[發明專利]基于被動多傳感器系統的多目標數據關聯與定位方法

有效

• 申請號: 202110666607.3
• 申請日: 2021-06-16
• 公開（公告）號: CN113390406B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 李萬春;王麗
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00;G01S5/02;G01S5/00;G06K9/62
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 孫一峰

本發明屬于電子對抗技術領域，具體涉及一種非理想狀態下的基于被動多傳感器系統的多目標數據關聯與定位方法。本發明的方法總共分為三個步驟：粗關聯、細關聯和回溯。首先計算在搜索區間內所有位置點的誤差向量，再根據相關條件進行判定篩選出粗關聯后的位置點。在細關聯中利用DBSCAN聚類算法將粗關聯后的點劃分為不同的簇，再找出每個簇所匹配的測量值，并利用WLS算法得到每個簇對應的目標的位置估計。最后在回溯中根據馬氏距離刪除對應于同一組測量值的多余目標。本發明的有益效果為，本發明可以準確對被動多傳感器多目標數據完成關聯，并最終準確估計出多個目標的位置，方法簡單，效果良好。

技術領域

本發明屬于電子對抗技術領域，是一種基于被動多傳感器系統的多目標數據關聯與定位方法。

背景技術

現如今隨著科技不斷發展，各國之間的電子對抗也愈演愈烈，對于敵方目標的偵察以獲得更多有效的目標信息顯得尤為重要。因此，被動多傳感器偵察系統越來越受歡迎，它利用每個傳感器對于某一特定空間內目標的獨立測量參數來進行綜合分析，通過數據關聯、匹配、加權融合等一系列技術手段將所有測量參數充分利用，盡可能的降低由于其中某一個傳感器出現問題所帶來的影響，實現對于作戰環境的全方面和準確的描述，以便于讓指揮員做出更加科學、有效的作戰策略。不難看到，被動多傳感器偵察系統相比于單個傳感器而言復雜的多，特別是在多目標的場景中，要想得到多個目標準確的位置估計首先得得到多個傳感器下對于同一目標的測量值組合，只有對所有測量數據進行正確的匹配關聯，才能有效的降低偵察信息的不確定性，提高目標定位精度從而提高電子作戰性能。

目前大部分針對多目標數據關聯與定位算法的研究都是在理想的狀態下，也就是不存在虛警、漏檢的情況下實現的。但是在實際的信號檢測中，通過一系列信號處理算法得出的數據并非都是帶有一定測量誤差的真實目標相對應的數據，比如采用門限檢測的方法時由于噪聲的普遍存在和起伏，將實際不存在目標判斷為有目標的情況以及由于信號強度較弱，通過信號處理后未能將該信號從噪聲中提取出來，也就是漏檢的情況。因此，對于存在虛警、漏檢情況下的多目標定位問題研究具有非常大的研究意義。

發明內容

針對上述問題，本發明提出了一種非理想狀態下的基于被動多傳感器系統的多目標數據關聯與定位方法。

本發明采用的技術方案是：

假設該被動多傳感器偵察系統模型中有M個傳感器，N個目標。由于該系統中存在虛警和漏檢的情況，所以每個傳感器中得到的方位角測量值個數不一定等于N。該方法總共分為三個步驟：粗關聯、細關聯和回溯。首先計算在搜索區間內所有位置點的誤差向量，再根據相關條件進行判定篩選出粗關聯后的位置點。在細關聯中利用DBSCAN聚類算法將粗關聯后的點劃分為不同的簇，再找出每個簇所匹配的測量值，并利用WLS算法得到每個簇對應的目標的位置估計。最后在回溯中根據馬氏距離刪除對應于同一組測量值的多余目標。

基于被動多傳感器系統的多目標數據關聯與定位算法，包括以下步驟：

S1、粗關聯：在存在虛警、漏檢的情況下由于每個傳感器測量數據長度可能不同，將其最長的長度值用L表示，并將方位角測量值集合重新定義為一個M×L的矩陣其中不滿足長度為L的行在末尾全部用無效值填充。確定目標檢測范圍，并將其劃分為K×J個網格點，遍歷每個網格點(x_k,y_j)，分別計算每個網格點相對于M個傳感器的方位角信息，并表示為定義1^1×L為元素全為1的向量，計算網格點(x_k,y_j)相對于傳感器所有測量值之間的誤差，將其定位為：

上式的物理意義是將坐標點(x_k,y_j)處的位置信息計算值與測量值之間的差值按行取矩陣所有列中最小值組成該坐標點的誤差向量

在粗關聯中，為了使關聯上的目標盡可能的接近真實目標位置，將滿足以下兩個條件：