[發(fā)明專利]利用目標(biāo)運(yùn)動狀態(tài)模型的同平臺多雷達(dá)航跡關(guān)聯(lián)判決方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010018348.9
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111190172B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚遠(yuǎn);閆龍;黃磊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團(tuán)公司第七二四研究所
• 主分類號: G01S13/72
• 分類號: G01S13/72;G01S13/58;G01S13/87;G06K9/62
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1.利用目標(biāo)運(yùn)動狀態(tài)模型的同平臺多雷達(dá)航跡關(guān)聯(lián)判決方法，其特征在于：

以目標(biāo)運(yùn)動時其空間位置隨時間的變化率，將目標(biāo)的運(yùn)動狀態(tài)描述成勻速切向運(yùn)動、勻速徑向運(yùn)動、勻速轉(zhuǎn)彎、加減速切向運(yùn)動、加減速徑向運(yùn)動、加減速轉(zhuǎn)彎運(yùn)動；

用參數(shù)量化的方式將勻速切向運(yùn)動、勻速徑向運(yùn)動、勻速轉(zhuǎn)彎、加減速切向運(yùn)動、加減速徑向運(yùn)動、加減速轉(zhuǎn)彎運(yùn)動抽象成數(shù)學(xué)模型；

模型的中心參數(shù)定義為：運(yùn)動速度方差、航向方差、切向位移變化率、徑向位移變化率以及機(jī)動加速度；

當(dāng)目標(biāo)運(yùn)動速度和航向在一定時間內(nèi)其方差在固定的范圍內(nèi)波動，即視為勻速運(yùn)動；速度波動的固定范圍設(shè)定為目標(biāo)當(dāng)前平均速度百分比的平方，即(當(dāng)前平均速度×X％)²，航向波動的固定范圍設(shè)定為Y°的平方；

在勻速運(yùn)動過程中，若目標(biāo)位移在切向上隨時間的變化率N倍于徑向上隨時間的變化率，則此刻目標(biāo)的運(yùn)動狀態(tài)被描述為勻速切向運(yùn)動的數(shù)學(xué)模型，若目標(biāo)位移在徑向上隨時間的變化率N倍于切向上隨時間的變化率，則被描述為勻速徑向運(yùn)動的數(shù)學(xué)模型；

當(dāng)目標(biāo)航向在一定時間內(nèi)其方差在固定的范圍內(nèi)波動，其運(yùn)動速度的方差不滿足在固定的范圍內(nèi)波動的條件，則將目標(biāo)運(yùn)動狀態(tài)描述為加減速運(yùn)動的數(shù)學(xué)模型；

在加減速運(yùn)動過程中，若目標(biāo)位移在切向上隨時間的變化率N倍于徑向上隨時間的變化率，則此刻目標(biāo)的運(yùn)動狀態(tài)被描述為加減速切向運(yùn)動的數(shù)學(xué)模型，若目標(biāo)位移在徑向上隨時間的變化率N倍于切向上隨時間的變化率，則被描述為加減速徑向運(yùn)動的數(shù)學(xué)模型；

加減速切向運(yùn)動數(shù)學(xué)模型和加減速徑向運(yùn)動數(shù)學(xué)模型中，其機(jī)動的程度用目標(biāo)加速度的大小加以細(xì)化分類，機(jī)動程度按照加速度的大小分為M檔；當(dāng)目標(biāo)運(yùn)動速度和航向變化率在一定時間內(nèi)其方差在固定的范圍內(nèi)波動，即視為勻速轉(zhuǎn)彎運(yùn)動；當(dāng)目標(biāo)航向變化率的方差不滿足在固定的范圍內(nèi)波動的條件，即視為加減速轉(zhuǎn)彎運(yùn)動，機(jī)動程度按照加速度的大小分為M檔；利用同平臺部署的多部雷達(dá)對目標(biāo)進(jìn)行測量所獲得的目標(biāo)航跡數(shù)據(jù)，完成對目標(biāo)運(yùn)動狀態(tài)統(tǒng)計特征的估算，并歸入建立的多模型集合中的某一個或多個模型；采用離散采樣和滑窗的方式估算目標(biāo)運(yùn)動狀態(tài)的統(tǒng)計特征；離散采樣周期ΔT的選取準(zhǔn)則設(shè)為：當(dāng)雷達(dá)對目標(biāo)的距離分辨力為Δr，雷達(dá)對目標(biāo)的方位分辨力為Δθ，目標(biāo)的角速度為ω，目標(biāo)的徑向速度為V_n；則要求ω×ΔT≥Δθ或者V_n×ΔT≥Δr；滑窗長度L的選取滿足系統(tǒng)對航跡關(guān)聯(lián)算法的實時性要求；當(dāng)目標(biāo)運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變，目標(biāo)運(yùn)動參數(shù)介于多個模型之間時，采用多模型加權(quán)平均的方式平滑目標(biāo)狀態(tài)模型間的切換；

通過計算目標(biāo)運(yùn)動參數(shù)和模型中心參數(shù)的偏差程度確定模型權(quán)重；

目標(biāo)運(yùn)動狀態(tài)判別的計算公式的形式為以下5種：

①目標(biāo)狀態(tài)模型＝勻速切向運(yùn)動模型；

②目標(biāo)狀態(tài)模型＝勻速徑向運(yùn)動模型；

③目標(biāo)狀態(tài)模型＝加減速切向模型權(quán)重×加減速切向運(yùn)動模型×(機(jī)動模型1權(quán)重×機(jī)動模型1+機(jī)動模型2權(quán)重×機(jī)動模型2)+加減速徑向模型權(quán)重×加減速徑向運(yùn)動模型×(機(jī)動模型1權(quán)重×機(jī)動模型1+機(jī)動模型2權(quán)重×機(jī)動模型2)；

④目標(biāo)狀態(tài)模型＝勻速轉(zhuǎn)彎運(yùn)動模型；

⑤目標(biāo)狀態(tài)模型＝加減速轉(zhuǎn)彎模型1權(quán)重×加減速轉(zhuǎn)彎模型1+加減速轉(zhuǎn)彎模型2權(quán)重×加減速轉(zhuǎn)彎模型2；

根據(jù)模型的參數(shù)，設(shè)計判決統(tǒng)計量，計算判決統(tǒng)計量的分布特性，完成航跡關(guān)聯(lián)判決。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用目標(biāo)運(yùn)動狀態(tài)模型的同平臺多雷達(dá)航跡關(guān)聯(lián)判決方法，其特征在于：

利用同平臺部署的多部雷達(dá)對目標(biāo)進(jìn)行測量所獲得的目標(biāo)航跡數(shù)據(jù)，將目標(biāo)的狀態(tài)分為9個維度：X位置距離差值、Y位置距離差值、Z位置距離差值、X維速度差值、Y維速度差值、Z維速度差值，X維方向余弦夾角差，Y維方向余弦夾角差，Z維方向余弦夾角差這9個維度，利用仿真數(shù)據(jù)和實測數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)的方式分別擬合出在不同運(yùn)動狀態(tài)模型下符合這9個維度的假設(shè)統(tǒng)計量的概率密度分布曲線，再根據(jù)概率密度分布曲線計算出目標(biāo)當(dāng)前運(yùn)動狀態(tài)下，按照模型加權(quán)求和的方式計算每個維度上的差值對應(yīng)的概率，而后采用層次分析法量化9個維度的層次關(guān)系，根據(jù)標(biāo)度理論，使用1-9比例標(biāo)度法完成對9個維度相關(guān)概率的歸一處理，利用歸一后兩個目標(biāo)的相關(guān)概率作為描述兩兩航跡相似的隸屬度，建立評價矩陣，采用最大綜合相似度和閾值判別的原則完成航跡關(guān)聯(lián)判決。