一种警戒雷达多目标多通道并行跟踪处理方法技术

本发明专利技术公开一种警戒雷达多目标多通道并行跟踪处理方法，首先，建立并行的航迹跟踪架构，将跟踪架构划分为多个互不干扰的独立跟踪通道；其次，利用各跟踪通道中目标运动统计量及特征识别的手段进行航迹自动起始；然后，根据不同跟踪通道的运动特性设定关联、滤波模型及参数，对正式航迹进行跟踪，并利用目标似然函数给出航迹跟踪质量评价；最后通过一种并行的融合架构以及航迹管理策略将多通道的跟踪结果进行统一，得到全面精确的警戒辖区目标态势。本发明专利技术将警戒雷达观测到的海面、空中目标分为多个通道分别进行航迹发现和航迹维持，从而达到全面正确地发现目标，实现高精度、高稳定性跟踪不同类型目标的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种警戒雷达多目标多通道并行跟踪处理方法
本专利技术涉及一种警戒雷达跟踪处理方法，尤其涉及一种警戒雷达多目标多通道并行跟踪处理方法。
技术介绍
警戒雷达肩负可疑目标预警与监视职能，往往都具有较大的观测辖区，全面处理辖区内数量众多的海空各类目标，抑制云雨、海浪杂波以及地物回波等复杂情况的干扰，保证目标跟踪质量是一项具有挑战性的任务。采用传统的雷达目标跟踪方法处理警戒雷达数据时，在跟踪模型选择与参数配置环节难度较大，对不同类型目标的跟踪常常有顾此失比的情况，导致较多的目标漏检测、虚假目标起始、航迹跟踪不稳定、跟踪精度差等问题的出现。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术提供一种可对监控区域内多种类目标全发现并稳定跟踪的警戒雷达多目标多通道并行跟踪处理方法。技术方案：本专利技术提供一种警戒雷达多目标多通道并行跟踪处理方法，包括以下步骤：1、建立并行的航迹跟踪架构，将跟踪架构划分为多个互不干扰的独立跟踪通道；2、利用各跟踪通道中目标运动统计量及特征识别的手段进行航迹自动起始；3、根据不同跟踪通道的运动特性设定关联、滤波模型及参数，对正式航迹进行跟踪，并利用目标似然函数给出航迹跟踪质量评价；4、通过并行的融合架构以及航迹管理策略将多通道的跟踪结果进行融合，形成统一的航迹输出。步骤(1)中所述多个互不干扰的独立跟踪通道主要包括快速空目标通道、慢速空目标通道、直升机及慢速低空目标通道、海面常规目标通道，海面快速弱小目标通道、海面慢速弱小目标通道。所述步骤(2)包括以下步骤：(21)对多个独立跟踪通道建立并维持具有多假设分支的候选航迹；(22)对多个独立跟踪通道设定差异化的航迹起始参数，并基于累计信息统计量等物理量进行目标判别；(23)针对每个通道构建特征库，对目标进行特征识别；(24)当正常的候选航迹满足(22)和(23)的目标判决与特征识别条件后，即可在该通道建立正式航迹；所述步骤(3)包括以下步骤：(31)寻找航迹关联点、设置航迹关联参数；(32)对快速空目标、慢速空目标、直升机及慢速低空目标、海面常规目标，海面快速弱小目标通道采用由转换量测Cv模型和转换量测Singer模型构建而成的转换量测交互式多模型滤波器，慢速小目标通道采用带机动判定的Cv模型卡尔曼滤波器；(33)各滤波器的滤波似然函数作为跟踪精度的评价的依据，同时将滤波器输出的似然函数作为航迹评估的标准，为融合提供支撑。所述步骤(4)包括以下步骤：(41)对多个通道的航迹进行轮循式的航迹关联，把多通道关联问题转化为两通道关联问题，确立通道间的航迹关联关系，并去除关联冲突；(42)对于同时在多个通道中建立航迹的目标，基于跟踪质量评价和航迹关联规则，对其进行选优输出，最后形成统一的航迹。所述步骤(21)具体实现方式为：(211)设Zj(k)作为新候选航迹的航迹头，记产生的候选航迹簇为Cndp＝{Zj(k)}；(212)候选航迹第一关联周期采用环形关联门，如果第k+1周期，存在量测落入环内，即量测Zi(k+1)满足R1≤norm(Zi(k+1)-Zj(k))≤R2，则候选航迹簇Cndp成功关联，反之，则清除候选航迹簇Cndp；(213)对候选航迹簇Cndp中所有分支航迹进行关联及分裂处理，汇总分支航迹并重新编号，得到第h周期的候选航迹其中lh表示第h周期候选航迹簇Cndp的航迹分支数；(214)以累计信息统计量为依据，对质量较差的假设分支进行裁剪，对均满足清除条件的航迹簇进行清除，对未被清除或转化为正式航迹的继续进行关联生长和分裂。所述步骤(23)包括以下步骤：(231)基于目标的速度、窗内关联率、回波距离宽度、回波方位宽度、信噪比、多普勒速度6种特征构建目标特征向量，对各目标提取以上六类特征构建样本库，针对每一个单独通道构建正样本与负样本；(232)对多个独立通道，都利用加权k近邻投票法构建每个特征元素维上的弱分类器，通过Boosting方法对弱分类器进行训练及融合，用训练好的Boosting分类器对待判定目标进行分类判决，完成特征识别过程。所述步骤(41)包括以下步骤：(411)轮流以每一通道作为参考通道，而其他剩余通道为计算通道，进行两个通道间的数据关联；(412)进行粗关联，形成航迹样本组；(413)进行精细关联，选取灰关联作为度量，主要包括目标的位置、航向、航速等运动参数进行关联度的确定；(414)对于关联结果不一致的通道航迹关联对暂不处理，直到不一致解除有益效果：与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1、摒弃单通道的航迹处理架构，采用多个架构类似的并行的处理通道，设计不同通道的航迹起始、航迹维持策略，保证不同类别目标都能进行有针对性处理；2、在各处理通道的航迹起始阶段，设计了一种多分支的候选航迹生长与维持方法，并给出了基于累计信息等统计量的目标判别方法和基于特征库与分类器进行的特征识别方法，再配合各通道航迹起始参数的独立设置，达到目标类别划分以及抑制虚假目标起始航迹的效果；3、在航迹维持环节对不同通道设计了不同的航迹关联参数以及滤波模型和参数，滤波器采用了转换量测交互式多模型滤波器及带机动判断的Cv模型转换量测滤波器，兼顾目标跟踪精度和机动目标跟踪稳定性，同时采用了滤波似然函数值作为航迹跟踪质量的评价量，为选择高精度跟踪通道航迹输出提供有力依据；4、采用了一种轮循的关联架构并配套对应系统航迹管理手段解决多通道并行处理架构需要解决的航迹统一问题，似然函数值作为航迹跟踪质量的评价量，选择高质量的跟踪通道航迹作为融合输出，保证航迹跟踪精度。附图说明图1为警戒雷达多通道并行跟踪处理架构图；图2为单通道处理流程说明图；图3为警戒雷达多通道跟踪系统目标发现效果图；图4为警戒雷达多通道跟踪系统快速空目标跟踪效果图；图5为警戒雷达多通道跟踪系统海面目标与停泊目标跟踪效果图；图6为警戒雷达多通道跟踪系统快、慢速海面弱小目标跟踪效果图；图7为警戒雷达多通道跟踪系统直升机目标跟踪效果图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做更进一步的说明，具体步骤如下：如图1所示，1、建立并行的航迹跟踪架构，将跟踪架构划分为六个互不干扰的独立跟踪通道，包括快速空目标通道、慢速空目标通道、直升机及慢速低空目标通道、海面常规目标通道，海面快速弱小目标通道、海面慢速弱小目标通道。如图2所示，2、利用各跟踪通道中目标运动统计量及特征识别的手段进行航迹自动起始，过程如下：(1)候选航迹的产生与维持，通过以下步骤实现：A、候选航迹起始设Zj(k)为第k个扫描周期第j个量测点迹，其中j＝1,…,mk,mk为第k周期量测总数，用未被任何候选航迹或正式航迹关联的量测Zj(k)作为新候选航迹的航迹头，记产生的候选航迹簇为Cndp＝{Zj(k)}。B、候选航迹第一周期关联候选航迹第一关联周期采用环形关联门，以Zj(k)为中心点，环形内半径为R1＝Vmin·Δt，环形外半径为R2＝Vmax·Δt，其中Vmin，Vmax分别为某通道的最小和最大跟踪速度范围，Δt为数据处理间隔时间。如果第k+1周期，存在量测落入环内，即量测Zi(k+1)满足R1≤norm(Zi(k+1)-Zj(k))≤R2则候选航迹簇Cndp成功关联(p为流水编号，是相同起始源的候选航迹簇的唯一编号)，进行生长和分裂，假设共l个量测落入关联门内，则将此l本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种警戒雷达多目标多通道并行跟踪处理方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)建立并行的航迹跟踪架构，将跟踪架构划分为多个互不干扰的独立跟踪通道；(2)利用各跟踪通道中目标运动统计量及特征识别的手段进行航迹自动起始；(3)根据不同跟踪通道的运动特性设定关联、滤波模型及参数，对正式航迹进行跟踪，并利用目标似然函数给出航迹跟踪质量评价；(4)通过并行的融合架构以及航迹管理策略将多通道的跟踪结果进行融合，形成统一的航迹输出。

【技术特征摘要】
1.一种警戒雷达多目标多通道并行跟踪处理方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)建立并行的航迹跟踪架构，将跟踪架构划分为多个互不干扰的独立跟踪通道；(2)利用各跟踪通道中目标运动统计量及特征识别的手段进行航迹自动起始；(3)根据不同跟踪通道的运动特性设定关联、滤波模型及参数，对正式航迹进行跟踪，并利用目标似然函数给出航迹跟踪质量评价；(4)通过并行的融合架构以及航迹管理策略将多通道的跟踪结果进行融合，形成统一的航迹输出。2.根据权利要求1所述的一种警戒雷达多目标多通道并行跟踪处理方法，其特征在于，步骤(1)中所述的多个互不干扰的独立跟踪通道主要包括快速空目标通道、慢速空目标通道、直升机及慢速低空目标通道、海面常规目标通道，海面快速弱小目标通道、海面慢速弱小目标通道。3.根据权利要求1所述的一种警戒雷达多目标多通道并行跟踪处理方法，其特征在于，所述步骤(2)包括以下步骤：(21)对多个独立跟踪通道建立并维持具有多假设分支的候选航迹；(22)对多个独立跟踪通道设定差异化的航迹起始参数，并基于累计信息统计量等物理量进行目标判别；(23)针对每个通道构建特征库，对目标进行特征识别；(24)当正常的候选航迹满足(22)和(23)的目标判决与特征识别条件后，即可在该通道建立正式航迹。4.根据权利要求1所述的一种警戒雷达多目标多通道并行跟踪处理方法，其特征在于，所述步骤(3)包括以下步骤：(31)寻找航迹关联点、设置航迹关联参数；(32)对快速空目标、慢速空目标、直升机及慢速低空目标、海面常规目标，海面快速弱小目标通道采用由转换量测Cv模型和转换量测Singer模型构建而成的转换量测交互式多模型滤波器，慢速小目标通道采用带机动判定的Cv模型卡尔曼滤波器；(33)各滤波器的滤波似然函数作为跟踪精度的评价的依据，同时将滤波器输出的似然函数作为航迹评估的标准，为融合提供支撑。5.根据权利要求1所述的一种警戒雷达多目标多通道并行跟踪处理方法，其特征在于，所述步骤(4)包括以下步骤：(41)对多个通道的航迹进行轮循式的航迹关联，把多通道关联问题转化为两通道关联问题，确立通道间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文，白俊奇，萨出拉，常传文，赵玉丽，郑浩，商凯，司晓云，苗峰，朱伟，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十八研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32