[發(fā)明專利]基于隨機有限集的弱小目標聯(lián)合檢測與跟蹤系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011086220.2
• 申請日: 2020-10-12
• 公開（公告）號: CN112215146B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董鴻志;連峰;譚順成;徐從安
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06V10/30
• 分類號: G06V10/30;G06V10/44;G06V20/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

1.基于隨機有限集的弱小目標聯(lián)合檢測與跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，包括:

紅外圖像量測模塊，用于利用紅外傳感器進行實時掃描，獲取地面環(huán)境和目標的紅外量測圖像，然后利用紅外圖像灰度特征抑制地面環(huán)境和目標的紅外量測圖像的背景噪聲，濾除無效量測，得到目標量測域；

目標預測模塊，用于對目標量測域按照貝葉斯準則并利用馬爾可夫轉(zhuǎn)移矩陣計算，得到目標的預測狀態(tài)和目標預測航跡標簽，根據(jù)目標的預測狀態(tài)和目標預測航跡標簽對預測目標進行高斯采樣，獲得每一預測目標對應(yīng)的粒子集合；

目標更新模塊，用于利用目標量測域中不同位置對應(yīng)的幅值信息計算每一預測目標對應(yīng)的粒子集合中預測目標粒子的似然函數(shù)，根據(jù)預測目標粒子似然函數(shù)和歸一化的粒子權(quán)重，計算得到目標的更新狀態(tài)和目標更新航跡標簽；并且建立目標與量測關(guān)聯(lián)的假設(shè)代價函數(shù)，然后根據(jù)目標與量測關(guān)聯(lián)的假設(shè)代價函數(shù)計算m個最優(yōu)分配假設(shè)，最后根據(jù)假設(shè)權(quán)重大小選擇最大權(quán)重對應(yīng)的假設(shè)，得到當前時刻的目標狀態(tài)和航跡估計值，實現(xiàn)對多目標的跟蹤。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于隨機有限集的弱小目標聯(lián)合檢測與跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括與目標更新模塊相連的數(shù)據(jù)顯示模塊，數(shù)據(jù)顯示模塊用于顯示包括量測數(shù)據(jù)、目標的真實運行軌跡、目標狀態(tài)和數(shù)目估計值，以及目標數(shù)目和軌跡的估計誤差曲線。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于隨機有限集的弱小目標聯(lián)合檢測與跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，紅外圖像量測模塊包括恒虛警率圖像分割模塊和紅外目標灰度特性量測提取模塊；

恒虛警率圖像分割模塊，用于對地面環(huán)境和目標的紅外量測圖像進行背景和雜波抑制，得到候選量測域；

紅外目標灰度特性量測提取模塊，用于對候選量測域提取目標量測域。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于隨機有限集的弱小目標聯(lián)合檢測與跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，目標預測模塊按包括新生目標預測模塊和存活目標預測模塊；

新生目標預測模塊，用于根據(jù)目標量測域生成新生目標航跡表；當新生目標信息已知時，將目標量測域作為量測集參與對目標航跡表的更新，當新生目標信息未知時，采用自適應(yīng)新生目標算法在上一時刻未與目標相關(guān)聯(lián)的量測區(qū)域，新生航跡粒子并計算粒子對應(yīng)的似然函數(shù)，通過對新生粒子的重采樣確定新生目標量測區(qū)域，并初始化新生目標航跡表；

存活目標預測模塊，用于將上一時刻的更新目標對應(yīng)采樣粒子，根據(jù)貝葉斯準則和狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程計算粒子的存活狀態(tài)和權(quán)重，并與新生目標構(gòu)成目標預測集合，生成預測航跡表，預測航跡表包括目標狀態(tài)和目標航跡標簽。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于隨機有限集的弱小目標聯(lián)合檢測與跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，目標更新模塊包括目標狀態(tài)更新模塊和目標航跡更新模塊；

目標狀態(tài)更新模塊，用于利用目標的預測狀態(tài)，根據(jù)當前時刻的地面環(huán)境和目標的紅外量測圖，采用粒子濾波方法計算預測航跡表中每一目標對應(yīng)粒子的更新狀態(tài)和歸一化權(quán)重，將預測航跡表中每一目標對應(yīng)粒子的更新狀態(tài)和歸一化權(quán)重作為更新航跡表中的目標狀態(tài)估計值；

目標航跡更新模塊，用于通過對目標預測狀態(tài)和當前時刻的目標量測域中的不同位置進行配對得到對應(yīng)的航跡假設(shè)，然后計算每一航跡假設(shè)的代價值，并利用murty算法針對航跡假設(shè)代價計算m個最優(yōu)分配航跡假設(shè)，最后提取最大權(quán)重航跡假設(shè)，得到目標的航跡估計值。