[發明專利]一種跟蹤信息輔助的目標檢測方法

在審

• 申請號: 202011637653.2
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112816973A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 趙宗耀;湯俊
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01S13/66
• 分類號: G01S13/66;G01S7/02
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 史雙元

本發明公開了一種跟蹤信息輔助的目標檢測方法，通過構建一種閉環跟蹤信息反饋框架，對目標的跟蹤信息進行有效地利用，可以很好地提高目標的檢測概率，提高跟蹤的連續性。并且具有較低的計算復雜度，有利于雷達的數據的實時處理。本發明的優點是：可以有效地提升高起伏目標的檢測概率，提升跟蹤的連續性。操作簡單，并行化程度高。對于復雜場景適應能力強，具有一定的魯棒性。

技術領域

本發明屬于雷達信號處理中的目標檢測領域，尤其涉及一種跟蹤信息輔助的目標檢測技術。

背景技術

隨著現代先進武器裝備技術的不斷發展，例如無人機、巡航彈、滑翔機等低可觀察的“低慢小”目標給傳統雷達系統帶來了巨大的挑戰。這些威脅軍事目標表現為雷達散射截面積(RCS)較小、RCS起伏較大、低空突防機動能力強、飛行高度低，難發現、難捕捉、難處置、難應對，對重要目標的空防安全形成極大威脅。目標RCS的減小會造成目標回波信噪比低，嚴重影響雷達的檢測性能。目標RCS起伏嚴重會導致檢測不連續，會極大影響目標跟蹤的連續性。

雷達目標檢測是雷達信號處理中的基本問題。目標檢測器需要確定收到的回波信號是來自目標還是來自噪聲。在雷達信號處理問題中，檢測問題通常被視為二元假設檢驗問題。有兩種假設，其中H₀假定信號僅包含噪聲，H₁假定信號包含目標回波和噪聲。由于缺乏先驗信息和代價函數，大多數雷達使用Neyman-Pearson準則來進行統計判決。在傳統的雷達系統中，目標檢測和目標跟蹤通常被視為兩個獨立的過程。檢測器在當前時間步對收到的回波數據進行檢測，并將檢測結果發送到下一級數據處理模塊。其中最常用的算法是恒虛警檢測(CFAR)算法。但這種算法由于沒有利用到任何的歷史檢測信息以及跟蹤信息，在面對低信噪比目標以及高起伏目標時，性能就會急劇下降，很難做到有效地檢測。跟蹤連續性也會大大降低。

發明目的

本發明得目的旨在于應對現有技術存在的不足，提出一種基于跟蹤信息輔助的目標檢測方法，構建了一種閉環跟蹤信息反饋框架，對目標的跟蹤信息進行有效地利用，可以很好地提高目標的檢測概率，提高跟蹤的連續性。并且具有較低的計算復雜度，有利于雷達的數據的實時處理。

發明內容

本發明提供了一種基于跟蹤信息輔助的目標檢測方法，包括以下步驟：

第一步：初始化目標狀態矩陣；

第二步：用表示當前要處理第幀，在第幀的數據到來時，若，則表示當前正處理第1幀，此時上一幀目標狀態矩陣即為第一步初始化的目標狀態矩陣；若，則使用第幀的第五步更新計算后的目標狀態矩陣作為上一幀的目標狀態矩陣；

第三步：根據此時反饋的跟蹤信息，即反饋的跟蹤預測波門，建立狀態轉移矩陣；

第四步：根據第三步建立的狀態轉移矩陣去對上一幀(幀)的目標狀態矩陣利用遞推貝葉斯濾波原理進行迭代預測，得出預測的第幀目標狀態矩陣；

第五步：根據第四步預測的第幀目標狀態矩陣以及當前幀的觀測數據，利用貝葉斯法則更新計算第幀的目標狀態矩陣；

第六步：選定閾值對第幀目標狀態矩陣進行門限處理，得到檢測結果；

第七步：將檢測得到的點跡結果送到跟蹤模塊處理，并將跟蹤模塊處理結果反饋至第三步；

第八步：依次類推，在第幀的數據到來時，重復第二步到第七步的方法進行處理。

優選地，在第一步建立的目標狀態矩陣中，每一個元素代表在該位置有目標的概率；目標狀態轉移服從一階馬爾科夫過程，第幀的目標狀態矩陣僅取決于第幀的目標狀態矩陣。

優選地，第三步是根據此時反饋的跟蹤信息，即反饋的跟蹤預測波門建立狀態轉移矩陣，目標狀態的轉移概率矩陣是根據反饋信息實時建立的。