[發明專利]一種船用導航雷達數據互聯的多目標跟蹤方法及系統

有效

• 申請號: 201710270921.3
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN107144837B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 劉正君;李常偉;張磊;楊玉玉
• 申請（專利權）人: 北京海蘭信數據科技股份有限公司;三亞海蘭寰宇海洋信息科技有限公司
• 主分類號: G01S13/72
• 分類號: G01S13/72
• 代理公司: 北京潤捷智誠知識產權代理事務所(普通合伙) 11831
• 代理人: 孫巍

1.一種船用導航雷達數據互聯的多目標跟蹤方法，其特征在于，包括以下步驟：

通過雷達數據獲取單元采集多組的跟蹤時間數據、跟蹤狀態數據、點跡數據和航跡數據；

通過波門參數選擇單元根據跟蹤時間長短和跟蹤狀態，選擇波門參數；

通過點跡數據、航跡數據提取單元提取目標航跡數據存儲單元和目標點跡數據存儲單元內的目標航跡數據和目標點跡數據；

通過點跡數據、航跡數據互聯判斷單元，根據波門參數內點跡數據和航跡數據互聯關系進行判斷：如果航跡數據和點跡數據相交，波門參數內航跡數據和點跡數據一一對應，且能量比超過閾值，此時該點跡數據與航跡數據互聯；

通過點跡數據、航跡數據處理單元計算航跡數據和多個點跡數據的重疊比、距離比、形狀比和能量比從而判斷互聯情況，當波門參數內一個航跡數據與兩個點跡數據互聯時，計算該航跡數據與兩個點跡數據的重疊比、距離比、形狀比，根據優先級比較這些參數，選比值大的點跡數據與該航跡數據互聯，并通過目標點跡輸出單元輸出跟蹤結果，落選的點跡數據通過目標點跡回收單元回收至目標點跡數據儲存單元，用以與其他目標航跡比較；當波門參數內有兩個航跡數據與一個點跡數據互聯，計算該兩個航跡數據與該點跡數據的重疊比、距離比、形狀比、跟蹤時間長度，根據優先級比較這些參數，選比值大的航跡數據與該點跡數據互聯，并通過目標點跡輸出單元輸出跟蹤結果，兩個航跡目標認為是處于融合狀態，該點跡數據不用于跟蹤；

在計算航跡數據和點跡數據的重疊比時，有基于以下數學公式建立的數學模型：

式中，S_i——目標與點跡重疊面積，i＝1,2；

S_Taget——該航跡的面積；

S_Echo——點跡的面積；

當滿足S_R1S_T和S_R2S_T時，S_T是判斷目標與回波重疊的全局閾值，且S_R1-S_R2S_T時，點跡屬于航跡1；如果S_R2-S_R1S_T，點跡屬于航跡2；如果滿足S_R1S_T和S_R2S_T，但是|S_R1-S_R2|S_T，就通過距離比進一步判斷；

在計算航跡數據和點跡數據的距離比時，有基于以下數學公式建立的數學模型：

式中，dX——點跡和航跡在X方向的偏差；

dY——點跡和航跡在Y方向的偏差；

dP——該目標航跡的距離偏差量，根據不同類型船只的尺寸，給出其最大航速、轉彎率值，因此，通過該目標尺寸選擇對應的最大航速和轉彎率，再根據當前時刻到最后穩定跟蹤的時間差，來計算其最大偏移位置；

當滿足P_R1P_T和P_R2P_T時，P_T是判斷目標航跡與點跡的全局距離閾值，且P_R1-P_R2P_T時，該點跡屬于航跡1；如果P_R2-P_R1P_T，點跡屬于航跡2；如果滿足P_R1P_T和P_R2P_T，但是|P_R1-P_R2|P_T，就通過形狀比進一步判斷；

在計算航跡數據和點跡數據的形狀比時，有基于以下數學公式建立的數學模型：

式中，點跡的形狀比ρ_Echo和目標航跡的形狀比ρ_Target計算方法如下：

式中，R_length——目標或點跡距離方向的長度，θ_width——目標或點跡方位方向的寬度；

在計算航跡數據和點跡數據的能量比時，有基于以下數學公式建立的數學模型：

式中，H_Target——目標的能量；H_Echo——點跡的能量；

如果通過距離比無法判斷時，計算形狀比和能量比，當H_T+ρ_T＞0時，點跡屬于航跡1；否則，點跡屬于航跡2，式中，H_T＝H_R1-H_R2，ρ_T＝ρ_R1-ρ_R2。