[發明專利]一種多目標檢測前跟蹤方法

有效

• 申請號: 201610241167.6
• 申請日: 2016-04-18
• 公開（公告）號: CN105929390B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 易偉;姜海超;盧術平;郭世盛;孔令講;楊曉波;崔國龍;汪兵
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01S13/66
• 分類號: G01S13/66
• 代理公司: 電子科技大學專利中心51203
• 代理人: 張楊

技術領域

本發明屬于雷達技術領域，涉及目標檢測跟蹤方法，可用于強噪聲/雜波環境中的雷達微弱目標檢測跟蹤處理。

背景技術

隨著雷達探測目標和工作環境的日益復雜化，雷達難以有效的探測如遠程的攻擊性目標、隱藏于地海強雜波中的目標、隱身目標等，雷達預警時間增加、威力范圍降低，給國家安全帶來了嚴重的威脅。

利用信號處理方式來實現對微弱目標的檢測跟蹤，手段靈活，成本較低，應用前景廣闊。通常可以利用檢測前跟蹤算法，聯合處理多幀數據，對目標能量進行積累，改善回波信噪比，從而提高雷達對微弱目標的檢測跟蹤能力。

檢測前跟蹤算法主要包括：霍夫變換檢測前跟蹤算法、粒子濾波檢測前跟蹤算法和動態規劃檢測前跟蹤算法。其中動態規劃檢測前跟蹤算法對可能的目標航跡進行量測值積累，如果積累值(稱之為值函數)超過給定門限，則認定該條航跡為目標航跡。

然而，動態規劃檢測前跟蹤算法存在值函數擴展問題，即目標狀態及臨近目標狀態的噪聲狀態對應的值函數明顯高于其余噪聲狀態的值函數。值函數擴展增加了虛警航跡數目，降低了雷達對臨近目標的檢測跟蹤性能。

發明內容

針對現有動態規劃算法存在的值函數擴展問題，本發明提出了一種新的多目標檢測前跟蹤算法，該算法采用新的值函數計算方式，消除值函數擴展現象，從而達到減小虛假航跡數目，提高雷達對臨近目標的檢測跟蹤性能的目的。

本發明的技術方案是一種多目標檢測前跟蹤方法，該方法包括如下步驟：

步驟1：獲取回波信號；

步驟2：獲取每幀回波信號對應的狀態空間X_k及狀態空間中各個狀態對應分辨單元的量測值；

步驟3：值函數初始化：將第1幀各個分辨單元的量測值z₁(x₁)賦值給該分辨單元對應的狀態的值函數I₁(x₁)；

步驟4：值函數迭代：

步驟4.1：對第k幀數據，獲取第k-1幀最大值函數τ；

步驟4.2：獲取該最大值函數對應的狀態

步驟4.3：尋找狀態轉移至第k幀的有效轉移狀態集合

步驟4.4：計算集合中狀態對應的最大量測值然后尋找該最大量測值對應的狀態認定轉移到并記錄狀態轉移關系；

步驟4.5：更新值函數然后令

步驟4.6：采用步驟4.1～步驟4.5相同的方法，確定第2幀到第K幀各狀態對應的狀態轉移關系和對應值函數的更新；

步驟5：對于第K幀，尋找值函數大于指定門限的狀態；

步驟6：針對步驟5得到的狀態，根據狀態轉移關系的記錄回溯其對應的目標航跡；

步驟7：獲得航跡及檢測結果。

本發明通過對值函數計算進行修正，有效的消除了值函數擴展現象，由此減少了過門限的值函數個數，從而減少了虛假航跡的條數，并且提高了臨近目標的檢測跟蹤性能。

附圖說明

圖1為本發明的流程框圖。

圖2為目標真實航跡。

圖3為傳統動態規劃檢測前跟蹤算法處理得到的二維值函數示意圖。

圖4為傳統動態規劃檢測前跟蹤算法處理得到的目標航跡示意圖，其中帶“+”的實線表示動態規劃檢測前跟蹤算法恢復得到的航跡，帶“o”的實線表示真實目標航跡。

圖5為本發明處理得到的二維值函數示意圖。

圖6為本發明處理得到的目標航跡示意圖，其中帶“+”的實線表示本發明恢復得到的航跡，帶“o”的實線表示真實目標航跡。

具體實施方式

本發明較之傳統動態規劃檢測前跟蹤方法可以有效的消除值函數擴展現象，減少虛假航跡數目，提高對臨近目標的檢測跟蹤性能。

本發明主要采用仿真試驗的方法進行驗證，所有步驟、結論都在MATLAB R2012b上驗證正確。具體實施步驟如下：

步驟1：系統參數初始化。距離單元個數N_r＝30，方位單元個數N_θ＝30，距離維的最小速度V₁＝-1，距離維的最大速度V₂＝1，方位維的最小速度V₃＝-2，方位維的最大速度V₄＝2，積累幀數K＝6，狀態轉移數q＝9，檢測門限V_T＝14.1463。