[發明專利]基于多幀雷達圖像的動目標檢測跟蹤方法

在審

• 申請號: 201510445611.1
• 申請日: 2015-07-27
• 公開（公告）號: CN105184814A
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發明（設計）人: 錢延軍;何四海
• 申請（專利權）人: 成都天奧信息科技有限公司
• 主分類號: G06T7/20
• 分類號: G06T7/20;G06T5/30;G06T5/50
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 李朝虎

1.基于多幀雷達圖像的動目標檢測跟蹤方法，其特征在于：包括以下步驟：

第1步：當雷達收到第1幀圖像后，將第1幀圖像存儲起來作為初始背景信息；

第2步：當雷達收到第2幀圖像后，將第1幀圖像平移旋轉變換到第2幀圖像所在的位置，得到變換背景圖像A，將變換背景圖像A每個方位的幅度值乘以1/2，加上第2幀圖像對應方位的幅度值乘以1/2，得到更新背景圖像A；

第3步：當雷達收到第3幀圖像后，將第2步的更新背景圖像A平移旋轉變換到第3幀圖像所在的位置，得到變換背景圖像B，將變換背景圖像B每個方位的幅度值乘以2/3加上第3幀圖像的對應方位的幅度值乘以1/3，得到更新背景圖像B；

第4步：當雷達收到第4幀圖像后，將第3步的更新背景圖像B平移旋轉變換到第4幀圖像所在的位置，得到變換背景圖像C，將變換背景圖像C每個方位的幅度值乘以3/4加上第4幀圖像的對應方位的幅度值乘以1/4，得到更新背景圖像C；

第5步：當雷達收到第5幀圖像后，將第4步的更新背景圖像C平移旋轉變換到第5幀圖像所在的位置，得到變換背景圖像D，將變換背景圖像D每個方位的幅度值乘以4/5加上第5幀圖像對應方位的幅度值乘以1/5，得到第1背景圖像；

第6步：對第1背景圖像作先膨脹后腐蝕處理，并將處理結果存儲為第1背景圖像；

第7步：當雷達收到第6至第10幀圖像后，將第6幀圖像視為第1幀圖像，第7幀圖像視為第2幀圖像，第8幀圖像視為第3幀圖像，第9幀圖像視為第4幀圖像，第10幀圖像視為第5幀圖像，重復第1步到第5步，得到第2背景圖像；

第8步：對第2背景圖像作先膨脹后腐蝕處理，并將處理結果存儲為第2背景圖像；

第9步：當雷達收到第11幀圖像后，先將第11幀圖像存儲起來作為第3背景圖像，再將第1背景圖像平移旋轉變換到第11幀圖像所在的位置，得到變換背景圖像E，變換背景圖像E與第11幀圖像作背景減除算法，得到減除結果圖像A，對減除結果圖像A作先腐蝕后膨脹處理，再對處理結果圖像作基于連通區域的目標合并處理，并將合并后的點跡存儲起來；

第10步：當雷達收到第12幀圖像后，先將第12幀圖像存儲起來，將第9步的第3背景圖像每個方位的幅度值乘以1/2加上第12幀圖像對應方位的幅度值乘以1/2，得到第3背景圖像A，再將第1背景圖像平移旋轉變換到第12幀圖像所在的位置，得到變換背景圖像F，變換背景圖像F與第12幀圖像作背景減除算法，得到減除結果圖像B，對減除結果圖像B作先腐蝕后膨脹處理，再對處理結果圖像作基于連通區域的目標合并處理；

第11步：對第9步到第10步目標合并處理后的點跡作數據關聯、跟蹤濾波、航跡管理處理；

第12步：當雷達收到第13幀圖像后，先將第13幀圖像存儲起來，將第10步的第3背景圖像A每個方位的幅度值乘以2/3加上第13幀圖像對應方位的幅度值乘以1/3，得到第3背景圖像B，再將第1背景圖像平移旋轉變換到第13幀圖像所在的位置，得到變換背景圖像G，變換背景圖像G與第13幀圖像作背景減除算法，得到減除結果圖像C，對減除結果圖像C作先腐蝕后膨脹處理，再對處理結果圖像作基于連通區域的目標合并處理；

第13步：對第12步目標合并處理后的點跡與第11步的處理結果作數據關聯、跟蹤濾波、航跡管理處理；

第14步：當雷達收到第14幀圖像后，先將第14幀圖像存儲起來，將第12步的第3背景圖像B每個方位的幅度值乘以3/4加上第14幀圖對應方位的幅度值乘以1/4，得到第3背景圖像C，再將第1背景圖像平移旋轉變換到第14幀圖像所在的位置，得到變換背景圖像M，變換背景圖像M與第14幀圖像作背景減除算法，得到減除結果圖像D，對減除結果圖像D作先腐蝕后膨脹處理，再對處理結果圖像作基于連通區域的目標合并處理；

第15步：對第14步目標合并處理后的點跡與第13步的處理結果作數據關聯、跟蹤濾波、航跡管理處理；

第16步：當雷達收到第15幀圖像后，先將第15幀圖像存儲起來，將第14步的第3背景圖像C每個方位的幅度值乘以4/5加上第15幀圖像對應方位的幅度值乘以1/5，得到第3背景圖像D，先將第3背景圖像D作為更新后的第3背景圖像存儲起來，再將第1背景圖像平移旋轉變換到第15幀圖像所在的位置，得到變換背景圖像N，變換背景圖像N與第15幀圖像作背景減除算法，得到減除結果圖像E，對減除結果圖像E作先腐蝕后膨脹處理，再對處理結果圖像作基于連通區域的目標合并處理；

第17步：對第16步目標合并處理后的點跡與第15步的處理結果作數據關聯、跟蹤濾波、航跡管理處理；

第18步：當雷達收到第16到第20幀圖像后，重復第9步到第17步，只是第1背景圖像換為第2背景圖像；

所述平移旋轉變換的具體變換方法如下：

通過羅經和GPS獲得當前雷達角度和位置信息，雷達由A點運動到B點，A點為背景圖像中雷達位置，B點為當前圖像中雷達位置，目標點T在背景圖像中相對A點的位置為（θ_b，r_b），將目標點T補償到當前圖像中相對B點的位置為（θ_f，r_f），此時滿足以下關系：

x+r_fsinθ_f=r_bsinθ_b；

y+r_fcosθ_f=r_bcosθ_b；

其中x為雷達在x方向的位移，y為雷達在y方向的位移；

在當前圖像顯示為艏向向上時，若載體在發生位移的同時順時針旋轉θ角度，則通過上式計算出的θ_f,還需要減去θ，才是最終進行補償后的背景數據的角度。