[發明專利]一種多散射點量測下機動隨機超曲面擴展目標建模方法

有效

• 申請號: 201710576183.5
• 申請日: 2017-07-14
• 公開（公告）號: CN107367718B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 孫力帆;何子述;張雅媛;冀保峰;張高遠;普杰信;王旭棟
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G01S13/72
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 宋晨煒

一種多散射點量測下機動隨機超曲面擴展目標建模方法，具體步驟如下：步驟一、從多散射點量測中獲取機動隨機超曲面擴展目標的描述參數并對其進行預處理；步驟二、利用預處理后的描述參數得到機動隨機超曲面擴展目標的形態描述；步驟三、根據形態描述，利用機動隨機超曲面擴展目標的輪廓線曲線的平移得到機動隨機超曲面擴展目標的機動描述；步驟四、利用機動隨機超曲面擴展目標的運動狀態轉移矩陣和擴展形態轉移矩陣求得系統轉移矩陣；步驟五、利用機動描述和系統轉移矩陣得到機動隨機超曲面擴展目標的系統模型。本發明能夠解決機動過程中目標運動狀態和擴展形態的時間演化問題，有助于達到對其精確跟蹤的目的。

技術領域

本發明涉及目標跟蹤技術領域，具體的說是一種多散射點量測下機動隨機超曲面擴展目標建模方法。

背景技術

隨著現代高精度傳感器分辨能力的大幅提升以及信息處理技術的飛速發展，所獲取的回波中尺寸較大的目標以及長時間相干積累導致的距離走動都會使得目標占據傳感器多個分辨單元，從而具有高分辨成像能力。相應地，每個觀測時刻傳感器會接收到來自同一個觀測對象的多個散射點量測，同時還可以分辨出目標的形態輪廓和結構特征，利用這些信息可以有效地提高目標跟蹤性能與識別精度。在這種情況下，被觀測對象不再視作“點”目標,而是具有一定形態的擴展目標。

由于實際受限使得這些散射點并不是完全可分辨的，因此這種情況下的觀測對象通常被建模成具有一定擴展形態(如隨機超曲面)的目標。然而，受制于機動過程中目標跟自身所具有的不規則復雜形態特征，難以對機動隨機超曲面擴展目標的擴展形態進行精確描述。特別地，跟蹤過程中的目標機動會導致自身形態產生突變，因此難以對復雜不規則形態演化過程充分刻畫。此外，擴展目標作為一個剛體，其運動狀態和擴展形態具有緊密的耦合關系通常難以處理，這為高精度雷達多散射點量測下機動隨機超曲面擴展目標跟蹤帶來了巨大困難。因此實現本發明的過程中，發明人從機動隨機超曲面擴展目標本身具有的不規則形態特征入手，充分考慮不同機動模式下運動狀態變化對形態演化的影響，建立能夠充分刻畫機動隨機超曲面擴展目標整個機動過程動態演化的數學表達式，從而建立通用的隨機超曲面機動擴展目標系統模型，最終能夠有助于在此基礎上推導出高效的非線性估計器，以精確估計出目標運動狀態和擴展形態。

發明內容

為了解決現有技術中的不足，本發明提供一種多散射點量測下機動隨機超曲面擴展目標建模方法，能夠解決機動過程中目標運動狀態和擴展形態的時間演化問題，還可以對兼顧處理二者之間的耦合關系，從而建立起能夠描述整個機動過程的隨機超曲面目標聯合演化模型，最終有助于達到對其精確跟蹤的目的。

為了實現上述目的，本發明采用的具體方案為：

一種多散射點量測下機動隨機超曲面擴展目標建模方法，具體步驟如下：

步驟一、從多散射點量測中獲取機動隨機超曲面擴展目標的描述參數并對其進行預處理，

描述參數包括：

(1)擴展形態，用隨機向量表示；(2)運動狀態，用隨機向量表示；

預處理過程包括：

(1)利用求得機動隨機超曲面擴展目標的徑向函數，對徑向函數進行傅里葉級數展開，利用展開式中的常數項與所有系數得到機動隨機超曲面擴展目標的多維擴展形態參數向量；

(2)將表示為機動隨機超曲面擴展目標的質心運動狀態；

步驟二、利用預處理后的描述參數得到機動隨機超曲面擴展目標的形態描述；

步驟三、根據形態描述，利用機動隨機超曲面擴展目標的輪廓線曲線的平移得到機動隨機超曲面擴展目標的機動描述；

步驟四、利用機動隨機超曲面擴展目標的運動狀態轉移矩陣F^m和擴展形態轉移矩陣F^e求得系統轉移矩陣F＝diag(F^m,F^e)；