[發明專利]一種群目標航跡起始方法、系統、裝置及存儲介質

有效

• 申請號: 202110347426.4
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113126082B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 徐世友;雷學粵;朱楠楠;陳曾平
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G01S13/72
• 分類號: G01S13/72
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 黎揚鵬

本發明公開了一種群目標航跡起始方法、系統、裝置及存儲介質，方法包括：獲取群目標的第一量測集并分割為多個第一子群，計算第一子群的第一中心等效量測；確定第一子群的圓形波門；獲取第二子群并計算第二中心等效量測；確定第二中心等效量測落入第一子群的圓形波門，選取對應的第二子群作為備選子群，選取和第一子群Wasserstein距離最小的備選子群與第一子群進行關聯；確定備選子群在第三時刻的預測中心等效量測，并確定備選子群的橢圓波門；選取橢圓波門內和備選子群Wasserstein距離最小的第三子群，與備選子群進行關聯，從而完成航跡起始。本發明提高了航跡起始的效率和準確度，可廣泛應用于雷達技術領域。

技術領域

本發明涉及雷達技術領域，尤其是一種群目標航跡起始方法、系統、裝置及存儲介質。

背景技術

在雷達目標跟蹤領域中，集群目標指的是在空間中分布密集且具有相同的運動模式的一群目標，具體來說，群內的目標需要在位置，速度和運動方向上滿足以下條件：1)目標之間的距離需要小于群與群之間的距離；2)目標的運動速度矢量(由速度大小和運動方向組成)基本相同。受限于雷達的分辨率，在對集群目標的跟蹤過程中會出現三種情況：1)群內目標完全無法分辨，雷達接收機在單次掃描的過程中僅能獲得單個的目標量測；2)群內目標部分可分辨，此時群內目標可產生多個量測，但是量測的個數是隨時間變化的，此時無法準確的獲得群內目標的個數；3)群內目標完全可分辨，此時能夠獲得穩定連續的量測。更麻煩的是，當雷達與目標之間的幾何關系發生變化時，這三種情況還會相互轉換。此外，由于量測噪聲的存在并且群內目標分布較為密集，這擾亂了群內目標量測的空間分布結構，即使對于目標完全可分辨的情況，也極易產生群內目標之間錯誤的交叉互聯。因此，一些針對群內目標的精細航跡起始算法在實際應用難以取得良好的群目標起始效果，在這種情況下，可將群作為一個整體并利用群的中心等效量測來進行航跡起始。

目前，常用的群目標起始算法分為三個部分：群分割，群互聯和群速度估計。群分割主要是利用空間信息或者其它的特征將得到的量測集合分為若干個集合，每個集合代表一個群，然后利用群中各個目標量測的平均值作為群的中心等效量測。群互聯指的是利用中心等效量測來對連續兩個時刻相同群之間進行關聯。當互聯完成后，利用一步差分估算出群中心的速度來表示整個群的速度，并利用群速度做一步外推得到下一時刻群中心的預測位置。此時若有多個群目標的中心等效量測落入外推點的波門內，則利用全局最近鄰算法將其與上一時刻的群目標進行互聯。在此過程中，由于使用了中心等效量測來表示群目標，因此可以使用傳統的M/N邏輯法來進行群目標的航跡起始。然而，這種方法的主要缺點在于，僅僅只使用了群的中心等效量測來進行群與群之間的互聯，因此航跡的起始效率不高，并且當環境中雜波密度較高時，容易導致錯誤的群互聯，從而導致航跡起始的準確度較低。

名詞解釋：

Wasserstein距離，也叫Earth?Mover's?Distance，推土機距離，用來表示兩個分布的相似程度。Wessertein距離相比KL散度和JS散度的優勢在于，即使兩個分布的支撐集沒有重疊或者重疊非常少，仍然能反映兩個分布的遠近。Wasserstein?distance衡量了把數據從一個分布“移動成”另一個分布時所需要移動的平均距離的最小值。

發明內容

本發明的目的在于至少一定程度上解決現有技術中存在的技術問題之一。