基于无人机监视雷达的多模型暂时航迹起始判定方法技术

本发明专利技术公开了基于无人机监视雷达的多模型暂时航迹起始判定方法，包括：暂时航迹起始模型1：适用于属于非杂波区的暂时航迹；暂时航迹起始模型2：适用于属于杂波区的暂时航迹；暂时航迹起始模型3：适用于属于非杂波区中不满足航迹起始模型1的暂时航迹，且还适用于属于杂波区中的类似清洁区的暂时航迹。本发明专利技术解决了无人机暂时航迹起始判定困难的问题，提高了无人机的监视效率。

Multi-model Transient Track Initiation Decision Method Based on UAV Surveillance Radar

The invention discloses a multi-model temporary track initiation determination method based on UAV surveillance radar, which includes: temporary track initiation model 1: suitable for temporary tracks belonging to non-clutter region; temporary track initiation model 2: suitable for temporary tracks belonging to clutter region; temporary track initiation model 3: suitable for temporary tracks belonging to non-clutter region. The temporary track which does not satisfy the track initiation model 1 is also suitable for the temporary track which belongs to the similar clean zone in the clutter region. The invention solves the problem of difficult determination of UAV temporary track initiation, and improves the monitoring efficiency of UAV.

【技术实现步骤摘要】
基于无人机监视雷达的多模型暂时航迹起始判定方法
本专利技术涉及三坐标有源相控阵雷达低空监视领域，尤其是基于无人机监视雷达的多模型暂时航迹起始判定方法。
技术介绍
近几年，随着无人机技术的迅速发展，无人机已从原来的军用市场大范围扩展到民用市场，黑飞导致的安全事故屡见不鲜，使我国低空领域管制承受着巨大威胁。在边防、人防、公安等国家安全防御部门的迫切需求下，无人机监视雷达逐渐兴起。由于民用无人机通常采用非金属机身且机身体积小，导致RCS反射截面积小，雷达检测回波弱，特别是飞行速度慢、飞行高度低、飞行灵活的特点，让无人机的检测和跟踪成为业内公认的难题。其中，由于无人机在不同的环境下、不同飞行状态下的航迹起始条件不同，导致无人机暂时航迹起始判定非常困难。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的缺陷，本专利技术提供基于无人机监视雷达的多模型暂时航迹起始判定方法，解决了无人机暂时航迹起始判定困难的问题，提高了无人机的监视效率。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案，包括：基于无人机监视雷达的多模型暂时航迹起始判定方法，其特征在于，包括如下具体步骤：S31，计算形成暂时航迹的每一帧点迹与暂时航迹的综合隶属度，统计综合隶属度属于高隶属度的帧数HighSubCnt，属于甚高隶属度的帧数VeryHighSubCnt；S32，计算形成暂时航迹的每一帧点迹与暂时航迹的航向一致性，统计航向一致性属于航向一致的帧数HighCourseUniformCnt，属于航向高度一致的帧数VeryHighCourseUniformCnt；S33，统计形成暂时航迹的每一帧点迹属于杂波区帧数CluterCnt；S34，根据杂波区帧数CluterCnt判断暂时航迹是否属于杂波区，若否，则对暂时航迹进行暂时航迹起始模型模型1的起始判定，执行步骤S35；若是，则对暂时航迹进行暂时航迹起始模型2的起始判定，执行步骤S36；S35，判断暂时航迹是否满足暂时航迹起始模型1的起始条件，若是，则该暂时航迹满足暂时航迹的起始条件；若否，则对该暂时航迹进行暂时航迹起始模型3的起始判定，执行步骤S38；S36，判断暂时航迹是否满足暂时航迹起始模型2的起始条件，若是，则该暂时航迹满足暂时航迹的起始条件；若否，则执行步骤S37；S37，判断该暂时航迹是否属于类似清洁区，若是，则对该暂时航迹进行暂时航迹起始模型3的起始判定,执行步骤S38；若否，则该暂时航迹不满足暂时航迹的起始条件；所述类似清洁区：暂时航迹属于杂波区帧数CluterCnt与暂时航迹形成帧数FrameCnt的比值小于杂波区帧数门限值CleanFrameThresold；S38，判断暂时航迹是否满足暂时航迹起始模型3的起始条件，若是，则该暂时航迹满足暂时航迹的起始条件；若否，则该暂时航迹不满足暂时航迹的起始条件；其中，暂时航迹起始模型1的航迹起始条件：HighSubThresold为高隶属度帧数门限；HighCourseUniformThresold为航向一致帧数门限；暂时航迹起始模型2的航迹起始条件：VeryHighSubThresold为甚高隶属度帧数门限；VeryHighCourseUniformThresold为航向高度一致帧数门限；暂时航迹起始模型3的航迹起始条件：FrameCnt为单边多假设的暂时航迹的形成帧数；CleanFrameThresold为杂波区帧数门限；InitFrameCnt为单边多假设的暂时航迹起始帧数；InitFrameThresold为起始门限；LostCnt为丢点帧数；FrameCnt为单边多假设的暂时航迹形成帧数；Sub为综合隶属度；SubThresold为相关门限。步骤S31中，若所述综合隶属度为大于或等于0.8且小于0.85时，则属于高隶属度；若所述综合隶属度为大于或等于0.85且小于1时，则属于甚高隶属度。步骤S32中，若所述航向一致性为大于0.5度且小于或等于1.5度时，则属于航向一致；若所述航向一致性为小于或等于0.5度且大于0度时，则属于航向高度一致。本专利技术的优点在于：(1)本专利技术的暂时航迹起始模型为根据目标的飞行状态和杂波环境进行扩展，保证了无人机在不同环境、不同飞行状态下都能快速起始。(2)本专利技术的3个暂时航迹起始模型分别适用于暂时航迹属于杂波区、非杂波区、杂波区中的类似清洁区，保证了目标起始效率，同时能有效控制虚警。附图说明图1为本专利技术的航迹起始算法的算法流程图。图2为本专利技术的单边多假设相关判定的方法流程图。图3为本专利技术的多模型暂时航迹起始判定的方法流程图。图4为本专利技术的暂时航迹滤波判定的方法流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。由图1所示，一种基于无人机监视雷达的航迹起始算法，包括以下步骤：S1，雷达进行第一帧的扫描，系统接收的第一帧点迹数据，点迹数据包括：点迹的三维坐标信息、时间信息、属性值、幅度值，并对第一帧点迹数据中的所有点迹均建立暂时航迹。S2，雷达进行第二帧的扫描，系统接收的此帧点迹数据，将此帧点迹数据中的每个点迹与已建立的每条暂时航迹均进行单边多假设相关判定，判断将此帧点迹中的点迹是否与已建立的暂时航迹相关，若存在某一点迹与已建立的某一暂时航迹相关，则将该相关点迹关联到该已建立的暂时航迹上形成单边多假设的暂时航迹；若某一点迹与已建立的每条暂时航迹均不相关，则用该点迹建立暂时航迹。S3，对单边多假设的暂时航迹进行多模型暂时航迹起始判定，判断单边多假设的暂时航迹是否满足航迹起始条件，将单边多假设的暂时航迹级联3个暂时航迹起始模型，判断单边多假设的暂时航迹是否满足其中一个暂时航迹起始模型的起始条件，若满足，则该单边多假设的暂时航迹为满足航迹起始条件的暂时航迹；若均不满足，则该单边多假设的暂时航迹不满足航迹起始条件，将该单边多假设的暂时航迹作为已建立的暂时航迹等待与第三帧点迹数据进行单边多假设相关判定，依次类推，不满足航迹起始条件的单边多假设的暂时航迹等待与下一帧点迹数据进行单边多假设相关判定，且若该单边多假设的暂时航迹在连续三帧内均没有相关点迹，则删除该单边多假设的暂时航迹。S4，对满足航迹起始条件的暂时航迹进行航迹滤波判定，剔除杂波对暂时航迹起始的干扰，航迹滤波分为两级滤波，第一级滤波为杂波晃动点滤除，第二级滤波为禁止起始区域中的暂时航迹滤除，判断满足航迹起始条件的暂时航迹是否通过航迹滤波的两级滤波，若通过两级滤波，则该满足航迹起始条件的暂时航迹则形成稳定航迹；若不通过两级滤波，则删除该满足航迹起始条件的暂时航迹。其中，步骤S1、S2中建立暂时航迹的点迹为航迹头。步骤S2中，由图2所示，单边多假设暂时航迹相关判定的方法，包括以下步骤：S21，计算已建立的暂时航迹与点迹特征因子的隶属度SubAttribute，如公式1所示，其中plotAttributei为点迹特征因子i的点迹属性值，TTAttributei为暂时航迹属性值，normalizedAttributei为归一化值，通常取该特征因子的最大波动范围，F本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于无人机监视雷达的多模型暂时航迹起始判定方法，其特征在于，包括如下具体步骤：S31，计算形成暂时航迹的每一帧点迹与暂时航迹的综合隶属度，统计综合隶属度属于高隶属度的帧数HighSubCnt，属于甚高隶属度的帧数VeryHighSubCnt；S32，计算形成暂时航迹的每一帧点迹与暂时航迹的航向一致性，统计航向一致性属于航向一致的帧数HighCourseUniformCnt，属于航向高度一致的帧数VeryHighCourseUniformCnt；S33，统计形成暂时航迹的每一帧点迹属于杂波区帧数CluterCnt；S34，根据杂波区帧数CluterCnt判断暂时航迹是否属于杂波区，若否，则对暂时航迹进行暂时航迹起始模型模型1的起始判定，执行步骤S35；若是，则对暂时航迹进行暂时航迹起始模型2的起始判定，执行步骤S36；S35，判断暂时航迹是否满足暂时航迹起始模型1的起始条件，若是，则该暂时航迹满足暂时航迹的起始条件；若否，则对该暂时航迹进行暂时航迹起始模型3的起始判定，执行步骤S38；S36，判断暂时航迹是否满足暂时航迹起始模型2的起始条件，若是，则该暂时航迹满足暂时航迹的起始条件；若否，则执行步骤S37；S37，判断该暂时航迹是否属于类似清洁区，若是，则对该暂时航迹进行暂时航迹起始模型3的起始判定,执行步骤S38；若否，则该暂时航迹不满足暂时航迹的起始条件；所述类似清洁区：暂时航迹属于杂波区帧数CluterCnt与暂时航迹形成帧数FrameCnt的比值小于杂波区帧数门限值CleanFrameThresold；S38，判断暂时航迹是否满足暂时航迹起始模型3的起始条件，若是，则该暂时航迹满足暂时航迹的起始条件；若否，则该暂时航迹不满足暂时航迹的起始条件；其中，暂时航迹起始模型1的航迹起始条件：...

【技术特征摘要】
1.基于无人机监视雷达的多模型暂时航迹起始判定方法，其特征在于，包括如下具体步骤：S31，计算形成暂时航迹的每一帧点迹与暂时航迹的综合隶属度，统计综合隶属度属于高隶属度的帧数HighSubCnt，属于甚高隶属度的帧数VeryHighSubCnt；S32，计算形成暂时航迹的每一帧点迹与暂时航迹的航向一致性，统计航向一致性属于航向一致的帧数HighCourseUniformCnt，属于航向高度一致的帧数VeryHighCourseUniformCnt；S33，统计形成暂时航迹的每一帧点迹属于杂波区帧数CluterCnt；S34，根据杂波区帧数CluterCnt判断暂时航迹是否属于杂波区，若否，则对暂时航迹进行暂时航迹起始模型模型1的起始判定，执行步骤S35；若是，则对暂时航迹进行暂时航迹起始模型2的起始判定，执行步骤S36；S35，判断暂时航迹是否满足暂时航迹起始模型1的起始条件，若是，则该暂时航迹满足暂时航迹的起始条件；若否，则对该暂时航迹进行暂时航迹起始模型3的起始判定，执行步骤S38；S36，判断暂时航迹是否满足暂时航迹起始模型2的起始条件，若是，则该暂时航迹满足暂时航迹的起始条件；若否，则执行步骤S37；S37，判断该暂时航迹是否属于类似清洁区，若是，则对该暂时航迹进行暂时航迹起始模型3的起始判定,执行步骤S38；若否，则该暂时航迹不满足暂时航迹的起始条件；所述类似清洁区：暂时航迹属于杂波区帧数CluterCnt与暂时航迹形成帧数FrameCnt的比值小于杂波区帧数门限值CleanFrameThres...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈娟，刘浩，马磊，任翔，余飞侠，
申请(专利权)人：安徽四创电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34