[發(fā)明專利]一種基于環(huán)境態(tài)勢(shì)分析的雷達(dá)目標(biāo)跟蹤方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810486803.0
• 申請(qǐng)日: 2018-05-18
• 公開（公告）號(hào): CN108957437B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金家龍;張金松;宗成明;張杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中船重工鵬力（南京）大氣海洋信息系統(tǒng)有限公司;中國船舶重工集團(tuán)南京鵬力科技集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G01S13/66
• 分類號(hào): G01S13/66;G01S13/58
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 石艷紅

1.一種基于環(huán)境態(tài)勢(shì)分析的雷達(dá)目標(biāo)跟蹤方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1，極坐標(biāo)扇區(qū)劃分：將雷達(dá)極坐標(biāo)系按方位等分為M個(gè)扇區(qū)，再把每個(gè)扇區(qū)都等距離劃分為N個(gè)扇形格子，最終形成M*N個(gè)扇形格子；

步驟2，扇區(qū)驅(qū)動(dòng)跟蹤：獲取雷達(dá)視頻幀數(shù)據(jù)，并記錄每個(gè)雷達(dá)視頻幀數(shù)據(jù)的方位所在扇區(qū)；當(dāng)相鄰雷達(dá)視頻幀數(shù)據(jù)跨越不同扇區(qū)后，驅(qū)動(dòng)雷達(dá)跟蹤模塊將對(duì)目標(biāo)跟蹤扇區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤處理；

步驟3，目標(biāo)航跡判斷：判斷目標(biāo)跟蹤扇區(qū)內(nèi)是否有雷達(dá)目標(biāo)信息，若無則直接進(jìn)行步驟5；

步驟4，目標(biāo)環(huán)境態(tài)勢(shì)分析：當(dāng)步驟3中判斷出扇區(qū)內(nèi)具有雷達(dá)目標(biāo)航跡時(shí)，進(jìn)行目標(biāo)環(huán)境態(tài)勢(shì)分析；具體分析方法包括：

步驟41，環(huán)境態(tài)勢(shì)分類：環(huán)境態(tài)勢(shì)包括安全狀態(tài)、預(yù)警狀態(tài)和融合狀態(tài)；

步驟42，目標(biāo)環(huán)境態(tài)勢(shì)分析：在雷達(dá)目標(biāo)跟蹤扇區(qū)，通過關(guān)聯(lián)波門內(nèi)目標(biāo)航跡與點(diǎn)跡的映射關(guān)系，判斷雷達(dá)目標(biāo)當(dāng)前所處的環(huán)境態(tài)勢(shì)；雷達(dá)目標(biāo)初始化為安全狀態(tài)，隨后在每一個(gè)掃描周期都會(huì)對(duì)雷達(dá)目標(biāo)的環(huán)境態(tài)勢(shì)進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果更新雷達(dá)目標(biāo)的環(huán)境態(tài)勢(shì)信息；其中，安全狀態(tài)和預(yù)警狀態(tài)間能互相切換，預(yù)警狀態(tài)和融合狀態(tài)能互相切換，但安全狀態(tài)和融合狀態(tài)間不能直接切換，需先切換到預(yù)警狀態(tài)；

步驟43，跟蹤處理策略選取：雷達(dá)目標(biāo)在不同的環(huán)境態(tài)勢(shì)下采用不同的目標(biāo)跟蹤處理策略；具體為：當(dāng)雷達(dá)目標(biāo)處于安全狀態(tài)時(shí)，其狀態(tài)相對(duì)穩(wěn)定，根據(jù)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)定位精度和最大加速度信息選用小關(guān)聯(lián)波門，目標(biāo)跟蹤處理策略采用最近鄰關(guān)聯(lián)算法和IMM濾波算法進(jìn)行跟蹤處理；當(dāng)雷達(dá)目標(biāo)處于預(yù)警狀態(tài)時(shí)，關(guān)聯(lián)波門與安全狀態(tài)一致，此時(shí)臨近目標(biāo)較多，目標(biāo)跟蹤處理策略采用JPDA和IMM濾波算法進(jìn)行跟蹤處理；當(dāng)目標(biāo)處于融合狀態(tài)時(shí)，目標(biāo)跟蹤將采用IMM預(yù)推模式，保持融合前的IMM概率模型繼續(xù)航向，但不進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，由于融合狀態(tài)下其航行狀態(tài)的不確定性增加，在目標(biāo)解融合時(shí)的關(guān)聯(lián)波門的選取要充分考慮融合時(shí)間、最大加速度因素，故關(guān)聯(lián)波門較大，解融合后進(jìn)入預(yù)警狀態(tài)，目標(biāo)跟蹤處理策略采用JPDA和IMM濾波算法進(jìn)行跟蹤處理；

步驟5，扇區(qū)驅(qū)動(dòng)目標(biāo)清理：目標(biāo)跟蹤扇區(qū)內(nèi)目標(biāo)關(guān)聯(lián)濾波處理結(jié)束后，再對(duì)目標(biāo)清除扇區(qū)內(nèi)滿足清除條件的雷達(dá)目標(biāo)進(jìn)行清除處理；

步驟6，扇區(qū)驅(qū)動(dòng)目標(biāo)建航：目標(biāo)清除扇區(qū)處理完成后，對(duì)目標(biāo)建航扇區(qū)內(nèi)未關(guān)聯(lián)到目標(biāo)的點(diǎn)跡進(jìn)行建航處理；

步驟7，重復(fù)步驟2至步驟6，直至程序終止。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于環(huán)境態(tài)勢(shì)分析的雷達(dá)目標(biāo)跟蹤方法，其特征在于：步驟2中，雷達(dá)視頻幀數(shù)據(jù)的記錄方法為：提取雷達(dá)視頻幀數(shù)據(jù)中的方位信息，根據(jù)方位信息確定當(dāng)前雷達(dá)視頻幀數(shù)據(jù)位于哪個(gè)扇區(qū)，選取正北向順時(shí)針方向的第一個(gè)扇區(qū)為0扇區(qū)，扇區(qū)編號(hào)沿順時(shí)針依次遞增至M-1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于環(huán)境態(tài)勢(shì)分析的雷達(dá)目標(biāo)跟蹤方法，其特征在于：步驟2中，當(dāng)接收到跨扇區(qū)的雷達(dá)視頻幀數(shù)據(jù)后，會(huì)驅(qū)動(dòng)不同扇區(qū)分別進(jìn)行雷達(dá)目標(biāo)跟蹤處理、清除處理和建航處理，三種處理扇區(qū)的編號(hào)各不相同，跟蹤處理扇區(qū)與當(dāng)前扇區(qū)間隔最近，清除處理扇區(qū)次之，建航處理扇區(qū)最遠(yuǎn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于環(huán)境態(tài)勢(shì)分析的雷達(dá)目標(biāo)跟蹤方法，其特征在于：在進(jìn)行雷達(dá)目標(biāo)跟蹤處理時(shí)，以扇形格子為基本處理單元，選取跟蹤處理扇區(qū)及與跟蹤處理扇區(qū)相鄰的另外兩個(gè)扇區(qū)中與扇形格子相連的其他八個(gè)扇形格子組成“九宮格”形態(tài)，依次向遠(yuǎn)處輻射，“九宮格”中心為當(dāng)前主處理扇形格子，其他八個(gè)為輔助參考格子。