基于自注意力机制的雷达弱目标检测
2023-09-13齐美彬李亚斌项厚宏杨艳芳张学森
齐美彬,李亚斌,项厚宏,杨艳芳,张学森
(1.合肥工业大学计算机与信息工程学院,安徽合肥 230009;2.中国电子科技集团公司第三十八研究所,安徽合肥 230088)
0 引 言
近年来,小型无人机等一系列低空慢速的小目标的研发实现了较快的发展,其数量也日益增多。为了更好地防止低空事故的发生,如何检测到这些弱目标,成为了近年来雷达领域的热点之一。但是在雷达目标检测中,弱目标因其散射截面积(Radar Cross Section, RCS)小,信噪比(Signal to Noise Ratio,SNR)低,给检测任务带来了巨大的挑战。
传统雷达弱目标的检测大多采用恒虚警方法(Constant False Alarm Rate, CFAR)[1-2]实现目标的定位。但是,由于其回波能量小于周围杂波与噪声,引发大量虚警、漏警现象。该方法的性能过分地依赖于门限值的设定,对目标检测结果造成一定的干扰。
由于卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)[3-4]具备良好的特征提取能力,其已经成功在计算机视觉、自然语言处理等多个领域取得了良好的性能。受到基于深度学习的视觉目标检测成果[5-8]的启发,在卷积神经网络应用于雷达目标检测方面,本文进行了初步探索。
文献[9]设计了一种基于CNN 的检测器实现雷达目标的检测。与传统CFAR 检测器不同,该方法通过使用窗口函数在距离-多普勒(Range-Doppler,RD)图上滑动,根据网络学习到的窗口内的雷达信号特征,来判断滑窗内的RD 图是否包含目标。该检测器采用两个卷积层和两个池化层去提取雷达信号特征。RadCNN[10]在文献[9]的基础上,加深了网络的卷积层至四层,并采用动量随机梯度下降法对网络进行训练。……
