[發(fā)明專利]大視場(chǎng)光電成像跟蹤系統(tǒng)多約束條件航跡起始檢測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811422902.9
• 申請(qǐng)日: 2018-11-27
• 公開（公告）號(hào): CN109633678A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆宗群;王順;程高峰;楊建昌;張瑜;史云勝;郝娜;李萍;張環(huán);張新喜;余皓;吳健;李杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍陸軍裝甲兵學(xué)院
• 主分類號(hào): G01S17/66
• 分類號(hào): G01S17/66;G01S7/493;G01S7/48
• 代理公司: 重慶市信立達(dá)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50230
• 代理人: 包曉靜

本發(fā)明屬于使用目標(biāo)自身特性和運(yùn)動(dòng)特性的回波信號(hào)的分析技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種大視場(chǎng)光電成像跟蹤系統(tǒng)多約束條件航跡起始檢測(cè)方法；首先利用具有航跡連貫性判斷和方向判斷的約束條件1，加強(qiáng)了對(duì)威脅目標(biāo)航跡的快速起始；然后利用具有航向方差判斷的約束條件2和航跡可信度判斷的約束條件3相配合完成對(duì)斷續(xù)點(diǎn)跡目標(biāo)的航跡起始，在大視場(chǎng)光電成像跟蹤系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了在密集雜波環(huán)境下，對(duì)整個(gè)空域威脅目標(biāo)航跡的快速起始。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了大視場(chǎng)光電成像跟蹤系統(tǒng)下對(duì)大威脅概率目標(biāo)和斷續(xù)點(diǎn)跡目標(biāo)航跡的快速起始；為大視場(chǎng)光電成像跟蹤系統(tǒng)中密集雜波環(huán)境下目標(biāo)快速、準(zhǔn)確的航跡起始提供了新思路。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于使用到目標(biāo)自身特性和運(yùn)動(dòng)特性的回波信號(hào)的分析技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種大視場(chǎng)光電成像跟蹤系統(tǒng)多約束條件航跡起始檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

航跡起始指的是未進(jìn)入穩(wěn)定跟蹤(航跡保持)之前所進(jìn)行的航跡確定過程。它是按照航跡處理的過程劃分出來的，它不僅包括航跡頭的選擇，還包括航跡起始軌跡段及其形成的過程。航跡起始是伴隨著航跡處理的發(fā)展而發(fā)展。從直觀法到邏輯法；從Hough變化法到模式匹配法；從稀疏環(huán)境下的起始算法到密集環(huán)境下的起始算法；從純方法研究到性能評(píng)估；從主動(dòng)系統(tǒng)到被動(dòng)系統(tǒng)等等，已經(jīng)積累了大量的相關(guān)文獻(xiàn)。

航跡起始作為多目標(biāo)跟蹤航跡處理的首要問題，其起始航跡的正確性是減少多目標(biāo)跟蹤固有的組合爆炸所帶來的計(jì)算負(fù)擔(dān)的有效措施。如果航跡起始不正確，則很難實(shí)現(xiàn)對(duì)多目標(biāo)的跟蹤。而且，航跡起始時(shí)，目標(biāo)距離較遠(yuǎn)，傳感器探測(cè)分辨率低，測(cè)量精度差，再加上真假目標(biāo)的出現(xiàn)無真正的統(tǒng)計(jì)規(guī)律而言，航跡起始問題同時(shí)又是一個(gè)較難處理的問題。尤其是多目標(biāo)密集回波環(huán)境下的航跡起始處理最為復(fù)雜，這種情況下的復(fù)雜性主要是由于多目標(biāo)密集環(huán)境(含真假密集目標(biāo))航跡處理自身復(fù)雜性和航跡起始的地位決定的。

在大視場(chǎng)光電成像跟蹤系統(tǒng)中，由于超大視場(chǎng)角和較大桶形畸變的存在，必然引起系統(tǒng)分辨率的減弱。同時(shí)由于探測(cè)器自身分辨率限制。導(dǎo)致了這種被動(dòng)無源系統(tǒng)在具有其它系統(tǒng)不具有的優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，也不可避免的產(chǎn)生了一些弊端。(1)目標(biāo)尺寸小于一個(gè)像素；這是由于系統(tǒng)目標(biāo)偵測(cè)距離較遠(yuǎn)，傳感器探測(cè)分辨力不高以及目標(biāo)大小有限等因素限制，使得目標(biāo)相對(duì)系統(tǒng)的空間立體角小于系統(tǒng)的瞬時(shí)視場(chǎng)角。在偵測(cè)距離上的目標(biāo)，在像面上的衍射斑的大小也僅僅是接近一個(gè)像素而已。(2)目標(biāo)在像平面上的運(yùn)動(dòng)速度很??；由于系統(tǒng)瞬時(shí)視場(chǎng)角的增大，導(dǎo)致目標(biāo)在凝視系統(tǒng)下的運(yùn)動(dòng)速度要比傳統(tǒng)的小視場(chǎng)系統(tǒng)慢的多。假定在10km的偵測(cè)距離上，切向速度為3Ma的目標(biāo)在像面上的運(yùn)動(dòng)速度約為0.5pixels/frame；(3)目標(biāo)軌跡成斷續(xù)點(diǎn)跡；由于目標(biāo)成亞像素和運(yùn)動(dòng)速度過小，導(dǎo)致目標(biāo)移動(dòng)到相鄰像素之間時(shí)，可能出現(xiàn)暫時(shí)的丟失，導(dǎo)致目標(biāo)軌跡出現(xiàn)斷續(xù)。因此可知大視場(chǎng)光電成像跟蹤系統(tǒng)下，像面目標(biāo)具有占有像素?cái)?shù)量很小、目標(biāo)運(yùn)動(dòng)信息不明確、不連貫、目標(biāo)灰度值較小等直接導(dǎo)致像面目標(biāo)信噪比很低的多種固有不利特性，這些無法解決的客觀不利特性所導(dǎo)致的目標(biāo)信噪比降低一方面會(huì)導(dǎo)致目標(biāo)檢測(cè)時(shí)出現(xiàn)漏檢，另一方面，會(huì)引入許多虛警，容易造成航跡起始中，航跡分叉增多，計(jì)算量的迅速增大，從而降低了航跡起始的效率、增大了虛假航跡起始的概率。