[發明專利]一種基于環境態勢分析的雷達目標跟蹤方法

有效

• 申請號: 201810486803.0
• 申請日: 2018-05-18
• 公開（公告）號: CN108957437B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 金家龍;張金松;宗成明;張杰
• 申請（專利權）人: 中船重工鵬力（南京）大氣海洋信息系統有限公司;中國船舶重工集團南京鵬力科技集團有限公司
• 主分類號: G01S13/66
• 分類號: G01S13/66;G01S13/58
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 石艷紅

本發明公開了一種基于環境態勢分析的雷達目標跟蹤方法，包括極坐標扇區劃分、扇區驅動跟蹤、目標環境態勢分析、目標匹配關聯、目標清理和目標建航等處理過程。將極坐標系劃分為等距離等方位的扇形區域，當雷達視頻數據跨越既定方位后，驅動跟蹤模塊處理相應扇區的雷達目標數據。首先對雷達目標進行環境態勢分析，將雷達目標環境態勢歸為三類，即安全狀態、預警狀態和融合狀態，再根據雷達目標的不同環境態勢選擇不同的跟蹤處理策略。其次是刪除符合刪除條件的目標，最后對未關聯到目標的點跡進行建航處理。本發明提供了一種目標跟蹤處理策略，對于降低誤跟蹤、提高系統跟蹤穩定性有一定的作用。

技術領域

本發明涉及雷達目標跟蹤技術領域，特別是一種基于環境態勢分析的雷達目標跟蹤方法。

背景技術

水面船舶目標在不同區域呈現不同特征，有些區域船舶密集度低，而有些區域船舶密集度高，船舶密集度較低區域的目標跟蹤處理較為簡單，而密集度高的地區目標跟蹤處理較為復雜，如內河航道或港口，由于船舶密集程度較高，船舶間經常會出現追越、會遇和交叉（汽渡區尤為明顯）的情況。船舶在近岸航行或經過錨地邊緣也會出現類似情況，給雷達目標跟蹤提出了很高的要求。這些情況下，船舶的雷達視頻回波會與其他船舶或岸邊的固定物回波發生融合，形成一個回波。船舶的回波在與其他回波發生融合的過程中，很有可能有機動行為，這樣會導致船舶的雷達回波在解融合的時候其航向航速已經發生改變，進而影響雷達目標跟蹤處理過程，經常會出現誤跟蹤或者航跡丟失的情況，影響船舶的持續穩定跟蹤。

因此，有必要將船舶的環境態勢因素納入船舶目標跟蹤處理中，根據船舶目標不同的狀態對目標實施不同的跟蹤處理策略。

雷達目標跟蹤的方法則有很多，具體包括如下幾種。

1.Singer在上世紀70年代提出了的最近鄰法，這是一種非常簡單的數據關聯方法，但在雜波環境下會產生很多錯誤關聯。

2.Bar-Shalom在1975年提出了概率數據關聯算法（PDA），該算法解決了雜波環境下的目標跟蹤問題；隨后他又提出了聯合概率數據關聯算法（JPDA），統計區域范圍內的所有跟蹤目標與量測目標回波間的所有可能的組合方式的聯合事件，通過聯合似然函數求解關聯概率，較好的解決了密集目標的關聯問題。

3.αβ濾波算法是一種簡單的易于工程實現的常增益濾波方法，已被廣泛應用于跟蹤濾波器的設計過程。

4.IMM濾波算法也由Bar-Shalom提出，算法實行多個模型并行工作，模型間以概率矩陣進行轉移，目標狀態估計是多個濾波器共同決定，不需要機動檢測，具備自適應能力，是目前機動目標跟蹤的最有效算法。

如上所述，雷達目標跟蹤中常用的幾種關聯濾波算法各有優劣，如最近鄰法在雜波環境或密集目標情況下誤關聯率較高、JPDA算法隨樣本大小成指數增長的計算量問題、αβ濾波算法不適用于機動目標跟蹤、.IMM濾波算法同樣存在較大計算量等，單一的算法很難滿足實際需要，如何有效利用這些經典算法，揚長避短，針對性的進行目標跟蹤處理是提升雷達跟蹤性能的一種途徑。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，而提供一種基于環境態勢分析的雷達目標跟蹤方法，該基于環境態勢分析的雷達目標跟蹤方法能將雷達目標分級處理，為不同目標分配不同的跟蹤處理策略，有利于提升船舶目標跟蹤的準確性和穩定性。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種基于環境態勢分析的雷達目標跟蹤方法，包括如下步驟。

步驟1，極坐標扇區劃分：將雷達極坐標系按方位等分為M個扇區，再把每個扇區都等距離劃分為N個扇形格子，最終形成M*N個扇形格子。

步驟2，扇區驅動跟蹤：獲取雷達視頻幀數據，并記錄每個雷達視頻幀數據的方位所在扇區；當相鄰雷達視頻幀數據跨越不同扇區后，驅動雷達跟蹤模塊將對目標跟蹤扇區的數據進行跟蹤處理。