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第7 期陈唯实等:基于鸟类目标散射特性分析的雷达探鸟实验 大,而目标22 和23 可能属于假目标。如果设置 更高的噪声抑制条件,比如设定更高的阈值或进 行更多次的腐蚀处理,则在排除假目标的同时也 会降低系统探测小目标的能力;如果设置较低的 噪声抑制条件,比如设定较低的阈值或进行较少 次的腐蚀处理,则在提高系统探测能力的同时也 会引入较多的“虚警”目标。表3 列出了降低“漏 警率”后提取的飞鸟目标信息,该处理过程中阈值 设定为130 ,形态学处理采用2 次腐蚀和1 次膨 胀,带“ 3 ”的为新发现的目标。较之于表2 ,在新 发现的6 个目标中,目标2 、目标16 和目标18 出 现在水面上,其属于飞鸟目标的概率较大,由于其 RCS 较小,若阈值设定较高则不易识别而导致 “漏警”;目标26 、目标27 和目标29 出现在水库 北岸的树林中,属于假目标的概率较大,若阈值设 定较低则导致“虚警”。 表3 降低“漏警率”后提取的飞鸟目标信息 Table 3 Information of flying bird targets with lower missing alarm rate 目标序号ρ/ m θ/ (°) n 1 78719 9814 28 2 3 77211 8410 9 3 75219 8318 22 4 64112 9218 12 5 59814 9118 23 6 61417 6813 27 7 57410 7410 72 8 55717 10018 14 9 72311 4319 39 10 98113 3110 18 11 53111 6916 36 12 53711 6518 20 13 55719 5813 48 14 61915 5016 11 15 74910 3819 36 16 3 73416 14015 8 17 86818 3110 9 18 3 64013 4016 5 19 74712 3211 33 20 37814 6917 23 21 38119 11917 11 22 34817 11419 12 23 74017 1915 23 24 24413 6817 14 25 83317 17814 19 26 3 87210 18010 5 27 3 90112 19114 15 28 59012 32819 17 29 3 71914 30514 11 在工程应用中,本实验系统的“漏警率”和“虚 警率”在可以接受的范围内,一般不会影响系统的 正常工作。当然,要准确区分飞鸟目标与假目标, 将“漏警率”和“虚警率”同时限制在更低的水平, 一方面可以采用311 节的方法,通过提取飞鸟目 标轨迹确定飞鸟目标,因为飞鸟目标会在连续几 帧图像中出现而形成轨迹,而假目标只会随机地 出现在某帧图像中;另一方面,可以引入基于数据 关联的多目标跟踪算法,在初步识别的基础上对 飞鸟目标进行跟踪。成熟的雷达探鸟系统往往首 先设定较低的噪声抑制条件,通过牺牲“虚警率” 实现低“漏警率”,再通过跟踪算法将“虚警率”恢 复到低水平[13 ] 。 4 结论与展望 雷达探鸟实验系统的性能同时取决于两方 面:一方面是雷达的探测能力,选用探测能力更强 和分辨率更高的雷达能够在更远距离上探测到 RCS 更小的飞鸟目标;另一方面是基于现有数据 的飞鸟目标识别与跟踪算法,为提高算法的识 别率,就要设定较低的阈值,同时也会引入大量 的假目标,优良的跟踪算法可以在跟踪小目标 的同时排除假目标。作为本文工作的继续,将 基于数据关联技术的多目标识别跟踪算法应用 于雷达探鸟是今后的工作重点,其目的就在于 实现在噪声环境中,同时跟踪未知数目的多个 目标,使系统在实现低“漏警率”的同时保持低 “虚警率”。 参 考 文 献 [ 1 ] Skolnik M I. Int roduction to radar systems [M] . 3rd ed. New York : McGraw2Hill Companies Inc. , 2001 : 3372 340. [ 2 ] 宁焕生,刘文明,李敬,等. 航空鸟击雷达鸟情探测研究 [J ] . 电子学报, 2006 , 34 (12) : 223222237. Ning Huansheng , Liu Wenming , Li Jing , et al . Research on radar avian detection for aviation[J ] . Acta Elect ronica Sinica , 2006 , 34 (12) : 223222237. (in Chinese) [ 3 ] 黄培康, 殷红成, 许小剑. 雷达目标特性[M] . 北京: 电 子工业出版社, 2005 : 80284. Huang Peikang , Yin Hongcheng , Xu Xiaojian. Radar tar2 get characteristics [ M ] . Beijing : Publishing House of Elect ronics Indust ry , 2005 : 80284. (in Chinese) [ 4 ] Konrad T G, Hicks J J , Dobson E P. Radar characteris2 tics of birds in flight [ J ] . Science , 1968 , 159 ( 1) : 2742 280. [5 ] Vaughn C R. Birds and insect s as radar target s : a review [J ] . Proceedings of t he IEEE , 1985 , 73 (2) : 2052227. 1317 航 空 学 报第30 卷 [ 6 ] Flock W L , Green J L. The detection and identification of birds in flight , using coherent and noncoherent radars[J ] . Proceedings of t he IEEE , 1974 , 62 (6) : 7452753. [7] Moon J R. Effect s of birds on radar tracking systems [ C] ∥ Radar Conference. 2002 : 3002304. [ 8 ] Antonucci J . A statistical model of radar bird clutter at t he DEW line[ R] . AD A242202 , 1991. [ 9 ] Smit h L I. A tutorial on principal component s analysis [ R] . New Zealand : University of Otago , 2002. [ 10 ] Beckwit h R A. Radar video processing systems [ M ] . Letchwort h : Curtiss2Wright Cont rols Embedded Compu2 ting , 2005. [ 11 ] Gonzalez R C , Woods R E , Eddins S L. Digital image pro2 cessing using MATLAB [M] . Beijing : Publishing House of Elect ronics Indust ry , 2004. [ 12 ] 杨淑莹. VC + + 图像处理程序设计[M] . 2 版. 北京:清华 www.aero.cn 航空翻译 www.aviation.cn 本文链接地址：鸟击资料3
