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口在总线和收发机之间提供接口。收发机可以是一个元件，也可以是多个元件，比如多个接收器和发送器，提供用于在传输介质上与
各种其他装置通信的单元。经处理器处理的数据通过天线在无线介质上进行传输，进一步，天线还接收数据并将数据传送给处理器。
[0086]
处理器负责管理总线和通常的处理，还可以提供各种功能，包括定时，外围接口，电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器可以被用于存储处理器在执行操作时所使用的数据。
[0087]
本公开的另一个实施方式涉及一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述实施方式所述的基于迭代栅格的分布式雷达目标检测方法。
[0088]
即，本领域技术人员可以理解，实现上述实施方式所述方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备（可以是单片机，芯片等）或处理器（processor）执行本公开各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器（read-only memory，rom）、随机存取存储器（random access memory，ram）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0089]
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本公开的具体实施方式，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本公开的精神和范围。