[發明專利]基于圖像形態處理的群目標跟蹤方法

有效

• 申請號: 201910057384.3
• 申請日: 2019-01-22
• 公開（公告）號: CN109814074B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 曹運合;吳益旭;劉玉濤;李弋鵬;梅立榮;盧毅;鄭紀斌;王從思
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S7/292
• 分類號: G01S7/292;G01S13/66
• 代理公司: 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

1.一種基于圖像形態處理的群目標跟蹤方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1，對雷達接收機在一個采樣周期內接收到的回波信號進行處理，得到雷達在本采樣周期內所有回波信號中目標的總數Q以及每個目標量測的距離和方位角，并通過直角坐標轉換計算得到每個目標量測的距離和方位角在二維直角坐標系中的X方向坐標和Y方向坐標；

步驟2，建立初始圖像矩陣I，并計算二值圖像矩陣I′；

步驟3，對二值圖像矩陣I′依次進行圖像形態學處理和標記處理，得到群目標的個數L以及含有不同標記號l的圖像矩陣Ipm，l＝1，2，...，a，…，L；

步驟4，根據含有不同標記號l的圖像矩陣Ipm，計算本采樣周期內L個群目標的等效中心向量Z，Z＝(z₁，z₂，…z_l，…，z_L)，其中z_l＝(Xc_l，Yc_l)，Xc_l，Yc_l分別表示本采樣周期內第l個群目標的等效中心在直角坐標系中的X方向坐標和Y方向坐標；

步驟5，根據多個采樣周期內L個群目標的等效中心坐標，采用邏輯法推理計算L個群目標的航跡集合H＝{H₁，H₂，…，H_l，…，H_L}，其中，H_l為第l個群目標的穩定航跡；

步驟6，計算L個群目標中心的初始狀態，其中第l個群目標中心的初始狀態為：

其中，X_st_(l)表示第l個群目標中心的初始狀態，X_initial_(l)、Y_initial_(l)分別表示第l個群目標中心在初始狀態的X方向坐標和Y方向坐標，VX_initial_(l)、VY_initial_(l)分別表示第l個群目標中心在初始狀態的X方向速度和Y方向速度；

步驟7，雷達數據處理模塊以步驟6得到的L個群目標中心的初始狀態為基準對L個群目標開始跟蹤，設跟蹤總步數為K，初始化k＝0；

步驟8，雷達接收機接收到下一個采樣周期內的所有回波信號后執行步驟1至步驟4，從而得到下一個采樣周期內F個群目標的等效中心向量Z_c，則Z_c＝(z₁，z₂，…z_f，…，z_F)；

步驟9，對下一個采樣周期內F個群目標的等效中心向量Z_c與對應所述下一個采樣周期內L個群目標的預測中心位置向量Z_c′進行關聯計算，得到關聯矩陣C，所述下一個采樣周期內L個群目標的預測中心位置向量Z_c′在該步驟9的子步驟3中計算得到；

所述步驟9具體包括以下三個子步驟：

子步驟1，判斷F與L關系：如果F＞L，執行子步驟2；如果F＝L，執行子步驟3；

子步驟2，當F＞L時，說明跟蹤的L個群目標出現了分離現象，則接著步驟4繼續執行步驟5至步驟6重新計算F個群目標中心的初始狀態，然后再執行步驟9中的子步驟3；

子步驟3，令k加1，計算所述關聯矩陣C；

步驟10，根據步驟9得到的關聯矩陣C中元素c_fl的數值對相對應的群目標濾波跟蹤軌跡進行調整：針對c_fl＝1，表示下一個采樣周期內第f個群目標的等效中心與第l個群目標的預測中心關聯，則將此第f個群目標的等效中心坐標用于下一個采樣周期內該群目標的軌跡進行濾波跟蹤，從而得到當前F個群目標的濾波軌跡；

同時將所述當前F個群目標的濾波軌跡一方面作為新的下一個采樣周期內F個群目標的中心位置進行預測的濾波狀態，另一方面作為F個群目標的跟蹤結果；

步驟11，判斷k的值，若k＜K，執行步驟8至10，否則結束跟蹤。