基于复数网络的雷达高分辨距离像目标识别方法研究

发布时间：2020-07-18 21:05

【摘要】：原始高分辨距离像数据为复数,不仅可以体现非常多的目标结构信息,还有可高速处理、容易获取等优势,让它在自动目标识别领域有着很高的关注度,并出现在各种研究方向的实验中。本文的主要研究基于神经网络对雷达HRRP的目标识别算法研究。目前的大部分雷达HRRP目标识别方法,为了处理复HRRP的初相敏感性,都只使用了他们的包络信息而去除了相位部分。如何有效利用原始复数样本中的全部信息是本文的核心研究内容。本文对复HRRP特性与如何将深层神经网络用于HRRP目标识别任务深入研究,提出利用复数网络对复HRRP进行目标识别并进行实验说明,具体内容概括如下:1.研究了高分辨距离像目标识别的基本原理。讨论了HRRP的敏感性问题、传统的分类器设计,并以AGC分类器为例做对比实验验证不同预处理方法的作用,结果也显示出预处理对识别结果有显著影响。2.研究了复数高分辨距离像的统计特性。从数学角度对复HRRP的特性进行了详细地介绍,分析了初相对目标识别的影响,解释了不同距离单元的复数高分辨距离像的实部与虚部相互独立的合理性,并且根据复HRRP的分布特性有针对性的设计了预处理步骤,为后续研究复数网络提供了一定的理论基础。3.研究了基于实数网络的雷达目标识别方法。大部分传统目标识别方法的结构都是浅层线性的,一般无法学习到可以利用于识别的深层特征。随着神经网络的发展,出现了许多基于深层神经网络的雷达目标识别方法。相比浅层线性方法,深层神经网络因为其结构特性可以学习到目标层次的有效特征,会有更好的识别性能。我们从基本神经网络入手,介绍了经典的卷积神经网络与残差神经网络,详细分析了它们的结构和工作原理,并将它们利用到对实HRRP的目标识别任务当中,实验表明深层神经网络的性能优于传统目标识别方法。4.研究了基于复数网络的雷达目标识别方法。针对常见目标识别方法去除相位信息,从而造成识别率受限的问题,提出使用复数网络和复数残差网络对复HRRP进行目标识别。介绍了复数网络模型中重要组成部分:复数卷积、复数激励函数、复数批归一化、复数参数初始化,和基于卷积网络的复数残差网络。在对复HRRP进行预处理后的基础上,使用双层复数卷积网络、三层复数卷积网络和双层复数残差网络进行目标识别实验,由于利用了复HRRP的相位信息,因此复数网络得到了高于基于实数网络的HRRP目标识别实验的识别率。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN957.52
【图文】：

5(a) (b) (c)图1.1 三类飞机的实物照片：(a) 雅克-42；(b) 奖状；(c)安-26图1.2 三类目标飞机航迹在地面上的投影1.3.2 论文内容安排本文基于复数神经网络对 HRRP 目标识别展开研究，结合 HRRP 的数据特征和目标特性，分析复数数据的特点，分别使用浅层、深层神经网络对复数 HRRP 进行目标识别，并与实数 HRRP 目标识别性能进行对比。本文内容安排如下：第一章是绪论。从介绍雷达的发展与重要性入手，到描述雷达目标识别的历史背景和研究意义，接下来分别介绍了雷达目标识别、神经网络、复数神经网络和基于神经网络的雷达目标识别几方面的研究历史与现状，包括近年来的基于复数网络的雷达目标识别方法，还有所用 HRRP 实验数据以及论文的主要内容进行简要介绍。第二章主要介绍 HRRP 目标识别的基本理论。本章从数学形式上描述 HRRP 数据

(a) (b) (c)图1.1 三类飞机的实物照片：(a) 雅克-42；(b) 奖状；(c)安-26图1.2 三类目标飞机航迹在地面上的投影1.3.2 论文内容安排本文基于复数神经网络对 HRRP 目标识别展开研究，结合 HRRP 的数据特征和目标特性，分析复数数据的特点，分别使用浅层、深层神经网络对复数 HRRP 进行目标识别，并与实数 HRRP 目标识别性能进行对比。本文内容安排如下：第一章是绪论。从介绍雷达的发展与重要性入手，到描述雷达目标识别的历史背景和研究意义，接下来分别介绍了雷达目标识别、神经网络、复数神经网络和基于神经网络的雷达目标识别几方面的研究历史与现状，包括近年来的基于复数网络的雷达目标识别方法，还有所用 HRRP 实验数据以及论文的主要内容进行简要介绍。第二章主要介绍 HRRP 目标识别的基本理论。本章从数学形式上描述 HRRP 数据

章 高分辨距离像目标识别的基像的基本概念HRRP）是用宽带雷达获取的目标散射点子含了很多关于目标的信息，可以从目标散射on，RCS）沿雷达视线（LineofSight，LOS）情况。如图 2.1 是雷达高分辨距离像的生成示射点反射的回波在投影上相加形成 HRRP，，让距离像有确切的物理意义，对目标识别数据为复数，不仅可以体现非常多的目标结处理、容易获取等优势，让它在自动目标识目标识别方法已成为主流实时目标识别手段

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 李筠;于连庆;杨予昊;;基于高分辨距离像的空中目标长度提取方法[J];现代雷达;2018年07期

2 包云霞;毛二可;何佩琨;;基于一维高分辨距离像的相关测速补偿算法[J];北京理工大学学报;2008年02期

3 张宏铭;曹俊纺;;宽带雷达一维高分辨距离像识别研究[J];雷达与对抗;2009年02期

4 马建华;刘宏伟;保铮;;基于小波变换的雷达高分辨距离像识别[J];西安电子科技大学学报;2005年06期

5 张涛,张群,马长征,张守宏;基于高分辨距离像的角闪烁抑制方法[J];西安电子科技大学学报;2001年03期

6 冯德军;王雪松;肖顺平;王国玉;;雷达目标高分辨距离像的物理统计建模方法[J];雷达科学与技术;2006年02期

7 孙忆业;赵彬;;利用高分辨距离像的雷达目标识别[J];科技导报;2008年13期

8 刘宏伟,杜兰,袁莉,保铮;雷达高分辨距离像目标识别研究进展[J];电子与信息学报;2005年08期

9 王彩云;孔一荟;;基于稀疏表示字典优化的雷达高分辨距离像目标识别[J];南京航空航天大学学报;2013年06期

10 姚汉英;孙文峰;马晓岩;;基于高分辨距离像序列的锥柱体目标进动和结构参数估计[J];电子与信息学报;2013年03期

相关会议论文 前9条

1 李璋峰;赵国强;孙厚军;吕昕;;基于W波段探测系统的高分辨距离像的研究[A];2013年全国微波毫米波会议论文集[C];2013年

2 李含清;王宏宇;王彦华;李阳;曾涛;;基于CNN的地面目标高分辨距离像识别方法[A];第十三届全国信号和智能信息处理与应用学术会议论文集[C];2019年

3 杜筱佳;李跃华;贺冠华;;基于标签重构的毫米波高分辨距离像识别算法[A];2015年第十届全国毫米波、亚毫米波学术会议论文集（二）[C];2015年

4 王晓丹;王积勤;;基于SVM的雷达目标高分辨距离像识别研究[A];第十一届全国信号处理学术年会（CCSP-2003）论文集[C];2003年

5 李辉;张安;于红梅;;雷达目标识别发展回顾与实现中的关键理论[A];2007年光电探测与制导技术的发展与应用研讨会论文集[C];2007年

6 李斌;姚康泽;王岩;;基于高分辨距离像统计模型的雷达目标识别[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集（上册）[C];2008年

7 王彩云;毛士艺;;雷达高分辨距离像特征提取方法研究进展[A];全国第二届信号处理与应用学术会议专刊[C];2008年

8 陈昆;李跃华;黄燕;单善善;;毫米波雷达高分辨距离像抽取方法研究[A];2015年第十届全国毫米波、亚毫米波学术会议论文集（二）[C];2015年

9 梁海涛;童创明;王晓丹;;基于目标分解与SVM的目标识别方法[A];2009年全国微波毫米波会议论文集（下册）[C];2009年

相关博士学位论文 前10条

1 徐彬;基于时序动态模型的雷达高分辨距离像目标识别研究[D];西安电子科技大学;2019年

2 和华;雷达高分辨距离像噪声稳健和小样本稳健识别方法研究[D];西安电子科技大学;2017年

3 杜兰;雷达高分辨距离像目标识别方法研究[D];西安电子科技大学;2007年

4 袁莉;基于高分辨距离像的雷达目标识别方法研究[D];西安电子科技大学;2007年

5 陈渤;基于核方法的雷达高分辨距离像目标识别技术研究[D];西安电子科技大学;2008年

6 刘盛启;基于高分辨距离像的特征提取与识别增强技术研究[D];国防科学技术大学;2016年

7 周云;基于高分辨距离像的雷达目标识别研究[D];电子科技大学;2016年

8 冯国瑜;基于核方法的雷达高分辨距离像目标识别方法研究[D];国防科学技术大学;2012年

9 潘勉;雷达高分辨距离像目标识别技术研究[D];西安电子科技大学;2013年

10 柴晶;雷达高分辨距离像目标识别的拒判算法和特征提取技术研究[D];西安电子科技大学;2010年

相关硕士学位论文 前10条

1 李伟一;雷达高分辨距离像小样本目标识别方法研究[D];西安电子科技大学;2019年

2 孟亦然;基于贝叶斯结构化统计模型的变体目标高分辨距离像识别方法研究[D];西安电子科技大学;2019年

3 李婉萍;基于复数网络的雷达高分辨距离像目标识别方法研究[D];西安电子科技大学;2019年

4 郑瀚;基于深度迁移学习的雷达高分辨距离像识别研究[D];厦门大学;2018年

5 林悦;基于高分辨距离像的雷达目标识别技术研究[D];南京信息工程大学;2018年

6 刘悦;雷达高分辨距离像的精细统计建模方法研究[D];西安电子科技大学;2018年

7 袁家雯;基于字典学习的雷达高分辨距离像目标识别技术研究[D];南京航空航天大学;2018年

8 丁艳华;基于雷达高分辨距离像目标识别的在线贝叶斯模型研究[D];西安电子科技大学;2017年

9 闫金凤;基于高分辨距离像的单脉冲测角研究[D];哈尔滨工业大学;2007年

10 朱新奎;空间目标高分辨距离像识别及微动特征提取方法研究[D];西安电子科技大学;2017年

本文编号：2761424