[發明專利]一種用于雷達目標點跡凝聚的點跡聚類方法

有效

• 申請號: 201410295455.0
• 申請日: 2014-06-26
• 公開（公告）號: CN104036146B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 劉文松;顧晶;翟海濤;陳圖強;吳貝貝;薩出拉;趙玉麗
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十八研究所
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所32237
• 代理人: 胡建華

技術領域

本發明涉及雷達信號處理領域，特別是一種用于低分辨率脈沖搜索雷達點跡凝聚的點跡聚類方法。

背景技術

雷達原始視頻信號分方位和距離兩個維度。低分辨率脈沖搜索雷達掃掠過目標時，天線將接收到一串回波。典型的目標回波如圖1所示，在方位上有一定展寬，在距離上有一定延伸。量化采樣后的雷達原始視頻信號進行檢測，大于檢測閾值保留的信號單元稱為點跡，小于檢測閾值清零的信號單元稱為空點。檢測后的雷達視頻信號稱為檢測視頻。理論上，檢測視頻去除了噪聲和干擾，只保留了目標的點跡。但實際上可能依然存在無用的孤立點。進一步的，同一目標點跡經凝聚后發送給雷達終端用于跟蹤、錄取。

點跡凝聚分為聚類和凝聚兩個階段。聚類是指逐方位逐距離的讀入雷達檢測視頻，判斷測試點是點跡，還是空點或是孤立點；若測試點是點跡，則繼續判斷當前點跡屬于哪個目標，標記聚類狀態。所有雷達視頻信號處理結束時，可根據聚類狀態找到目標所包含的所有點跡，然后根據下面兩個公式完成凝聚：

公式(1)和(2)中，A是回波幅值，θ與r分別是點跡的方位與距離，與是點跡凝聚后的方位與距離，i與j分別是點跡在方位與距離上的序號。

傳統上，點跡聚類分為兩步：第一步，統計同一方位上的連續點跡，歸納為線段；第二步，計算方位間相鄰線段的相關性，根據設定的相關性閾值，判斷兩條線段是否屬于同一目標，從而完成點跡聚類。

傳統點跡聚類存在這樣的問題：對于如圖2所示的目標回波粘連，會將同一方位上多個目標的點跡統計為一條線段，如圖3所示。從而在方位間相鄰線段相關性計算時，將兩個目標的點跡聚類為同一個目標的點跡。凝聚效果如圖4所示，回波信號中央的加號即為凝聚結果，顯然，兩個相鄰的目標回波只有一個加號，被凝聚為同一個目標。

傳統點跡聚類的基本單位是線段。如果將基本單位改為點跡，則可以將傳統點跡聚類方法歸納為兩條特征：

特征1：距離上相鄰的點跡屬于同一目標；

特征2：方位上相鄰的點跡屬于同一目標；

發明內容

發明目的：本發明目的在于提供一種更有效的用于雷達目標回波點跡凝聚的點跡聚類方法，克服傳統點跡聚類過程中無法區分目標粘連的缺陷。

為了解決上述技術問題，本發明公開了一種用于雷達目標回波點跡凝聚的點跡聚類方法基于雷達目標回波形態特征，以點跡為基本單位，遵循“若點跡屬于已知目標，則下一相鄰方位相同距離的點跡與之屬于同一目標”這一基本原則，根據測試點周邊點跡的分布來處理新目標、同一目標點跡斷裂、特殊回波形狀等一系列情況，完成同一目標的點跡聚類。具體步驟為：

步驟1：逐個方位、逐個距離的順序讀入R×W個雷達檢測視頻信號處理，R是雷達檢測視頻信號的方位總數，W是距離總數。定位當前正在處理的視頻信號A(i,j)為測試點，i與j分別是視頻信號在方位與距離上的序號；

步驟2：若測試點A(i,j)不是點跡，沿當前方位i逐點順序查詢視頻信號A(i,j-1)、A(i,j-2)…A(i,j-L)，L是小于10的自然數；

若L點視頻信號均不是點跡，則測試點是空點，轉入步驟4；

若順序查詢L點視頻信號時，有視頻信號是點跡且已聚類給某目標，且A(i+1,j)也是點跡，則測試點與查詢到的點跡應聚類給同一目標，不執行瀑布規程，轉入步驟4；

若順序查詢L點視頻信號時，有視頻信號是點跡且已聚類給某目標，但A(i+1,j)不是點跡，則跳過測試點，轉到步驟4；

步驟3：若測試點是點跡，則判斷其是否完成聚類：

若測試點已完成聚類，轉到步驟4；

若測試點未完成聚類，轉到步驟3-1；

步驟3-1：查詢視頻信號A(i,j-1)的處理狀態；

若A(i,j-1)已完成聚類，則測試點與A(i,j-1)應聚類給同一目標；進一步的，若

A(i,j-1)也是點跡，則執行瀑布規程，否則不執行瀑布規程；轉到步驟4；

若A(i,j-1)未完成聚類，則轉到步驟3-1-1：

步驟3-1-1：順序查詢視頻信號A(i,j+1)、A(i,j+2)…A(i,j+M)點的處理狀態，M是小于10的自然數：

若M點范圍內有點跡已完成聚類，則測試點與該點跡應聚類給同一目標，執行瀑布規程，轉到步驟4；

若M點范圍內沒有點跡完成聚類，且測試點符合魯棒條件，則應聚類給

新目標并執行瀑布規程；否則，測試點屬于孤立點，不做處理轉入步驟4；