基于径向速度和平均速度的虚假航迹剔除方法技术

本发明专利技术公开了一种基于径向速度和平均速度的虚假航迹剔除方法，主要解决现有技术中复杂环境下虚假航迹剔除效果并不显著、计算量大的问题。本发明专利技术实现的步骤是：1)获得径向速度；2)剔除临时航迹中的虚假航迹；3)剔除稳态航迹中的虚假航迹。本发明专利技术具有能够在复杂环境下有效剔除虚假航迹、对航迹实时剔除的优点，减少了对真实目标的干扰，提高了复杂环境下航迹的质量。质量。质量。

【技术实现步骤摘要】
基于径向速度和平均速度的虚假航迹剔除方法


[0001]本专利技术属于雷达
，更进一步涉及雷达目标跟踪
中的一种基于径向速度和平均速度的虚假航迹剔除方法。本专利技术通过实时获取雷达信号处理后的点迹信息，实现对虚假航迹的剔除。

技术介绍

[0002]虚假航迹是指在复杂环境下，每个周期都可能出现大量的点迹，雷达信号处理端除了上报真实目标点迹外还会上报许多杂波的点迹，按照常规处理方法，雷达数据处理端将不能与系统航迹关联的点迹用来生成新建航迹，即为虚假航迹。虚假航迹剔除是对这些虚假航迹进行剔除，减少虚假航迹的产生，提高航迹的质量。
[0003]西安电子科技大学在其申请的专利文献“一种基于多维量测信息的航迹起始方法”(申请号201910537792.9，申请公布号：CN 110297222A，申请日期2019.06.20)中提出了一种基于多维量测信息的航迹起始方法。该方法的具体步骤是：获取不同扫描周期的量测点迹集；将初始扫描周期的点迹集建立临时航迹；在非初始扫描周期，利用点迹的多普勒信息计算多普勒速度；利用多普勒速度信息与逻辑法进行点迹集与临时航迹集的匹配；判断临时航迹是否匹配成功，若匹配成功，更新该临时航迹信息；对满足点迹个数要求的临时航迹利用点迹的幅度信息建立航迹质量约束条件，实施筛选，进行航迹起始。本专利技术的航迹起始方法在杂波剩余较多的情况下，通过多普勒维和幅度维的两维约束，可实现目标航迹的正常起始，减少虚假航迹的产生。该方法存在的不足是，在复杂环境及多目标环境下，点迹的幅度信息不足以用来区分目标，用幅度信息对虚假航迹的剔除效果并不显著。
[0004]大连海事大学在其申请的专利文献“一种基于网格聚类的多假设多目标航迹起始方法”(申请号202010962977.7，申请公布号：CN 112098992A，申请日期2020.09.14)中提出了一种基于网格聚类的多假设多目标航迹起始方法。该方法的具体步骤是：获取点迹集并映射到网格中；确定当前高密度网格的边界点；基于高密度网格的边界点形成点迹簇；对每个点迹簇进行聚类处理生成聚簇；建立聚簇内的目标和量测的关联假设；根据计算得到的假设概率获取最优假设，并计算航迹得分并按从高到低的顺序进行排序，通过回溯删除低分航迹，从而确认航迹生成，并更新其目标状态估计。该方法存在的不足是，该方法基于的多假设跟踪算法所需的计算和存储资源会随着量测数和跟踪步数的增长呈指数增加，无法实现对航迹的实时剔除。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于针对上述现有技术存在的不足，提出一种基于径向速度和平均速度的虚假航迹剔除方法，旨在解决现有技术虚假航迹剔除方法中存在的计算量大和虚假航迹剔除效果不显著的问题。
[0006]实现本专利技术目的的思路是，本专利技术先利用当前航迹与当前航迹的下一个雷达扫描周期中点迹的径向速度及雷达扫描周期得到理论径向距离值，再利用当前航迹与当前航迹
的下一个雷达扫描周期中点迹的径向距离及雷达扫描周期得到实际径向距离值，选取理论径向距离值与实际径向距离值差值的绝对值最小的点迹作为最优点，利用每个最优点与其相对应的航迹的平均速度，实现对虚假航迹的剔除。
[0007]为实现上述目的，本专利技术的技术方案包括如下：
[0008](1)获得径向速度：
[0009]将每个雷达扫描周期接收的点迹中的多普勒通道号转换为该点迹的径向速度；
[0010](2)剔除临时航迹中的虚假航迹：
[0011](2a)计算当前每个临时航迹与当前临时航迹的下一个雷达扫描周期中每个点迹的理论径向距离值：
[0012][0013]其中，
△
R
ij
表示当前第i个临时航迹与当前临时航迹的下一个雷达扫描周期中第j个点迹的理论径向距离值，ν
i
表示当前第i个临时航迹的径向速度，i＝1,2，
……
30，ν
j
表示下一个雷达扫描周期中第j个点迹的径向速度，j＝1,2，
……
30，T表示雷达扫描周期的时间长度；
[0014](2b)利用
△
R
′
ij
＝r
j
‑
r
i
公式，计算当前每个临时航迹与当前临时航迹的下一个雷达扫描周期中每个点迹的实际径向距离值；其中，
△
R
′
ij
表示当前第i个临时航迹与当前临时航迹的下一个雷达扫描周期中第j个点迹的实际径向距离值，r
i
表示当前第i个临时航迹的径向距离，r
j
表示当前临时航迹的下一个雷达扫描周期中第j个点迹的径向距离；
[0015](2c)利用
△
R
″
ij
＝|
△
R
′
ij
‑△
R
ij
|公式，计算当前每个临时航迹与当前临时航迹的下一个雷达扫描周期中每个点迹的理论径向距离值与其实际径向距离值之差值的绝对值；其中，
△
R
″
ij
表示当前第i个临时航迹与当前临时航迹的下一个雷达扫描周期中第j个点迹的理论径向距离值与其实际径向距离值之差值的绝对值；若该绝对值小于门限值，认为第j个点迹和第i个临时航迹是同一个目标，从多个满足门限值的点迹中选取
△
R
″
ij
最小的第j个点迹作为第i个临时航迹的最优点；
[0016](2d)利用平均速度公式，计算每个最优点与其相对应的临时航迹的平均速度，保存每个临时航迹的平均速度；
[0017](2e)用每个最优点更新与其相对应的临时航迹，更新后的临时航迹仍为临时航迹；
[0018](2f)判断是否完成了三次临时航迹的更新，若是，则执行步骤(2g)，否则，将更新后的临时航迹设为当前临时航迹后执行步骤(2a)；
[0019](2g)删除所保存的三个平均速度均小于门限值的临时航迹，将删除后其余的每个临时航迹均设为稳态航迹；
[0020](3)剔除稳态航迹中的虚假航迹：
[0021](3a)按照下式，计算每个稳态航迹分别与当前稳态航迹的下一个雷达扫描周期中每个点迹的理论径向距离值：
[0022][0023]其中，
△
R
mn
表示第m个稳态航迹与当前稳态航迹的下一个雷达扫描周期中第n个点
迹的理论径向距离值，ν
m
表示第m个稳态航迹的径向速度，ν
n
表示当前稳态航迹的下一个雷达扫描周期中第n个点迹的径向速度；
[0024](3b)利用
△
R
′
mn
＝r
n
‑
r
m
公式，计算当前每个稳态航迹与当前稳态航迹的下一个雷达扫描周期中每个点迹的实际径向距离值；其中，
△
R
′<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于径向速度和平均速度的虚假航迹剔除方法，其特征在于，利用点迹的径向速度与雷达扫描周期计算其理论距离改变量与实际距离改变量，确定点迹与航迹的关联，通过计算航迹一个雷达扫描周期内的平均速度实现对虚假航迹的剔除，该方法的具体步骤包括：(1)获得径向速度：将每个雷达扫描周期接收的点迹中的多普勒通道号转换为该点迹的径向速度；(2)剔除临时航迹中的虚假航迹：(2a)计算当前每个临时航迹与当前临时航迹的下一个雷达扫描周期中每个点迹的理论径向距离值：其中，ΔR
ij
表示当前第i个临时航迹与当前临时航迹的下一个雷达扫描周期中第j个点迹的理论径向距离值，ν
i
表示当前第i个临时航迹的径向速度，i＝1,2，
……
30，ν
j
表示下一个雷达扫描周期中第j个点迹的径向速度，j＝1,2，
……
30，T表示雷达扫描周期的时间长度；(2b)利用ΔR
′
ij
＝r
j
‑
r
i
公式，计算当前每个临时航迹与当前临时航迹的下一个雷达扫描周期中每个点迹的实际径向距离值；其中，ΔR
′
ij
表示当前第i个临时航迹与当前临时航迹的下一个雷达扫描周期中第j个点迹的实际径向距离值，r
i
表示当前第i个临时航迹的径向距离，r
j
表示当前临时航迹的下一个雷达扫描周期中第j个点迹的径向距离；(2c)利用ΔR
″
ij
＝|ΔR
′
ij
‑
ΔR
ij
|公式，计算当前每个临时航迹与当前临时航迹的下一个雷达扫描周期中每个点迹的理论径向距离值与其实际径向距离值之差值的绝对值；其中，ΔR
″
ij
表示当前第i个临时航迹与当前临时航迹的下一个雷达扫描周期中第j个点迹的理论径向距离值与其实际径向距离值之差值的绝对值；若该绝对值小于门限值，认为第j个点迹和第i个临时航迹是同一个目标，从多个满足门限值的点迹中选取ΔR
″
ij
最小的第j个点迹作为第i个临时航迹的最优点；(2d)利用平均速度公式，计算每个最优点与其相对应的临时航迹的平均速度，保存每个临时航迹的平均速度；(2e)用每个最优点更新与其相对应的临时航迹，更新后的临时航迹仍为临时航迹；(2f)判断是否完成了三次临时航迹的更新，若是，则执行步骤(2g)，否则，将更新后的临时航迹设为当前临时航迹后执行步骤(2a)；(2g)删除所保存的三个平均速度均小于门限值的临时航迹，将删除后其余的每个临时航迹均设为稳态航迹；(3)剔除稳态航迹中的虚假航迹：(3a)按照下式，计算每个稳态航迹分别与当前稳态航迹的下一个雷达扫描周期中每个点迹的理论径向距离值：其中，ΔR
mn
表示第m个稳态航迹与当前稳态航迹的下一个雷达扫描周期中第n个点迹的理论径向距离值，ν
m
表示第m个稳态航迹的径向速...

【专利技术属性】
技术研发人员：何学辉，赵彩虹，王帅，韩若曦，郭瑞卿，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：