[發(fā)明專利]基于霍夫變換的區(qū)域柵格化多特征關(guān)聯(lián)并行航跡起始方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910033693.7
• 申請(qǐng)日: 2019-01-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109856629A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王奇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七二四研究所
• 主分類號(hào): G01S13/88
• 分類號(hào): G01S13/88;G01S7/02;G06F17/50;G06K9/62
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明涉及一種基于霍夫變換的區(qū)域柵格化多特征關(guān)聯(lián)并行航跡起始方法，其中包括：將雷達(dá)探測(cè)區(qū)域按照距離劃分為多個(gè)相互重疊的小區(qū)域，對(duì)于每一個(gè)小區(qū)域，設(shè)定不同的參考周期數(shù)(參考周期數(shù)是指參與投票累積的有效周期個(gè)數(shù))以及峰值提取門限，并以滿足95％的期望目標(biāo)能夠完成有效積累為條件，采用蒙特卡洛仿真離線計(jì)算出霍夫變換量化間隔；將多個(gè)區(qū)域按照各自區(qū)域的參數(shù)采用霍夫變換的方法同時(shí)并行進(jìn)行航跡起始；在將每次霍夫變換中遍歷參數(shù)空間累積矩陣這一過(guò)程進(jìn)行并行處理，根據(jù)計(jì)算資源將參數(shù)空間累積矩陣劃分為多個(gè)大小相同的子矩陣，每個(gè)子矩陣分別進(jìn)行并行處理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于霍夫變換的航跡起始方法。

背景技術(shù)

航跡起始是指未進(jìn)入航跡維持階段之前確立航跡的過(guò)程，是多目標(biāo)跟蹤的首要問(wèn)題，直接影響著多目標(biāo)跟蹤的性能。常用的航跡起始方法可以分為順序處理方法和批處理方法兩種。霍夫變換作為一種典型的批處理方法，因其對(duì)局部缺損的不敏感、對(duì)隨機(jī)噪聲的魯棒性以及適于并行處理、實(shí)時(shí)應(yīng)用等優(yōu)良特性，已成為當(dāng)前航跡起始方法研究的熱點(diǎn)。

二十世紀(jì)八十年代初，Smith和Winter首次將霍夫變換引入，作為一種有效的航跡起始方法。1994年，Carlson,Evans和Wilson等，從原理概念、積累方法以及起始效果等角度，詳細(xì)分析了基于霍夫變換的起始方法在單搜索雷達(dá)中的應(yīng)用。1998年，Yankowich在多目標(biāo)多傳感器航跡起始融合算法中使用了霍夫變換。

雖然前人已經(jīng)做出了很多卓有成效的工作，但是霍夫變換在具體應(yīng)用中還存在諸多問(wèn)題。首先，目前還沒(méi)有一種公認(rèn)的有效的參數(shù)空間量化間隔的選取方法；其次，作為一種批處理方法，霍夫變換天然存在計(jì)算量、存儲(chǔ)量巨大的缺陷，在實(shí)際應(yīng)用中必須需要考慮實(shí)時(shí)性問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于霍夫變換的區(qū)域柵格化多特征關(guān)聯(lián)并行航跡起始方法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：首先根據(jù)期望目標(biāo)的最大速度v_max以及掃描周期Ts計(jì)算劃分區(qū)域的最小距離跨度DivDis＝10*v_max*Ts，若計(jì)算出的DivDis小于預(yù)先設(shè)定好的最小距離跨度M，則取DivDis＝M。將雷達(dá)作用距離R內(nèi)的探測(cè)區(qū)域劃分為X個(gè)跨度為DivDis+δ_d的相互重疊的小區(qū)域，δ_d是重疊區(qū)域的距離跨度，對(duì)于每一個(gè)小區(qū)域，根據(jù)觀測(cè)環(huán)境參考周期數(shù)T_aging(參考周期數(shù)是指參與投票累積的有效周期個(gè)數(shù))以及峰值提取門限Thr，分別根據(jù)目標(biāo)量測(cè)誤差離線計(jì)算出霍夫變換最小量化間隔Δθ和Δρ。將這X個(gè)區(qū)域按照各自區(qū)域的參數(shù)采用霍夫變換的方法并行進(jìn)行航跡起始。

對(duì)于基于霍夫變換的航跡起始方法本身，也進(jìn)行并行處理。將參數(shù)空間累積矩陣劃分為N個(gè)子矩陣，N由計(jì)算資源確定。每個(gè)子矩陣單獨(dú)創(chuàng)建任務(wù)，多個(gè)子矩陣并行處理，任務(wù)的同步控制采用信號(hào)量+消息隊(duì)列的方式實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為：

本發(fā)明將整個(gè)探測(cè)區(qū)域劃分為多個(gè)小區(qū)域，對(duì)不同的區(qū)域采用不同的參考周期數(shù)T_aging和峰值提取門限Thr，可以兼顧快速起始與抑制虛假。由于在整個(gè)雷達(dá)觀測(cè)區(qū)域內(nèi)，雜波強(qiáng)弱不一，現(xiàn)有技術(shù)在整個(gè)區(qū)域內(nèi)都采用相同的參考周期數(shù)T_aging和峰值提取門限Thr，若采用較高的T_aging與Thr，則在若雜波區(qū)域內(nèi)不能實(shí)現(xiàn)快速起始，若采用較低的T_aging與Thr，在強(qiáng)雜波區(qū)域內(nèi)又會(huì)導(dǎo)致虛假太多。本發(fā)明采用的分區(qū)方法，在強(qiáng)雜波區(qū)域內(nèi)采用高門限以抑制虛假，在弱雜波區(qū)域內(nèi)采用低門限實(shí)現(xiàn)快速起始。其次，現(xiàn)有技術(shù)中，在整個(gè)探測(cè)區(qū)域中，采取同一組量化間隔進(jìn)行處理。由于雷達(dá)目標(biāo)的量測(cè)誤差是在極坐標(biāo)系中觀測(cè)到的，轉(zhuǎn)換到直角坐標(biāo)系中，必然出現(xiàn)近程誤差范圍小遠(yuǎn)程誤差范圍大。本發(fā)明在近程采用較小的量化間隔，遠(yuǎn)程采用較大的量化間隔，更加符合實(shí)際情況。