一种FOD雷达对道面伸缩缝虚警的抑制方法

技术领域

本发明涉及一种FOD雷达对道面伸缩缝虚警的抑制方法，属于雷达数据处理技术领域。

背景技术

飞机的起降安全在航空界备受关注，而机场跑道异物FOD(Foreign ObjectDebris)会给飞机起降带来严重的安全威胁，有案例表明，航空器的发动机很容易吸入跑道上的外来“入侵物”，从而导致发动机失效，从而造成大量的财产损失，甚至人员伤亡。目前，我国在机场飞机起降安全方面仍然采用人工方式来搜寻FOD，效率低下、成本高、漏检率高，且在检查期间还需要关闭跑道，难以满足日益繁忙的飞机起降安全保障工作。

FOD探测雷达是一种探测FOD的专业微波设备，可全天时、全天候进行FOD探测，实现对机场道面的实时监测，为FOD排除处置提供准确的定位信息，避免灾难发生。FOD探测雷达主要采用雷达探测技术、视频图像识别技术以及二者相结合的方式来检测飞机跑道上的异物，其中雷达探测技术对金属FOD的探测效果较好，主要采用毫米波雷达对跑道进行扫描，根据反射回波确定FOD的位置，但是，由于机场道面的伸缩缝分布是有明确规律的，通常是每隔若干米就有一条伸缩缝，即伸缩缝在机场道面上是等间隔分布的。而伸缩缝具有一定的宽度和深度，也会形成较强的反射回波，其回波频谱特征与FOD相近，因此会造成较多杂波虚警。

在雷达工程上，如何降低机场道面伸缩缝杂波虚警，是一个基础且至关重要的课题。通常雷达部署应用之前，都需要针对当前道面的杂波特性进行针对性地处理，以使雷达适应当前环境，达到最佳使用性能。但针对道面伸缩缝杂波，传统方法难以过滤；如何从背景杂波中自动识别出地面伸缩缝并滤除，工程难度较高，工程需求迫切。经调研公开文献，尚未出现有效技术可解决该问题。

发明内容

为了解决机场道面伸缩缝杂波虚警问题，本发明提供了一种FOD雷达对道面伸缩缝虚警的抑制方法，所述方法包括：

设定检测门限T

判断数组index中是否存在相邻的距离门，若存在，则只保留相邻的距离门中的一个，得到数组index1；

计算index1中各个距离门两两之间的间隔值，将所有间隔值存入数组interval，设定间隔门限值T

统计interval中各元素出现的频次，设定频次门限值T

针对FOD雷达检测到的任一帧频谱图，获取其中的点迹，形成点迹集合point；利用interval中的元素对点迹集合point进行虚警点查找并剔除。

可选的，所述检测门限T

可选的，所述判断数组index中是否存在相邻的距离门，若存在，则只保留相邻的距离门中的一个，得到数组index1，包括：

设数组index中相邻的距离门为一组相邻距离门，数组index中包含m组相邻距离门，其中第n组相邻距离门包含N个距离门index

第n组相邻距离门中的各距离门对应的功率为[P

将m组相邻距离门进行上述剔除操作后，得到数组index1。

可选的，所述间隔门限值T

可选的，所述频次门限值T

可选的，所述interval中剩余的K个元素从大到小排序。

可选的，所述利用interval中的元素对点迹集合point进行虚警点查找并剔除，包括：

设定虚警剔除门限T

确定所有点迹point(i)所在距离门index

可选的，所述虚警剔除门限T

本申请还提供一种FOD探测方法，所述方法针对FOD雷达的探测结果，利用上述FOD雷达对道面伸缩缝虚警的抑制方法进行虚警抑制。

本发明有益效果是：

本申请考虑到伸缩缝在机场道面上的分布存在明确的规律，进而通过设定回波功率的检测门限初步筛选出可能包含FOD目标的距离门，再通过设定距离门的间隔门限值以及频次门限值，筛选出机场道面伸缩缝的回波功率满足的特征，从而在FOD雷达探测出的FOD目标中剔除可能是伸缩缝产生的虚警。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的一种FOD雷达对道面伸缩缝虚警的抑制方法的流程图。

图2是本发明一个实施例中FOD雷达探测到的一维距离谱仿真图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

技术名词解释：

1、距离门：雷达对距离的计算实际上是通过电磁波在空间中的传播速度进行时间-距离换算的。假设雷达距离目标是R，那么从雷达发射电磁波到达目标再返回接收，飞行了2R的距离，那么飞行时间是t＝2R/c，飞行距离就是R＝ct/2。

现代雷达系统的回波信号由ADC芯片(Analog-to-digital converter，模拟数字转换器，用于将模拟信号转换为数字信号的芯片)采集，在转换的过程中，采样率将回波信号离散化。那么采样率为fs的ADC，其采样时间是Ts＝1/fs。对应到雷达系统上，电磁波在Ts之内飞行一段距离即为距离门，即距离门表示离散采样点对应雷达探测空间中的距离单元。

2、点迹：指雷达检测到的目标信息，可根据得到的回波频谱获得。

实施例一：

本实施例提供一种FOD雷达对道面伸缩缝虚警的抑制方法，所述方法包括：

设定检测门限T

判断数组index中是否存在相邻的距离门，若存在，则只保留相邻的距离门中的一个，得到数组index1；通常，如果一个目标太大，则会占据多个相邻的距离门，因此，如果存在这种情况，则只保留多个相邻的距离门中的一个。

计算index1中各个距离门两两之间的间隔值，将所有间隔值存入数组interval，设定间隔门限值T

统计interval中各元素出现的频次，设定频次门限值T

经过上述步骤的处理，最终可以筛选出伸缩缝所产生的虚拟目标点，后续针对FOD雷达检测到的任一帧频谱图，获取其中的点迹，形成点迹集合point；利用interval中的元素对点迹集合point进行虚警点查找并剔除，即可完成对FOD雷达对道面伸缩缝虚警的抑制。

实施例二

本实施例提供一种FOD雷达对道面伸缩缝虚警的抑制方法，请参考图1，所述方法包括：

(1)设定检测门限T

(2)判断index中是否存在相邻的距离门，若存在，则对距离门剔除，剔除的方法如下：

假设称数组index中相邻的距离门为一组相邻距离门，数组index中包含m组相邻距离门，其中第n组相邻距离门包含N个距离门index

其他m-1组相邻距离门同样执行上述剔除操作。

对m组相邻距离门全部执行上述剔除操作后，数组index中剩余的距离门组成数组数组index1。

下面对频谱图分布特征进行间隔计算

(3)计算index1中各个元素的之间的间隔，将间隔值从大到小排序，存入数组interval。设定间隔门限值T

(4)统计interval中各元素出现的频次，并降序排序，存入数组interval_freq中，interval与interval_freq中的元素一一对应。设定频次门限值T

执行完上述步骤后，所得到的interval中的元素即为所有伸缩缝所产生的虚拟目标点。后续在FOD雷达所探测到的所有目标点中将上述虚拟目标点去除即可完成对FOD雷达对道面伸缩缝虚警的抑制，具体的：

已知雷达检测到的某帧频谱图中的点迹，形成点迹集合point；利用interval中的元素进行虚警点查找并剔除，具体方法如下：

设定虚警剔除门限T

频谱图中的点迹可根据雷达接收到的回波频谱获得。

为进一步介绍本申请方法，下述根据机场具体伸缩缝信息设定检测门限T

(1)设定检测门限T

(2)判断index中是否存在相邻的距离门，经判断，存在相邻距离门，在index中进行距离门剔除。剔除相邻距离门后的index数组记为index1。

对频谱图分布特征进行间隔计算

(3)计算index1中各个元素的之间的间隔，将间隔值从大到小排序，存入数组interval。设定间隔门限值T

(4)统计interval中各元素出现的频次，并降序排序，存入数组interval_freq中。设定频次门限值T

设已知雷达检测到的某帧频谱图中的点迹集合point；设定虚警剔除门限T

经过上述计算，从频谱中找到了图2所标记的4个峰值点，其等间隔为3319个距离门，上述算法可剔除该4个虚警点。

根据机场实际情况，判断本申请方法可将伸缩缝所产生的虚警进行有效去除。

本发明实施例中的部分步骤，可以利用软件实现，相应的软件程序可以存储在可读取的存储介质中，如光盘或硬盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。