一种基于地面监视雷达系统的目标提取及凝聚方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于地面监视雷达系统的目标提取及凝聚方法，包括：对目标回波信息进行虚假点迹过滤处理；对过滤后的目标回波信息进行模糊化处理并构成二维图像；对二维图像进行目标边缘提取；目标边缘提取后进行地物目标滤除处理；对地物目标滤除处理后的属于同一目标的目标回波信息依次进行速度凝聚和距离凝聚；对距离凝聚后的目标回波信息进行方位凝聚，得到方位凝聚后的属于同一目标的目标回波信息和目标参数。本发明专利技术降低了同一个目标在进行目标提取时分裂为多个目标的风险，降低了不同速度的目标在进行为目标凝聚时合并为同一目标的风险，提高了目标提取的完整性和精度以及目标凝聚的精度，为后续的航迹处理提供了可靠的基础。

【技术实现步骤摘要】
一种基于地面监视雷达系统的目标提取及凝聚方法
本专利技术涉及地面监视雷达系统的目标实时提取及凝聚
，尤其是一种基于地面监视雷达系统的目标提取及凝聚方法。
技术介绍
地面监视雷达系统，是一种采用雷达侦搜光电识别跟踪的近距探测系统，可在地物背景下对地面的车辆及行人，水面的船只，以及空中的空气动力飞行器进行探测、跟踪、管理。目标提取为提取属于同一目标的目标回波信息，并根据此目标回波信息估计目标参数，以达到提高点迹凝聚精度和提高航迹跟踪质量的目的。目标凝聚为将属于同一个目标的目标回波信息合成为一个目标回波信息，以达到减轻雷达数据处理负担和提高航迹跟踪质量的目的。因此选择最优的提取方法和凝聚方法，对精确地估计目标参数和后续的航迹处理至关重要。传统的利用图形学的目标提取方法，直接进行图像边缘提取，没有考虑雷达探测目标不连续的特性，降低了目标提取的完整性，导致同一个目标在进行目标提取时分裂为多个目标；且没有对属于同一目标的目标回波信息进行地物目标滤除处理，在后续的凝聚处理时，零频道上的目标的幅度值导致目标参数的估计偏差。传统的目标凝聚方法，没有考虑目标的速度，降低了目标的速度分辨能力，导致在目标凝聚时，将不同速度的目标合并成为同一个目标。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种基于地面监视雷达系统的目标提取及凝聚方法，降低了同一个目标在进行目标提取时分裂为多个目标的风险，降低了不同速度的目标在进行为目标凝聚时合并为同一目标的风险，提高了目标提取的完整性和精度，提高了目标凝聚的精度，为后续的航迹处理提供了可靠的基础。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案，包括：一种基于地面监视雷达系统的目标提取及凝聚方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，获取雷达前端处理后的目标回波信息；S2，对雷达前端处理后的目标回波信息进行虚假点迹过滤处理，得到过滤后的目标回波信息；S3，对过滤后的目标回波信息进行模糊化处理，得到模糊化处理后的目标回波信息，并根据模糊化处理后的目标回波信息构成二维图像；S4，对所述二维图像进行目标边缘提取，得到属于同一目标的目标回波信息；S5，对属于同一目标的目标回波信息进行地物目标滤除处理，得到地物目标滤除处理后的属于同一目标的目标回波信息；S6，对地物目标滤除处理后的属于同一目标的目标回波信息进行速度凝聚，得到距离库上速度凝聚后的目标回波信息；S7，对距离库上速度凝聚后的目标回波信息进行距离凝聚，得到方位上距离凝聚后的目标回波信息和目标参数；S8，对方位上距离凝聚后的目标回波信息进行方位凝聚，得到方位凝聚后的属于同一目标的目标回波信息和目标参数；其中，在雷达的扫描过程中，对雷达扫描的任一方位均进行步骤S1-S7的处理，步骤S8为根据方位上距离凝聚后的目标回波信息进行的实时处理。步骤S1中，雷达前端处理后的目标回波信息包括：目标的方位、目标的距离库、目标的多普勒速度频道、目标的时间戳、目标的幅度值；其中，所述目标的距离库表示雷达检测到的目标的距离所在的距离单元；所述距离库：对雷达的检测距离的范围进行量化，将量化后的距离单元称为距离库；所述目标的多普勒速度频道表示雷达检测到的目标的速度所在的速度单元；所述多普勒速度频道：对雷达的检测速度的范围进行量化，将量化后的速度单元称为多普勒速度频道；所述目标的幅度值为雷达检测到的目标的能量值，在雷达前端处理时，设置人工门限，若雷达检测到的某目标的幅度值小于该人工门限，则将该目标的幅度值直接置为0db，且视为雷达未检测到该目标；所述雷达前端处理为雷达信号处理。步骤S2中，所述虚假点迹过滤处理：对每个距离库上的目标回波信息均进行计算并得到目标综合值，将所述目标综合值与杂波门限进行比较，若目标综合值小于杂波门限，则将此目标回波信息作为杂波滤除；其中，所述目标综合值的计算公式为：目标综合值＝10×log10(目标的幅度值×目标的距离4)。步骤S3中，所述模糊化处理，分别根据目标的多普勒速度频道和目标的距离库对目标的幅度值进行模糊化处理；其中，根据目标的多普勒速度频道对目标的幅度值进行模糊化处理，包括以下具体步骤：S301，对第1个距离库的某一多普勒速度频道上的目标的幅度值进行模糊化处理，即将第1个距离库的某一多普勒速度频道上的目标的幅度值与1db进行比较，若该某一多普勒速度频道上的目标的幅度值大于1db，则判断与该某一多普勒速度频道相邻的两个多普勒速度频道上的目标的幅度值是否均大于0db，若左相邻多普勒速度频道上的目标的幅度值或右相邻多普勒速度频道上的目标的幅度值为0db时，则将相邻的两个多普勒速度频道上的目标的幅度值为0db的多普勒速度频道上的目标的幅度值直接赋值为1db；若相邻的两个多普勒速度频道上的目标的幅度值均大于0db，则跳转执行步骤S302；若该某一多普勒速度频道上的目标的幅度值不大于1db，则跳转执行步骤S302；其中，若该某一多普勒速度频道为第1个多普勒速度频道时，则仅判断右相邻多普勒速度频道上的目标的幅度值；若该某一多普勒速度频道为最后1个多普勒速度频道时，则仅判断左相邻多普勒速度频道上的目标的幅度值；S302，以此类推，继续对第1个距离库的下一个多普勒速度频道上的目标的幅度值进行模糊化处理，直到对第1个距离库的所有多普勒速度频道上的目标的幅度值进行模糊化处理完成；S303，按照前述方式，继续对下一个距离库的从第1个多普勒速度频道开始至最后1个多普勒速度频道结束的每个多普勒速度频道上的目标的幅度值依次进行模糊化处理，直到对最后1个距离库的从第1个多普勒速度频道开始至最后1个多普勒速度频道结束的每个多普勒速度频道上的目标的幅度值依次进行模糊化处理完成，即得到根据目标的多普勒速度频道进行模糊化处理后的目标回波信息；根据目标的距离库对目标的幅度值进行模糊化处理，包括以下步骤：S311，对第1个多普勒速度频道的某一距离库上的目标的幅度值进行模糊化处理，即将第1个多普勒速度频道的某一距离库上的目标的幅度值与1db依次进行比较，判断该某一距离库上的目标的幅度值是否大于1db，若该某一距离库上的目标的幅度值大于1db，则判断与该某一距离库相邻的两个距离库上的目标的幅度值是否均大于0db，若左相邻的距离库上的目标的幅度值或右相邻的距离库上的目标的幅度值为0db时，则将左右相邻的两个距离库上的目标的幅度值为0db的距离库上的目标的幅度值直接赋值为1db；若相邻的两个距离库上的目标的幅度值均大于0db，则跳转执行步骤S312；若该某一距离库上的目标的幅度值不大于1db，则跳转执行步骤S312；其中，若该某一距离库为第1个距离库时，仅判断与该某一距离库右相邻的距离库上的目标的幅度值；若该某一距离库为最后1个距离库时，仅判断与该某一距离库左相邻的距离库上的目标的幅度值；S312，以此类推，继续对第1个多普勒速度频道的下一个距离库上的目标的幅度值进行模糊化处理，直到对第1个多普勒速度频道的所有距离库上的目标的幅度值进行模糊化处理完成；S313，按照前述方式，继续对下一个多普勒速度频道的从第1个距离库开始至最后1个距离库结束的每个距离库上的目标的幅度值依次进行模糊化处理，直到对最后1个多普勒速度频道的从第1个距离库开始至最后1个距离库结束的每个距离库上的目标的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于地面监视雷达系统的目标提取及凝聚方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，获取雷达前端处理后的目标回波信息；S2，对雷达前端处理后的目标回波信息进行虚假点迹过滤处理，得到过滤后的目标回波信息；S3，对过滤后的目标回波信息进行模糊化处理，得到模糊化处理后的目标回波信息，并根据模糊化处理后的目标回波信息构成二维图像；S4，对所述二维图像进行目标边缘提取，得到属于同一目标的目标回波信息；S5，对属于同一目标的目标回波信息进行地物目标滤除处理，得到地物目标滤除处理后的属于同一目标的目标回波信息；S6，对地物目标滤除处理后的属于同一目标的目标回波信息进行速度凝聚，得到距离库上速度凝聚后的目标回波信息；S7，对距离库上速度凝聚后的目标回波信息进行距离凝聚，得到方位上距离凝聚后的目标回波信息和目标参数；S8，对方位上距离凝聚后的目标回波信息进行方位凝聚，得到方位凝聚后的属于同一目标的目标回波信息和目标参数；其中，在雷达的扫描过程中，对雷达扫描的任一方位均进行步骤S1‑S7的处理，步骤S8为根据方位上距离凝聚后的目标回波信息进行的实时处理。

【技术特征摘要】
1.一种基于地面监视雷达系统的目标提取及凝聚方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，获取雷达前端处理后的目标回波信息；S2，对雷达前端处理后的目标回波信息进行虚假点迹过滤处理，得到过滤后的目标回波信息；S3，对过滤后的目标回波信息进行模糊化处理，得到模糊化处理后的目标回波信息，并根据模糊化处理后的目标回波信息构成二维图像；S4，对所述二维图像进行目标边缘提取，得到属于同一目标的目标回波信息；S5，对属于同一目标的目标回波信息进行地物目标滤除处理，得到地物目标滤除处理后的属于同一目标的目标回波信息；S6，对地物目标滤除处理后的属于同一目标的目标回波信息进行速度凝聚，得到距离库上速度凝聚后的目标回波信息；S7，对距离库上速度凝聚后的目标回波信息进行距离凝聚，得到方位上距离凝聚后的目标回波信息和目标参数；S8，对方位上距离凝聚后的目标回波信息进行方位凝聚，得到方位凝聚后的属于同一目标的目标回波信息和目标参数；其中，在雷达的扫描过程中，对雷达扫描的任一方位均进行步骤S1-S7的处理，步骤S8为根据方位上距离凝聚后的目标回波信息进行的实时处理。2.根据权利要求1所述的一种基于地面监视雷达系统的目标提取及凝聚方法，其特征在于，步骤S1中，雷达前端处理后的目标回波信息包括：目标的方位、目标的距离库、目标的多普勒速度频道、目标的时间戳、目标的幅度值；其中，所述目标的距离库表示雷达检测到的目标的距离所在的距离单元；所述距离库：对雷达的检测距离的范围进行量化，将量化后的距离单元称为距离库；所述目标的多普勒速度频道表示雷达检测到的目标的速度所在的速度单元；所述多普勒速度频道：对雷达的检测速度的范围进行量化，将量化后的速度单元称为多普勒速度频道；所述目标的幅度值为雷达检测到的目标的能量值，在雷达前端处理时，设置人工门限，若雷达检测到的某目标的幅度值小于该人工门限，则将该目标的幅度值直接置为0db，且视为雷达未检测到该目标；所述雷达前端处理为雷达信号处理。3.根据权利要求2所述的一种基于地面监视雷达系统的目标提取及凝聚方法，其特征在于，步骤S2中，所述虚假点迹过滤处理：对每个距离库上的目标回波信息均进行计算并得到目标综合值，将所述目标综合值与杂波门限进行比较，若目标综合值小于杂波门限，则将此目标回波信息作为杂波滤除；其中，所述目标综合值的计算公式为：目标综合值＝10×log10(目标的幅度值×目标的距离4)。4.根据权利要求2所述的一种基于地面监视雷达系统的目标提取及凝聚方法，其特征在于，步骤S3中，所述模糊化处理，分别根据目标的多普勒速度频道和目标的距离库对目标的幅度值进行模糊化处理；其中，根据目标的多普勒速度频道对目标的幅度值进行模糊化处理，包括以下具体步骤：S301，对第1个距离库的某一多普勒速度频道上的目标的幅度值进行模糊化处理，即将第1个距离库的某一多普勒速度频道上的目标的幅度值与1db进行比较，若该某一多普勒速度频道上的目标的幅度值大于1db，则判断与该某一多普勒速度频道相邻的两个多普勒速度频道上的目标的幅度值是否均大于0db，若左相邻多普勒速度频道上的目标的幅度值或右相邻多普勒速度频道上的目标的幅度值为0db时，则将相邻的两个多普勒速度频道上的目标的幅度值为0db的多普勒速度频道上的目标的幅度值直接赋值为1db；若相邻的两个多普勒速度频道上的目标的幅度值均大于0db，则跳转执行步骤S302；若该某一多普勒速度频道上的目标的幅度值不大于1db，则跳转执行步骤S302；其中，若该某一多普勒速度频道为第1个多普勒速度频道时，则仅判断右相邻多普勒速度频道上的目标的幅度值；若该某一多普勒速度频道为最后1个多普勒速度频道时，则仅判断左相邻多普勒速度频道上的目标的幅度值；S302，以此类推，继续对第1个距离库的下一个多普勒速度频道上的目标的幅度值进行模糊化处理，直到对第1个距离库的所有多普勒速度频道上的目标的幅度值进行模糊化处理完成；S303，按照前述方式，继续对下一个距离库的从第1个多普勒速度频道开始至最后1个多普勒速度频道结束的每个多普勒速度频道上的目标的幅度值依次进行模糊化处理，直到对最后1个距离库的从第1个多普勒速度频道开始至最后1个多普勒速度频道结束的每个多普勒速度频道上的目标的幅度值依次进行模糊化处理完成，即得到根据目标的多普勒速度频道进行模糊化处理后的目标回波信息；根据目标的距离库对目标的幅度值进行模糊化处理，包括以下步骤：S311，对第1个多普勒速度频道的某一距离库上的目标的幅度值进行模糊化处理，即将第1个多普勒速度频道的某一距离库上的目标的幅度值与1db依次进行比较，判断该某一距离库上的目标的幅度值是否大于1db，若该某一距离库上的目标的幅度值大于1db，则判断与该某一距离库相邻的两个距离库上的目标的幅度值是否均大于0db，若左相邻的距离库上的目标的幅度值或右相邻的距离库上的目标的幅度值为0db时，则将左右相邻的两个距离库上的目标的幅度值为0db的距离库上的目标的幅度值直接赋值为1db；若相邻的两个距离库上的目标的幅度值均大于0db，则跳转执行步骤S312；若该某一距离库上的目标的幅度值不大于1db，则跳转执行步骤S312；其中，若该某一距离库为第1个距离库时，仅判断与该某一距离库右相邻的距离库上的目标的幅度值；若该某一距离库为最后1个距离库时，仅判断与该某一距离库左相邻的距离库上的目标的幅度值；S312，以此类推，继续对第1个多普勒速度频道的下一个距离库上的目标的幅度值进行模糊化处理，直到对第1个多普勒速度频道的所有距离库上的目标的幅度值进行模糊化处理完成；S313，按照前述方式，继续对下一个多普勒速度频道的从第1个距离库开始至最后1个距离库结束的每个距离库上的目标的幅度值依次进行模糊化处理，直到对最后1个多普勒速度频道的从第1个距离库开始至最后1个距离库结束的每个距离库上的目标的幅度值依次进行模糊化处理，即得到根据目标的距离库进行模糊化处理后的目标回波信息；根据步骤S301-S303和步骤S312-S313得到的模糊化处理后的目标回波信息，将目标的距离库作为二维图像的y轴；将目标的多普勒速度频道作为二维图像的x轴；将模糊化处理后的目标回波信息中的目标的幅度值作为像素值，构成二维图像。5.根据权利要求4所述的一种基于地面监视雷达系统的目标提取及凝聚方法，其特征在于，步骤S4中，所述目标边缘提取，包括以下步骤：S41，对所述二维图像上每个像素点的像素值进行二值化处理得到二值图像；所述二值化处理的具体方法如下：判断像素点的像素值是否大于等于1db，若某个像素点的像素值大于或等于1db时，则将该像素点的像素值直接置为1db；若某个像素点的像素值小于1db时，则将该像素点的像素值直接置为0db；S42，通过滑窗检测的方式并利用Sobel边缘检测算子对所述二值图像进行边缘检测，得到边缘像素点；所述边缘检测的具体方法如下：计算待检测像素点Z5的边缘估算值g，g＝|...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨琳，黄涛，朱国辉，
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