[發(fā)明專利]安防雷達的多目標(biāo)跟蹤方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110762057.5
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113514824B
• 公開（公告）日: 2023-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹林;鄭丹陽;趙宗民;王東峰
• 申請（專利權(quán)）人: 北京信息科技大學(xué)
• 主分類號: G01S13/72
• 分類號: G01S13/72
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 侯天印;郝博

本發(fā)明公開了一種安防雷達的多目標(biāo)跟蹤方法及裝置，方法包括：獲得當(dāng)前掃描周期中多個目標(biāo)狀態(tài)信息和量測狀態(tài)信息；根據(jù)所述多個目標(biāo)狀態(tài)信息和量測狀態(tài)信息，生成概率圖模型，所述概率圖模型包含多個葉節(jié)點，每個葉節(jié)點對應(yīng)關(guān)聯(lián)變量；利用消息更新規(guī)則確定概率圖模型中各葉節(jié)點發(fā)送給相鄰層葉節(jié)點的消息；根據(jù)所述各葉節(jié)點發(fā)送給相鄰層葉節(jié)點的消息，利用變分推斷算法建立貝葉斯自由能目標(biāo)函數(shù)；根據(jù)所述貝葉斯自由能目標(biāo)函數(shù)，進行安防雷達的多目標(biāo)跟蹤。本發(fā)明可以進行安防雷達的多目標(biāo)跟蹤，在保證抗干擾能力的同時有效提高運算速度，保證雷達在跟蹤時的實時性，避免在跟蹤臨近目標(biāo)的過程中會出現(xiàn)航跡合并的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雷達目標(biāo)分析技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及安防雷達的多目標(biāo)跟蹤方法及裝置。

背景技術(shù)

近年來，隨著應(yīng)用環(huán)境的復(fù)雜多變，要求安防雷達具有多目標(biāo)跟蹤能力，并能同時實現(xiàn)多目標(biāo)跟蹤。

現(xiàn)有技術(shù)通常采用聯(lián)合概率數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)算法進行安防雷達的多目標(biāo)跟蹤。數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)旨在確定出量測和目標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，是目標(biāo)跟蹤中至關(guān)重要的問題。其代表性的關(guān)聯(lián)算法包括最近鄰數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)(NN)、聯(lián)合概率數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)(多假設(shè)跟蹤算法)、多假設(shè)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)(MHT)、航跡分裂法等方法。相比于其他關(guān)聯(lián)算法而言，聯(lián)合概率數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)(多假設(shè)跟蹤算法)更適合于虛警、雜波環(huán)境下的多目標(biāo)跟蹤，并且具有較強的抗干擾能力，但是當(dāng)目標(biāo)較為復(fù)雜時，運算量隨著目標(biāo)的線性增加呈指數(shù)倍增趨勢，存在計算量大、實時性差的問題，并且在跟蹤臨近目標(biāo)的過程中會出現(xiàn)航跡合并的問題。

因此，亟需一種可以克服上述問題的安防雷達的多目標(biāo)跟蹤方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供一種安防雷達的多目標(biāo)跟蹤方法，用以進行安防雷達的多目標(biāo)跟蹤，在保證抗干擾能力的同時有效提高運算速度，保證雷達在跟蹤時的實時性，避免在跟蹤臨近目標(biāo)的過程中會出現(xiàn)航跡合并的問題，該方法包括：

獲得當(dāng)前掃描周期中多個目標(biāo)狀態(tài)信息和量測狀態(tài)信息；

根據(jù)所述多個目標(biāo)狀態(tài)信息和量測狀態(tài)信息，生成概率圖模型，所述概率圖模型包含多個葉節(jié)點，每個葉節(jié)點對應(yīng)關(guān)聯(lián)變量；

利用消息更新規(guī)則確定概率圖模型中各葉節(jié)點發(fā)送給相鄰層葉節(jié)點的消息；所述消息包括量測關(guān)聯(lián)指示變量信息和量測關(guān)聯(lián)指示變量的邊緣概率分布；

根據(jù)所述各葉節(jié)點發(fā)送給相鄰層葉節(jié)點的消息，利用變分推斷算法建立貝葉斯自由能目標(biāo)函數(shù)；

根據(jù)所述貝葉斯自由能目標(biāo)函數(shù)，進行安防雷達的多目標(biāo)跟蹤；

根據(jù)所述貝葉斯自由能目標(biāo)函數(shù)，進行安防雷達的多目標(biāo)跟蹤，包括：

優(yōu)化求解貝葉斯自由能目標(biāo)函數(shù)，目標(biāo)函數(shù)滿足凸優(yōu)條件，因此收斂到最值，求解其近似解為：

通過優(yōu)化求解目標(biāo)函數(shù)，得到其近似解，根據(jù)計算結(jié)果確定目標(biāo)xⁱ和最新量測之間的關(guān)聯(lián)概率，通過關(guān)聯(lián)概率結(jié)果確定目標(biāo)xⁱ在第s個掃描內(nèi)對應(yīng)的量測數(shù)據(jù)，據(jù)此更新目標(biāo)xⁱ的航跡；

根據(jù)所述多個目標(biāo)狀態(tài)信息和量測狀態(tài)信息，生成概率圖模型，包括：

根據(jù)所述多個目標(biāo)狀態(tài)信息和量測狀態(tài)信息，確定對應(yīng)的目標(biāo)關(guān)聯(lián)指示變量和量測關(guān)聯(lián)指示變量；

建立目標(biāo)狀態(tài)、目標(biāo)關(guān)聯(lián)指示變量和量測關(guān)聯(lián)指示變量之間的概率圖模型，其中，將目標(biāo)狀態(tài)，目標(biāo)關(guān)聯(lián)指示變量，量測關(guān)聯(lián)指示變量分別作為概率圖模型的第一、二、三層的葉節(jié)點。

本發(fā)明實施例提供一種安防雷達的多目標(biāo)跟蹤裝置，用以進行安防雷達的多目標(biāo)跟蹤，在保證抗干擾能力的同時有效提高運算速度，保證雷達在跟蹤時的實時性，避免在跟蹤臨近目標(biāo)的過程中會出現(xiàn)航跡合并的問題，該裝置包括：