狹義群目標相關門形成方法技術

一種狹義群目標相關門形成方法，包括如下步驟：S1.獲取群目標規模的幾何區域，S2.求解群目標幾何中心，S3.確定狹義群目標相關門門限值。本發明專利技術狹義群目標相關門門限值與群目標關聯門門限值相同，保證了群目標成員確認；狹義群目標相關門門限值遠遠大于群目標跟蹤門，能夠保證等效量測的正確接收。狹義群目標相關門的方法，由過去的關聯門、跟蹤門所謂雙門限變成了單門限，因而提高了效率，降低了運算量，利于工程實現。狹義跟蹤門不僅適用于窄帶雷達、寬帶雷達的目標跟蹤，還能夠應用于可見光、紅外與多光譜等傳感器的目標跟蹤；可以跟蹤單目標、多目標、密集多目標、稀疏多目標；既適用于物理域的群目標跟蹤，也適用于廣義群目標跟蹤。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于信息處理領域，具體屬于雷達、光學與紅外系統目標跟蹤領域。
技術介紹
現代雷達、光學、紅外探測系統復雜背景下的密集多目標跟蹤問題，既是重點問題，也是難點問題。因此，產生了群目標跟蹤的方法與技術。群目標也稱為團目標、目標群，是指滿足給定的目標間距準則，在足夠長的時間內保持空間位置相對穩定的多目標的集合，并且以群目標成員的等效量測更新濾波器狀態。這種僅利用了目標位置信息形成的群目標也稱為狹義群目標。群目標跟蹤的信息流程如圖1所示，群目標關聯門與群目標跟蹤門的形成在群目標跟蹤中是不可或缺的一環，群目標關聯門作用是群目標成員確認，群目標跟蹤門用于保證群目標等效量測的正確接收。所述群目標關聯門是指中心位于群目標等效量測預測中心，能夠包含滿足目標間距準則所有量測的監視空間內的空間區域；群目標跟蹤門是指以群目標等效量測上一周期的預測值為中心，大小決定于正確接收等效量測概率的群目標關聯門內的子空間，是一種將等效量測與已有航跡或新目標互相配對的一種檢驗方法。由于它們都以群目標等效量測預測值為中心，因此，群目標跟蹤采用了跟蹤門與關聯門同心的、雙門限檢測。存在問題是：一是在群目標跟蹤數據關聯中，雖然采用了跟蹤門與關聯門兩個門限，但只有跟蹤門應用于等效量測篩選，而關聯門僅應用于群目標成員確認及群目標規模的確定，也就是說關聯門并沒有直接參與濾波器更新。二是群目標跟蹤關聯門與跟蹤門是同心的，但群目標成員確認與等效量測跟蹤卻是分開來進行的。由于跟蹤門的本質是保證量測落到跟蹤門內，而關聯門與跟蹤門又是同心的，并且關聯門大于跟蹤門，因此，落入跟蹤門的量測一定會落入關聯門內，因此，這種雙門限方法不僅是一種時間資源的浪費，而且效率低下。三是在大多數多目標跟蹤文獻中“關聯門”與“跟蹤門”是通用的，但一般同一文獻中僅采用一種提法，而在群目標跟蹤中這兩個慣用術語同時使用，易于造成混淆。為此，綜合上述問題提出了狹義群目標相關門概念，專利技術了將群目標跟蹤門與群目標關聯門統一起來的狹義群目標相關門形成方法。所述狹義群目標相關門是指利用群目標成員位置信息，將群目標成員確認、等效量測正確接收同時實現的空間區域及其關聯中心的統稱。
技術實現思路
保持原有群目標跟蹤能力不變，達到群目標成員確認與等效量測篩選一體化實現的目的，簡化算法、提高效率的同時，降低運算量以利于工程實現。一種狹義群目標相關門形成方法，包括如下步驟：S1.獲取群目標規模的幾何區域取k時刻群目標所有成員距離值最大的量測與最小的量測，分別過這兩個量測所在的點做垂直于距離方向線的兩個平面；取k時刻群目標所有成員方位角值最大的量測與最小的量測，過這兩個量測所在的點分別做平行于探測設備俯仰軸所在平面、且平行于距離方向線的兩個平面；取k時刻群目標所有成員俯仰角值最大的量測與最小的量測，過這兩個量測所在的點分別做平行于探測設備方位軸所在平面、且平行于距離方向線的兩個平面；這六個平面相交所圍成的空間就是群目標規模的幾何區域。所述群目標規模，是指群目標所有成員占有監視空間體積，群目標規模大小取決于其成員數量的多少及其間距的大小。對于只有二維坐標的探測設備而言，群目標規模的幾何區域自然減少對應的方向面即可。S2.求解群目標幾何中心根據獲取的k時刻群目標規模幾何區域，在距離、方位與俯仰各方向上采取最大值減去最小值除以2的方法，分別獲得k時刻距離值、方位角值與俯仰角值，這些值對應的空間坐標就是k時刻群目標幾何中心。S3.確定狹義群目標相關門門限值設保證群目標等效量測正確接收概率的常數為KG，群目標成員任一量測的距離、方位、俯仰分量的綜合方差分別為σR、σA與σE，則保證群目標任一成員正確接收的門限值分別為KGσR、KGσA與KGσE；在群目標規模幾何區域的距離、方位、俯仰各方向上分別加上對應的KGσR、KGσA與KGσE，就獲得了保證群目標所有邊緣成員正確接收的門限值。本專利技術帶來如下有益效果：1.狹義群目標相關門能夠保持原有群目標數據關聯能力不變。兩個標準檢驗：一是能否保證群目標成員確認，二是能否保證等效量測正確接收。狹義群目標相關門門限值與群目標關聯門門限值相同，保證了群目標成員確認；狹義群目標相關門門限值遠遠大于群目標跟蹤門，能夠保證等效量測的正確接收。因此，狹義群目標相關門能夠保持原有群目標數據關聯能力不變。2.達到群目標成員確認、等效量測正確接收同時完成的目的，實現了群目標成員確認與群目標跟蹤跟蹤的一體化。在多目標情況下，任何探測系統的時間資源都是十分寶貴的，因此，狹義群目標相關門的方法，由過去的關聯門、跟蹤門所謂雙門限變成了單門限，因而提高了效率，降低了運算量，利于工程實現。3.適用范圍更加廣泛，這種狹義跟蹤門不僅適用于窄帶雷達目標跟蹤，也適用于寬帶雷達的目標跟蹤，還能夠應用于可見光、紅外與多光譜等傳感器的目標跟蹤；既適用于單目標跟蹤，也適用于多目標跟蹤；既適用于密集多目標跟蹤，也適用于稀疏多目標跟蹤；既適用于物理域的群目標跟蹤，也適用于廣義群目標跟蹤。對陸上、海面、空中、臨近空間與太空等目標的探測系統能力提升，均具有推廣重大的推廣應用價值，應用前景十分廣闊。附圖說明圖1群目標跟蹤信息流程。具體實施方式為了說明實施方式，以三坐標雷達為例進行闡述。(一)群目標規模幾何區域獲取設在k時刻雷達接收到M個有效回波(測量坐標系)，則有Yi(k)＝(Ri，αi，βi)i＝1，2，…，M(1)式(1)中：Ri、αi、βi分別為第i個回波的距離、方位、俯仰值。令：Amax(k)=(α1,α2,...αM)maxAmin(k)=(α1,α2,...αM)min---(2)]]>Emax(k)=(β1,β2,...βM)maxEmin(k)=(β1,β2,...βM)min---(3)]]>Rmax(k)=(R1,R2,...RM)maxRmin(k)=(R1,R2,...RM)min---(4)]]>則有：Rmax(k)-Rmin(k)＝ΔR(k)(5)Amax(k)-Amin(k)＝ΔA(k)(6)Emax(k)-Emin(k)＝ΔE(k)(7)式(5)、(6)與(7)中：Rmax(k)、Amax(k)、Emax(k)分別代表距離、方位、俯仰的最大值；Rmin(k)、Amin(k)、Emin(k)分別代表距離、方位、俯仰的最小值。由式(5)至式(7)可得群目標在k時刻圍成的群目標規模空間區域為：V(k)＝ΔDR(k)×ΔDA(k)×ΔDE(k)(8)式(8)中：ΔDR(k)＝ΔR(k)(9)ΔDA(k)=2·ΔR(k)·tan12ΔA(k)---(10)]]>ΔDE(k)=2·ΔR(k)·tan12ΔE(k)---(11)]]>(二)群目標幾何中心求解群目標幾何中心作為群目標成員所圍成的空間區域幾何中心，就是分別求解該區域距離、方位與俯仰三個方向上的最大值與最小值之差，以此差值構建一個長方體區域，差值的二分之一即為群目標的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種狹義群目標相關門形成方法，包括如下步驟：S1.獲取群目標規模的幾何區域取k時刻群目標所有成員距離值最大的量測與最小的量測，分別過這兩個量測所在的點做垂直于距離方向線的兩個平面；取k時刻群目標所有成員方位角值最大的量測與最小的量測，過這兩個量測所在的點分別做平行于探測設備俯仰軸所在平面、且平行于距離方向線的兩個平面；取k時刻群目標所有成員俯仰角值最大的量測與最小的量測，過這兩個量測所在的點分別做平行于探測設備方位軸所在平面、且平行于距離方向線的兩個平面；這六個平面相交所圍成的空間就是群目標規模的幾何區域；所述群目標規模，是指群目標所有成員占有監視空間體積，群目標規模大小取決于其成員數量的多少及其間距的大小；對于只有二維坐標的探測設備而言，群目標規模的幾何區域自然減少對應的方向面即可；S2.求解群目標幾何中心根據獲取的k時刻群目標規模幾何區域，在距離、方位與俯仰各方向上采取最大值減去最小值除以2的方法，分別獲得k時刻距離值、方位角值與俯仰角值，這些值對應的空間坐標就是k時刻群目標幾何中心；S3.確定狹義群目標相關門門限值設保證群目標等效量測正確接收概率的常數為KG，群目標成員任一量測的距離、方位、俯仰分量的綜合方差分別為σR、σA與σE，則保證群目標任一成員正確接收的門限值分別為KGσR、KGσA與KGσE；在群目標規模幾何區域的距離、方位、俯仰各方向上分別加上對應的KGσR、KGσA與KGσE，就獲得了保證群目標所有邊緣成員正確接收的門限值。...

【技術特征摘要】
1.一種狹義群目標相關門形成方法，包括如下步驟：S1.獲取群目標規模的幾何區域取k時刻群目標所有成員距離值最大的量測與最小的量測，分別過這兩個量測所在的點做垂直于距離方向線的兩個平面；取k時刻群目標所有成員方位角值最大的量測與最小的量測，過這兩個量測所在的點分別做平行于探測設備俯仰軸所在平面、且平行于距離方向線的兩個平面；取k時刻群目標所有成員俯仰角值最大的量測與最小的量測，過這兩個量測所在的點分別做平行于探測設備方位軸所在平面、且平行于距離方向線的兩個平面；這六個平面相交所圍成的空間就是群目標規模的幾何區域；所述群目標規模，是指群目標所有成員占有監視空間體積，群目標規模大小取決于其成員數量的多少及其間距的大小；對于只有二維坐...

【專利技術屬性】
技術研發人員：耿文東，耿歌，楊麗，
申請(專利權)人：耿文東，
類型：發明
國別省市：北京;11