[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

本發明涉及雷達技術領域，尤其涉及一種船用導航雷達數據互聯的多目標跟蹤方法和系統。其包括從雷達采集多組雷達數據；根據跟蹤時間長短和跟蹤狀態，選擇合適的波門參數；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，最后通過目標點跡輸出單元，輸出目標點跡數據跟蹤結果，本發明除了利用位置信息，還包括目標本身的特性，例如形狀比和能量比等。利用多維信息判斷，在密集雜波環境中多目標跟蹤，既保證目標跟蹤精度又可以減少誤匹配的概率。

技術領域

本發明涉及雷達技術領域，尤其涉及一種船用導航雷達數據互聯的多目標跟蹤方法和系統。

背景技術

近年來，隨著應用環境的復雜多變，要求雷達具有多跟蹤目標跟蹤能力，并能同時實現多跟蹤目標跟蹤；多跟蹤目標跟蹤的基本概念是由Wax于1955年在應用物理雜志的一篇文章中提出來的，之后1964年斯特爾在IEEE上發表一篇名為“監視理論中的最優數據關聯問題”的論文成為多跟蹤目標跟蹤的先導，但那時卡爾曼濾波尚未普遍應用，斯特爾采用的是一種航跡分叉法解決數據關聯問題；20世紀70年代初開始在有虛警存在的情況下，利用卡爾曼濾波方法(Kalman)系統地對多跟蹤目標跟蹤并進行處理；1971年Singer提出的最近鄰法是解決數據關聯最簡單的方法，但最近鄰法在雜波環境下的正確關聯率較低；在此期間，Y.Bar-Shalom起到了舉足輕重的作用，他于1975年提出了特別適用于雜波環境下對單跟蹤目標進行跟蹤的概率數據關聯算法(PDA)，有效解決了雜波環境下的多跟蹤目標跟蹤問題；T.E.Formann和Y.Bar-Shalom等提出了聯合概率數據關聯算法(JPDA)，JPDA將所有的跟蹤目標和量測進行排列組合，并選擇出合理的聯合事件計算聯合概率，JPDA考慮了來自其他跟蹤目標的多個量測處在同一跟蹤目標互聯域內的可能性，能夠很好地解決雜波環境下一個互聯域內多跟蹤目標的量測問題；但與此同時，JPDA比較復雜，計算量大，并且隨著跟蹤目標數的增長，確認矩陣的拆分會出現組合爆炸的情況。因此，JPDA在工程上實現起來比較困難。

航跡質量管理，可以及時、準確地起始航跡來建立新跟蹤目標檔案，也可以及時、準確地撤銷航跡以消除多余跟蹤目標檔案。跟蹤目標航跡起始算法有直觀法、邏輯法、霍夫(Hough)變化法等，而航跡結束算法有全鄰貝葉斯(Bayes)算法、跟蹤門算法、序列概率比檢驗算法。

本發明把航跡開始、航跡撤銷以及航跡維持合并，結合波門參數建立和數據關聯的跟蹤目標狀態，基于船用導航雷達的實際應用，給出了一種船用導航雷達航跡質量評定標準，其中包括跟蹤波門參數的選擇準則、航跡確認準則、航跡撤銷準則，提出了一種船用導航雷達數據互聯的多目標跟蹤方法和系統。

發明內容

本發明的目的是提供一種船用導航雷達數據互聯的多目標跟蹤方法和系統，該方法和系統可以有效的進行航跡多跟蹤目標跟蹤，解決了現有技術跟蹤狀態不穩定不精確的問題。

本發明提供了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，波門參數內僅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；