[發明專利]雷達/紅外異構信息融合處理方法

在審

• 申請號: 202210541013.4
• 申請日: 2022-05-17
• 公開（公告）號: CN114994655A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 楊笛;張修社;趙旺;韓春雷;劉準釓;張揚;張佳琦;金仲乾
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十研究所
• 主分類號: G01S13/58
• 分類號: G01S13/58;G01V8/10;G06K9/62
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 金鳳

1.一種雷達/紅外異構信息融合處理方法，其特征在于包括下述步驟：

步驟1：對接收到的雷達、紅外點跡進行空間配準，確保點跡配準信息與復合跟蹤航跡在同一坐標系內；

步驟2：根據復合跟蹤航跡的位置信息，對雷達、紅外點跡進行相應的粗篩選，得到粗關聯點跡；

步驟3：復合跟蹤航跡與粗關聯點跡進行濾波跟蹤，形成假設航跡狀態；

步驟4：提取假設航跡狀態特征向量；

對假設航跡的特征進行提取，形成假設航跡特征向量，用于AdaBoost算法的離線訓練與在線分類；

假設航跡特征向量由步驟3的更新狀態與原始狀態之差獲得，包括航跡位置變化量、航跡速度變化量、航跡加速度變化量、航跡方向變化量以及馬氏距離；

步驟5：利用已訓練的AdaBoost樣本分類器，對假設航跡的狀態特征向量進行分類，確定假設航跡的真假屬性，從而鑒別關聯點跡的真偽；

根據AdaBoost樣本分類器參數，對在線的假設航跡特征向量進行樣本分類，判斷假設航跡是否為真實航跡，若假設航跡為真實航跡，則關聯的雷達、紅外點跡為目標點跡，否則為虛假點跡；

步驟6：利用已分類為真實的雷達、紅外點跡，對復合跟蹤航跡進行濾波更新，實現雷達/紅外異構信息融合處理。

2.根據權利要求1所述的雷達/紅外異構信息融合處理方法，其特征在于：

所述空間配準的步驟為：

雷達點跡為三坐標量測，通過空間坐標轉換，將點跡信息由極坐標轉換為直角坐標系，再結合平臺導航，轉化到地心直角坐標系，地心直角坐標系為絕對坐標系，因此形成絕對坐標系下的點跡信息，再將點跡轉化到融合原點直角坐標系；

紅外點跡為兩坐標量測，根據紅外點跡對復合跟蹤航跡進行擴展卡爾曼濾波狀態預測，將狀態預測信息由融合原點直角坐標轉化為地心直角坐標，再結合紅外平臺導航，將狀態預測信息轉化至紅外原點坐標系。

3.根據權利要求1所述的雷達/紅外異構信息融合處理方法，其特征在于：

所述步驟2中粗關聯點跡的實施步驟為：

雷達點跡以目標航跡的直角坐標位置為中心原點，建立大小為V_maxT的球形關聯波門，其中，V_max為跟蹤目標的最大運動速度，T為點跡與目標航跡的時間差；然后計算雷達點跡與復合跟蹤航跡的歐式距離，并將歐式距離小于波門閾值的雷達點跡標記為粗關聯點跡；

紅外點跡以目標航跡的極坐標位置為中心原點，建立扇形關聯波，波門大小為3倍的量測誤差；然后計算紅外點跡與復合跟蹤航跡的方位差與俯仰差，并將方位差與俯仰差同時滿足式(1)和式(2)的紅外點跡標記為粗關聯點跡：

|θ_p-θ_t|≤3σ_θ (1)

式中，θ_p和為紅外點跡的方位測量值和俯仰測量值，θ_t和為復合航跡在極坐標系下的方位值和俯仰值，σ_θ和為紅外點跡的方位量測誤差和俯仰量測誤差。

4.根據權利要求1所述的雷達/紅外異構信息融合處理方法，其特征在于：

所述步驟3中，采用交叉濾波融合處理算法進行復合航跡的更新；雷達點跡、紅外點跡分別采用轉換量測卡爾曼濾波算法和擴展卡爾曼濾波算法進行異構信息融合，得到復合跟蹤假設航跡狀態。

5.根據權利要求1所述的雷達/紅外異構信息融合處理方法，其特征在于：

所述步驟5中，樣本標記為離線處理過程，使用真值數據對目標所有產生的假設航跡進行關聯，明確假設航跡的真偽；

先對真值數據進行插值處理，然后將假設航跡與真值數據進行關聯，關聯采用球形波門，關聯距離門限設置為500米，并采用最近鄰算法，認為歐式距離最小的假設航跡為真實航跡，其余為虛假航跡；真實航跡為正樣本，標記為“1”，虛假航跡為負樣本，標記為“0”。

6.根據權利要求1所述的雷達/紅外異構信息融合處理方法，其特征在于：

采用AdaBoost算法對所有特征樣本進行離線訓練，形成樣本分類器參數；其中，設定弱分類器個數為50，步長參數為100。

7.根據權利要求1所述的雷達/紅外異構信息融合處理方法，其特征在于：

所述步驟6中，利用真實航跡中的目標點對復合跟蹤航跡進行濾波更新，雷達點跡采用轉換量測卡爾曼濾波算法，紅外點跡采用擴展卡爾曼濾波算法，分別進行異構信息融合，針對雷達、紅外異構信息采用不同的濾波算法進行復合跟蹤航跡的狀態預測、量測預測與狀態更新，獲得最新時刻的目標復合跟蹤航跡，實現雷達、紅外異構信息的融合處理。