[發(fā)明專利]一種基于橢圓霍夫變換的目標跟蹤方法和系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110089294.X
• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN112859065A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 饒彬;周永坤;蔡桂權(quán);王偉;王濤;周穎;鄒小海;徐峰
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號: G01S13/72
• 分類號: G01S13/72
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 常柯陽

本發(fā)明公開了一種基于橢圓霍夫變換的目標跟蹤方法和系統(tǒng)，方法包括以下步驟：獲取雷達站的第一量測數(shù)據(jù)；將第一量測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為預(yù)設(shè)坐標系下的第二量測數(shù)據(jù)；預(yù)設(shè)坐標系下具有預(yù)設(shè)橢圓方程，預(yù)設(shè)橢圓方程具有目標參數(shù)；根據(jù)預(yù)設(shè)量化參數(shù)、預(yù)設(shè)橢圓方程以及第二量測數(shù)據(jù)，確定檢測點數(shù)據(jù)；根據(jù)檢測點數(shù)據(jù)，確定目標的跟蹤軌跡。本發(fā)明通過將獲取的雷達站的第一量測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為預(yù)設(shè)坐標系下的第二量測數(shù)據(jù)進行處理，并結(jié)合符合彈道目標軌跡的預(yù)設(shè)橢圓方程，根據(jù)預(yù)設(shè)橢圓方程、預(yù)設(shè)量化參數(shù)以及第二量測數(shù)據(jù)，確定檢測點數(shù)據(jù)從而確定目標的跟蹤軌跡，能夠?qū)椀滥繕诉M行檢測跟蹤。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于雷達技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雷達技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于橢圓霍夫變換的目標跟蹤方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

霍夫(Hough)變換最早應(yīng)用于圖像中的直線檢測，后被引入到雷達數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，主要用于航跡起始和檢測前跟蹤(track-before-detect，TBD)反隱身。而現(xiàn)今針對雷達數(shù)據(jù)處理進行目標的航跡檢測，通常使用經(jīng)典的直線Hough變換，而直線Hough變換僅適用于短時間內(nèi)的航跡檢測，但對彈道目標而言，其運動軌跡是空間曲線，并且其雷達截面積(Radar Cross Section，RCS)最小可以小到0.00009量級。因此，直線Hough變換難以取得較好的TBD檢測效果，其無法對彈道目標進行有效的檢測追蹤。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于橢圓霍夫變換的目標跟蹤方法和系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)彈道目標的追蹤。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種基于橢圓霍夫變換的目標跟蹤方法，包括以下步驟：

獲取雷達站的第一量測數(shù)據(jù)；

將所述第一量測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為預(yù)設(shè)坐標系下的第二量測數(shù)據(jù)；所述預(yù)設(shè)坐標系下具有預(yù)設(shè)橢圓方程，所述預(yù)設(shè)橢圓方程具有目標參數(shù)；

根據(jù)預(yù)設(shè)量化參數(shù)、所述預(yù)設(shè)橢圓方程以及所述第二量測數(shù)據(jù)，確定檢測點數(shù)據(jù)；所述預(yù)設(shè)量化參數(shù)表征所述目標參數(shù)的估計值；

根據(jù)所述檢測點數(shù)據(jù)，確定目標的跟蹤軌跡。

進一步，所述第一量測數(shù)據(jù)通過球坐標系表示，所述將所述第一量測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為預(yù)設(shè)坐標系下的第二量測數(shù)據(jù)，包括：

確定所述球坐標系與發(fā)射坐標系的第一轉(zhuǎn)換關(guān)系；

根據(jù)所述第一轉(zhuǎn)換關(guān)系，確定所述發(fā)射坐標系與所述預(yù)設(shè)坐標系的第二轉(zhuǎn)換關(guān)系；

根據(jù)所述第一量測數(shù)據(jù)和所述第二轉(zhuǎn)換關(guān)系，將所述第一量測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為所述第二量測數(shù)據(jù)。

進一步，所述根據(jù)所述第一轉(zhuǎn)換關(guān)系，確定所述發(fā)射坐標系與所述的第二轉(zhuǎn)換關(guān)系，確定所述第二轉(zhuǎn)換關(guān)系的公式為：

其中，r_T為所述預(yù)設(shè)坐標系，為所述發(fā)射坐標系與所述預(yù)設(shè)坐標系的坐標變換陣，r_LC用于表征所述第一轉(zhuǎn)換關(guān)系，ξ₃＝(0,r_o+H,0)^T，r_o為地球平均半徑，H為所述雷達站的高度，T為轉(zhuǎn)置。

進一步，所述獲取雷達站的第一量測數(shù)據(jù)，具體地：

通過預(yù)設(shè)大小的雷達搜索窗按照波位進行順序掃描，得到若干幀探測數(shù)據(jù)，每一幀所述探測數(shù)據(jù)包括若干個點跡；所述第一量測數(shù)據(jù)包括若干幀所述探測數(shù)據(jù)。

進一步，所述目標參數(shù)包括長半軸參數(shù)和短半軸參數(shù)，所述預(yù)設(shè)量化參數(shù)包括第一量化參數(shù)和第二量化參數(shù)，所述預(yù)設(shè)量化參數(shù)通過以下步驟確定：

確定所述目標參數(shù)的搜索區(qū)域；

對所述搜索區(qū)域進行離散化；