基于多普勒频偏估计的单帧图像低速运动目标检测方法

BillScot2

摘 要：常用的图像域运动目标检测跟踪方法对虚警率较敏感，当虚警率较高时，目标检测跟踪的实时性受限。为
了降低目标初始检测的虚警率，进而提高目标检测跟踪的实时性，该文提出一种基于多普勒频偏估计的单帧图像低
7 r4 {, _. W; r9 I  C1 L速运动目标检测算法，通过发射多普勒不敏感的 LFM 脉冲对，忽略多普勒效应对成像结果的影响，但在图像域检
6 D- D; M% w. N测的同时，利用目标回波的多普勒频偏信息进行静目标和杂波亮点的剔除，基于单帧数据，减小运动目标检测的虚
警率，实现单帧图像的运动目标检测，从而为目标跟踪奠定良好基础。该算法首先进行图像域的恒虚警检测，再利
; S  W  B, S4 e6 z用宽带时域波束形成和复相关频率测量法，对检测亮点处的波束输出信号进行多普勒测频，仅通过单帧图像就可有
效剔除静目标和杂波亮点。同时为了改善宽带时域波束形成的性能，利用 2 阶锥规划设计滤波器的系数，用 9 阶
1 [1 I5 u+ `) R  S* d' r! r7 C/ qFIR 滤波器实现了 0.01 倍采样点的小数时延，提高了多普勒频偏的估计精度。最后通过计算机仿真和水池试验验
8 h6 ?+ x% q' n% a- `5 a0 C% c证了所提算法的有效性。
关键词：2 维成像；动目标检测；多普勒频偏估计；小数时延
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