[發明專利]子橢圓個數可變的非橢圓擴展目標跟蹤方法

有效

• 申請號: 201610917808.5
• 申請日: 2016-10-21
• 公開（公告）號: CN106569204B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 姬紅兵;胡琪;張永權;張文博;劉龍
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S13/68
• 分類號: G01S13/68
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

1.一種子橢圓個數可變的非橢圓擴展目標跟蹤方法，包括：

(1)初始化

將非橢圓擴展目標狀態用多個子橢圓表示，并初始化k-1時刻的子橢圓狀態為其中，是第i個子橢圓的量測率狀態，是第i個子橢圓的運動狀態，是第i個子橢圓的擴展狀態，i＝1,...,N_k-1，N_k-1表示k-1時刻子橢圓的總個數，k為時刻，初始化值為1；

根據跟蹤場景，初始化分解閾值μ，角度合并閾值ρ和面積比合并閾值ξ；

(2)在k≥1時，將n_k個k時刻通過雷達收集的量測數據劃分為組，并將每一組看為一個整體，其中，

(3)輸入子橢圓目標狀態并對其進行預測，得到k時刻子橢圓目標預測狀態其中，是k時刻第i個子橢圓的預測量測率狀態，是k時刻第i個子橢圓的預測運動狀態，是k時刻第i個子橢圓的預測擴展狀態；

(4)計算子橢圓擴展狀態所表示的面積A與該子橢圓量測率狀態值的比值σ，判斷k時刻子橢圓目標預測狀態之間是否滿足子橢圓的分解準則：

若σ大于分解閾值μ，則滿足分解準則，并對所有滿足分解準則的子橢圓進行分解，得到k時刻分解后的子橢圓目標預測狀態

反之，不滿足分解準則，則直接將k時刻子橢圓目標預測狀態當作k時刻分解后的子橢圓目標預測狀態且令N_k|k-1＝N_k-1，其中，N_k|k-1是k時刻子橢圓分解后的預測總個數，是k時刻分解后第i個子橢圓的預測量測率狀態，是k時刻分解后第i個子橢圓的預測運動狀態，是k時刻分解后第i個子橢圓的預測擴展狀態；

(5)根據(2)中劃分的組量測結果和k時刻分解后的子橢圓目標預測狀態得到劃分量測與子橢圓目標之間的關聯事件，該關聯事件定義為劃分的組量測結果與N_k|k-1個子橢圓目標之間所有可能的排列組合情況，因此，關聯事件總數為：利用第l個關聯事件分別對分解后的子橢圓的目標狀態進行濾波，得到k時刻第l個關聯事件濾波的子橢圓的目標更新狀態和對應關聯事件的概率p(l)，其中，是k時刻第l個關聯事件第i個子橢圓的更新量測率狀態，是k時刻第l個關聯事件第i個子橢圓的更新運動狀態，是k時刻第l個關聯事件第i個子橢圓的更新擴展狀態；

(6)提取每個子橢圓的目標更新狀態：根據k時刻第l個關聯事件下子橢圓的目標更新狀態和對應的關聯事件概率p(l)，計算得到k時刻子橢圓目標更新狀態其中：是k時刻第i個子橢圓的更新量測率狀態：是k時刻第i個子橢圓的更新運動狀態：是k時刻第i個子橢圓的更新擴展狀態：

(7)對k時刻子橢圓目標更新狀態中的子橢圓進行合并，得到k時刻合并后的子橢圓目標更新狀態并輸出，其中，N_k|k是k時刻子橢圓合并后的更新總個數，是k時刻合并后第i個子橢圓的更新量測率狀態，是k時刻合并后第i個子橢圓的更新運動狀態，是k時刻合并后第i個子橢圓的更新擴展狀態；

(8)判斷是否有下一時刻量測輸入，若有量測輸入，則令k＝k+1，并將(7)中得到的合并后的子橢圓目標更新狀態作為步驟(3)的輸入，返回步驟(2)，對下一時刻的子橢圓目標狀態進行估計；若沒有，則目標跟蹤過程結束。

2.根據權利要求1所述的方法，其中步驟(3)中k時刻子橢圓目標預測狀態的各個狀態表示如下：

k時刻第i個子橢圓的預測量測率狀態：

k時刻第i個子橢圓的預測運動狀態：

k時刻第i個子橢圓的預測擴展狀態：

其中，η(·)是與的一一映射預測函數；是與的一一映射預測函數；ψ(·)是與的一一映射預測函數。

3.根據權利要求1所述的方法，其中步驟(4)中計算子橢圓擴展狀態所表示的面積A，按如下公式計算：

其中，eig(·)表示對括號內矩陣進行取特征值操作，并將提取的特征值排列為一個向量；(·)^0.5表示對括號內向量的每一個元素進行開方；prod(·)表示對括號內向量所有元素進行連乘操作。