[發明專利]高分辨傳感器弱小多目標檢測前跟蹤方法

有效

• 申請號: 202011383508.6
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112649802B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 譚順成;康勖萍;宋偉健;于洪波
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍航空大學
• 主分類號: G01S13/66
• 分類號: G01S13/66
• 代理公司: 煙臺上禾知識產權代理事務所(普通合伙) 37234
• 代理人: 丁寶君

本發明公開了一種高分辨傳感器弱小多目標檢測前跟蹤方法，屬于信息融合領域，適應于高分辨傳感器對多個弱小目標的檢測與跟蹤。在對高分辨傳感器數據進行處理時，基于TBD技術的弱小目標檢測跟蹤方法存在目標個數估計明顯虛多、算法復雜度和計算顯著增大，以及目標出現漏檢時濾波器中代表該目標的粒子群迅速退化等問題。本發明提出的高分辨傳感器弱小多目標檢測前跟蹤方法立足于解決此類問題。本發明通過對“同源”目標進行有效劃分與融合，將源于同一目標的估計值進行融合處理，并通過在主濾波器中構建漏檢目標輔助搜索機制，克服了基于TBD技術的弱小目標檢測跟蹤方法的局限性，因此具有較強的工程應用價值和推廣前景。

技術領域

本發明涉及一種目標檢測跟蹤方法，特別是涉及一種弱小多目標的檢測跟蹤方法，屬于信息融合領域，適應于高分辨傳感器對多個弱小目標的檢測與跟蹤。

背景技術

高分辨傳感器可提供更多的目標結構信息，在目標檢測、跟蹤與識別等方面具有極其廣闊的應用背景，是現代傳感器技術的重要發展方向之一。但是，由于該類傳感器分辨單元的尺寸遠小于目標尺寸，目標回波通常會占據多個分辨單元，當目標信噪比較高時，可通過目標識別并構建合適的目標擴展模型等手段實現目標個數的修正，并估計出目標散射中心已提高目標跟蹤精度；然而，當目標信噪比較低時，目標回波通常被淹沒在噪聲里，目標量測數據時有時無，現有的方法很難對其進行有效檢測，更無法對目標進行識別和建模。因此，如何實現高分辨傳感器對多個弱小目標的有效檢測和跟蹤是當前的難點問題。

檢測前跟蹤(TBD)技術是一種目前最常用且行之有效的弱小的檢測和跟蹤方法，該方法以時間為代價，通過長時間的積累提高目標的信噪比，進而實現對弱小目標的有效檢測和跟蹤。現有的基于TBD技術的弱小目標檢測跟蹤方法主要通過以下步驟實現：

1)存儲多幀未經門限處理或者較低門限處理的量測數據；

2)按照假定的目標運動軌跡對量測數據進行有效積累；

3)宣告目標存在的同時提取出目標的軌跡。

基于TBD技術的弱小目標檢測跟蹤方法具有兩個明顯的缺陷：(1)該方法將目標當成“點目標”來處理，會導致擴展在多個分辨單元的一個目標被檢測成多個目標，進而導致目標個數估計明顯虛多、算法復雜度和計算顯著增大；(2)目標出現漏檢時，濾波器中代表該目標的粒子群迅速退化，造成后續時刻目標容易的丟失。

發明內容

本發明的目的是提出一種高分辨傳感器弱小多目標檢測前跟蹤方法，解決基于TBD技術的弱小目標檢測跟蹤方法將目標當成“點目標”來造成的目標個數估計明顯虛多、算法復雜度和計算顯著增大，以及目標出現漏檢時，濾波器中代表該目標的粒子群迅速退化造成的后續時刻目標容易丟失等問題。

本發明提出的高分辨傳感器弱小多目標檢測前跟蹤方法的技術方案包括以下步驟：

步驟1：系統初始化

基于概率假設密度濾波構建一個主濾波器，并進行濾波器的初始化處理，另外構建一個漏檢目標集并初始化為空集。

步驟2：傳感器量測獲取

獲取高分辨傳感器當前時刻的非門限處理的弱小多目標量測數據，并進行A/D轉換，送數據處理機；

步驟3：漏檢目標輔助搜索粒子集生成

若漏檢目標集為空集，直接轉步驟4；否則，首先對漏檢目標集中的任意目標進行一步預測，得到當前時刻該目標狀態的預測值，然后以該預測值為均值、目標量測誤差協為方差，構造多維正態分布，并從該正態分布采樣用于輔助搜索該漏檢目標的輔助搜索粒子集，最后將所有漏檢目標的輔助搜索粒子集添加至主濾波器，完成主濾波器修正，并將漏檢目標集重置為空集。

步驟4：量測粗濾波