[發(fā)明專利]一種船用導航雷達數(shù)據(jù)互聯(lián)的多目標跟蹤方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710270921.3
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN107144837B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設計）人: 劉正君;李常偉;張磊;楊玉玉
• 申請（專利權(quán)）人: 北京海蘭信數(shù)據(jù)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(chǎn)權(quán)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(shù)據(jù)互聯(lián)的多目標跟蹤方法，其特征在于，包括以下步驟：

通過雷達數(shù)據(jù)獲取單元采集多組的跟蹤時間數(shù)據(jù)、跟蹤狀態(tài)數(shù)據(jù)、點跡數(shù)據(jù)和航跡數(shù)據(jù)；

通過波門參數(shù)選擇單元根據(jù)跟蹤時間長短和跟蹤狀態(tài)，選擇波門參數(shù)；

通過點跡數(shù)據(jù)、航跡數(shù)據(jù)提取單元提取目標航跡數(shù)據(jù)存儲單元和目標點跡數(shù)據(jù)存儲單元內(nèi)的目標航跡數(shù)據(jù)和目標點跡數(shù)據(jù)；

通過點跡數(shù)據(jù)、航跡數(shù)據(jù)互聯(lián)判斷單元，根據(jù)波門參數(shù)內(nèi)點跡數(shù)據(jù)和航跡數(shù)據(jù)互聯(lián)關(guān)系進行判斷：如果航跡數(shù)據(jù)和點跡數(shù)據(jù)相交，波門參數(shù)內(nèi)航跡數(shù)據(jù)和點跡數(shù)據(jù)一一對應，且能量比超過閾值，此時該點跡數(shù)據(jù)與航跡數(shù)據(jù)互聯(lián)；

通過點跡數(shù)據(jù)、航跡數(shù)據(jù)處理單元計算航跡數(shù)據(jù)和多個點跡數(shù)據(jù)的重疊比、距離比、形狀比和能量比從而判斷互聯(lián)情況，當波門參數(shù)內(nèi)一個航跡數(shù)據(jù)與兩個點跡數(shù)據(jù)互聯(lián)時，計算該航跡數(shù)據(jù)與兩個點跡數(shù)據(jù)的重疊比、距離比、形狀比，根據(jù)優(yōu)先級比較這些參數(shù)，選比值大的點跡數(shù)據(jù)與該航跡數(shù)據(jù)互聯(lián)，并通過目標點跡輸出單元輸出跟蹤結(jié)果，落選的點跡數(shù)據(jù)通過目標點跡回收單元回收至目標點跡數(shù)據(jù)儲存單元，用以與其他目標航跡比較；當波門參數(shù)內(nèi)有兩個航跡數(shù)據(jù)與一個點跡數(shù)據(jù)互聯(lián)，計算該兩個航跡數(shù)據(jù)與該點跡數(shù)據(jù)的重疊比、距離比、形狀比、跟蹤時間長度，根據(jù)優(yōu)先級比較這些參數(shù)，選比值大的航跡數(shù)據(jù)與該點跡數(shù)據(jù)互聯(lián)，并通過目標點跡輸出單元輸出跟蹤結(jié)果，兩個航跡目標認為是處于融合狀態(tài)，該點跡數(shù)據(jù)不用于跟蹤；

在計算航跡數(shù)據(jù)和點跡數(shù)據(jù)的重疊比時，有基于以下數(shù)學公式建立的數(shù)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(shù)據(jù)和點跡數(shù)據(jù)的距離比時，有基于以下數(shù)學公式建立的數(shù)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(jù)不同類型船只的尺寸，給出其最大航速、轉(zhuǎn)彎率值，因此，通過該目標尺寸選擇對應的最大航速和轉(zhuǎn)彎率，再根據(jù)當前時刻到最后穩(wěn)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(shù)據(jù)和點跡數(shù)據(jù)的形狀比時，有基于以下數(shù)學公式建立的數(shù)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(shù)據(jù)和點跡數(shù)據(jù)的能量比時，有基于以下數(shù)學公式建立的數(shù)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。