融合全局注意力机制和时空特征的ARPA雷达海上目标分类方法OA
A Maritime Target Classification Method for ARPA Radar Fusing Global Attention Mechanism with Spatiotemporal Features
针对传统海上目标分类方法对自动雷达标绘仪(ARPA)雷达轨迹数据的关键时空特征提取能力有限的问题,提出了一种融合全局注意力机制和时空特征的 ARPA 雷达海上目标分类方法.首先,针对单通道输入结构造成轨迹空间特征提取不足的问题,提出了基于多通道输入一维卷积神经网络的轨迹空间特征提取方法,以实现对轨迹空间特征的有效提取;其次,针对长短期记忆网络(LSTM)存在的轨迹数据长期依赖信息捕获难的问题,提出基于双向 LSTM 的轨迹时序特征提取方法,以有效提取过去和未来较长时间区间内的轨迹特征;最后,针对融合空间和时序特征时因赋予相等权重而导致关键特征弱化的问题,提出基于全局注意力的时空特征融合策略,以实现根据特征重要性的动态融合.为验证所提方法的有效性,采用真实 ARPA 数据进行了实验.实验结果表明:所提方法在真实 ARPA 数据集上分类准确率达到了 97.45%,与其他三种常用的分类方法相比,该方法准确率分别提升了 9.77%、5.75%和 2.20%.研究表明所提方法可以有效解决海上目标分类问题,实现 ARPA 雷达海上目标的精准分类.
To address the limitation of traditional maritime target classification methods in extracting key spatiotemporal features from automatic radar plotting aid(ARPA)radar trajectory data,a maritime target classification method for ARPA radar fusing global attention mechanism and spatiotemporal features is proposed in this paper.First,aiming at the insufficient extraction of traj-ectory spatial features caused by the single-channel input structure,a trajectory spatial feature extraction method based on multi-channel input one-dimensional convolutional neural network is proposed to realize the effective extraction of trajectory spatial fea-tures.Then,to solve the difficulty of capturing long-term dependent information of trajectory data in the long short-term memory(LSTM)network,a trajectory temporal feature extraction method based on bidirectional LSTM is presented,which can effectively extract trajectory features over long time intervals in both past and future periods.Finally,in view of the problem that key features are weakened due to equal weight assignment when fusing spatial and temporal features,a global attention-based spatiotemporal feature fusion strategy is proposed to achieve dynamic fusion according to feature importance.Experiments are conducted using real ARPA data to verify the effectiveness of the proposed method.The experimental results show that the classification accuracy of the proposed method reaches 97.45%on the real ARPA dataset.Compared with three other commonly used classification methods,the accuracy of the proposed method is improved by 9.77%,5.75%and 2.20%,respectively.The research indicates that the pro-posed method can effectively solve the problem of maritime target classification and achieve precise classification of maritime targets using ARPA radar.
张志涵;于红;程志澳;刘茜平;崔智博;刘明剑
大连海洋大学 信息工程学院,辽宁 大连 116023||大连市智慧渔业重点实验室,辽宁 大连 116023||设施渔业教育部重点实验室(大连海洋大学),辽宁 大连 116023||辽宁省海洋信息技术重点实验室,辽宁 大连 116023大连海洋大学 信息工程学院,辽宁 大连 116023||大连市智慧渔业重点实验室,辽宁 大连 116023||设施渔业教育部重点实验室(大连海洋大学),辽宁 大连 116023||辽宁省海洋信息技术重点实验室,辽宁 大连 116023大连海洋大学 信息工程学院,辽宁 大连 116023||大连市智慧渔业重点实验室,辽宁 大连 116023||设施渔业教育部重点实验室(大连海洋大学),辽宁 大连 116023||辽宁省海洋信息技术重点实验室,辽宁 大连 116023大连海洋大学 信息工程学院,辽宁 大连 116023||大连市智慧渔业重点实验室,辽宁 大连 116023||设施渔业教育部重点实验室(大连海洋大学),辽宁 大连 116023||辽宁省海洋信息技术重点实验室,辽宁 大连 116023大连海洋大学 信息工程学院,辽宁 大连 116023||大连市智慧渔业重点实验室,辽宁 大连 116023||设施渔业教育部重点实验室(大连海洋大学),辽宁 大连 116023||辽宁省海洋信息技术重点实验室,辽宁 大连 116023大连海洋大学 信息工程学院,辽宁 大连 116023||大连市智慧渔业重点实验室,辽宁 大连 116023||设施渔业教育部重点实验室(大连海洋大学),辽宁 大连 116023||辽宁省海洋信息技术重点实验室,辽宁 大连 116023
交通工程
目标分类一维卷积神经网络双向长短期记忆网络全局注意力机制自动雷达标绘仪
target classificationone-dimensional convolutional neural network(1D CNN)bidirectional long short-term memory network(BiLSTM)global attention mechanismautomatic radar plotting aid(ARPA)
《现代雷达》 2026 (6)
10-19,10
国家自然科学基金资助项目(31972846)辽宁省专项资金资助项目(2024JBQNZ007)辽宁省教育厅基本科研资助项目(LJ212410158018)
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