地面活动目标识别算法研究

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1、哈尔滨工业大学工学硕士学位论文第1章绪论1.1引言雷达对目标的探测、定位、导航和跟踪，在已经有了精确的定位或已经跟踪到目标的同时，还希望知道该目标具体为什么物体，于是从20世纪50年代末[1]期一种新的雷达技术兴起，即雷达目标识别技术。雷达目标识别(RTR)是指利用雷达对单个目标或目标群进行探测，对所获取的信息进行分析，从而确定[2]目标的种类、型号等属性的技术。雷达目标识别技术是现代雷达技术的重要[3~5]组成部分，迄今为止已经积累了一大批卓有意义的理论与技术成果，仍然是学术界、工程界的研究热点之一。1.1.1课题背景地面目标的识别在目标

2、识别中较为常见，也是发展最早的识别技术。随着雷达技术的发展，对雷达的要求已经不仅是测量目标的距离、方位和速度等信息，还迫切的要求能够从回波中获取关于目标的尺寸、形状和目标类别等更为重要的信息。现代化战争的需求使目标的识别技术发展提上日程。战场侦察为目的的目标识别，是发展最早识别技术。目前，美国、英国、法国、俄罗斯等都研制了不同功能的战场侦察传感器系统，许多型号已经大量装备部[6]队并应用于实战中。地面战场传感系统的主要功能是完成目标识别和目标定位、跟踪等。在复杂的战场环境下，对目标的定位、跟踪技术，一直是研究的难点之一。地面活动目标的识别最

3、早也是在雷达应用中诞生地，但最初是以人工识别[6]的方式工作的，在上个世纪七八十年代我国还有部分雷达为此种工作方式。随着信息处理手段和目标识别技术的发展，地面活动目标的自动识别方法逐渐被人们应用于实际当中，如经典谱估计的方法，此时的特征主要是以多普勒频移作为特征。目前情况下，目标识别方法日益多样化，小波分析、神经网络等在目标识别领域被人们所广泛应用，并成为研究热点。本课题主要是研究地面活动目标自动识别算法,针对原有的经典谱分析法，提出了通过构建神经网络来实现地面活动目标的自动识别的任务。-1-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文1.1.2选题意义

4、和研究目的地面活动目标在我们的生活中普遍存在的，例如人与车辆等目标都属于此类。在战场上的敌军、卡车、坦克等目标也属此类，它们的识别都具有重要的作用和意义。在战场上，实时地识别探测到的目标属性，对战场的作战指挥显然极为有利。自动识别是基于传统的经典谱分析的基础上对信号进行特征的提取，再通过神经网络训练学习以达到目标识别的效果。[7]自动识别与人工识别相比明显要具备强大的优势：首先，统一性的要求，现代化的社会要求协作单元具有快速反应能力，各运转单元能自动统一协调工作，因此不应有人的过多参与。其次，稳定性的要求，人工识别受主观因素影响很大，识别的

5、效率与操纵员所受训练程度、操纵员的状态、素质等因素有关，长时间工作人也容易疲劳。最后，实时性的要求，人工参与识别必将造成许多的不便，地点与环境的限制造成了人工识别应用范围的狭窄，同时人工参与必将造成反应时间过长，不利于更早、更快的识别目标。总结自动识别对于人工识别的各种优势，对于自动识别方法的研究是完全必要的，也是势在必行的。本课题的任务就是要完成地面活动目标自动识别算法的研究，寻求合适的识别方式，达到自动识别的目的。1.2国内外发展综述雷达目标识别的研究始于20世纪50年代末期。当时，美国用AN/FPS-16跟踪前苏联的卫星Sputnik

6、Ⅱ,DKBarton根据回波信号的起伏规律，推断卫星上带有角反射器。Barton划时代的推断深刻改变了雷达自身的内涵，标志着雷达[8]测量已经由普通的米制测量走向特征测量的新阶段。此后的40多年间，雷达目标识别技术得到迅速发展，已成为当今国内外高技术领域的一个重要学术方向。1.2.1识别技术的发展概述随着社会信息化的高速发展，社会需求对于目标识别提出了越来越高的要求，同时信号处理方式和手段不断更新换代，目标识别技术获得了高速发展的机会和应用平台。飞速发展的模式识别技术和信号处理技术也使目标识别成为-2-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文可能。识

7、别技术最初是由雷达探测在军事上的应用提出的，从上个世纪四五十年代雷达应用开始，识别技术也孕育而生。[9]将目标识别的概念引入雷达系统的一部分是有几个方面的原因的。首先，通常不但希望能够探测到雷达波束照射范围内的目标，而且在知道已有目标存在之外，还希望能了解到一些有关目标的其它情况。其次，在信号处理领域中的进展已经对雷达数据处理的研究方向产生影响。明显的证据便是研制成运算速度快、重量轻、价格不太贵的各种硬件。这些进展带来的一个间接后果是对目标识别兴趣的日益增加。第三，雷达的某些特有性能也让人们优先考虑把雷达探测器用于目标识别[10]方面。自7

8、0年代起，就有大批专家从事雷达目标识别的研究，并取得了一些成[11]果。概括地说，现在的雷达目标识别技术基本集中在以下几个方面：(1)基于目标频率响应的识别雷达工作于谐振区和瑞利