基于多时间多分辨率的雷达目标轨迹检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于多时间多分辨率的雷达目标轨迹检测方法，主要解决现有技术对于点迹数量较少、虚警点迹较多、目标运动轨迹难以被检测，目标点迹个数与空间分布的不确定性，不能完整检测出所有目标的问题。其实现方案是：接收目标点迹，并将所有点迹旋转后投影；从投影图中找出最佳轨迹段；通过多时间窗多分辨率多次检测得到不同时间窗

【技术实现步骤摘要】
基于多时间多分辨率的雷达目标轨迹检测方法


[0001]本专利技术属于雷达
,更进一步涉及一种雷达多类目标轨迹检测方法，可用于目标识别。

技术介绍

[0002]伴随着现代雷达的高速发展，目标检测出现了若干新的问题。一是在雷达分辨率大于目标尺寸或者目标有多个反射点时，一个目标就会产生多个点迹；其次是探测环境问题，由于存在杂波产生的虚警点迹，与之相比目标点迹数量通常较少，在这种点迹数量较少、虚警点迹较多的情况下，目标运动轨迹难以被检测到；第三是在目标密集区域如高速路、机场附近等探测区域，目标密集的情况，需要对多个目标进行测量时，极易将相近目标检测为单一目标，从而产生目标轨迹合并。
[0003]佛山市智海星空科技有限公司在其所申请的专利文献“一种目标轨迹检测方法”(专利申请号：2015100296575，申请公布号：CN 104614716 A)中公开了一种目标轨迹检测方法，其先利用相参累积对目标回波进行徙动补偿，然后用非相参累积方法对目标回波进行进一步累积，从而实现对目标回波的有效的累积并达到对目标检测的要求。该方法存在的不足之处是，在杂波产生的虚警点迹较多、而目标点迹数量较少的情况下，目标运动轨迹难以被检测到。
[0004]重庆大学在其所申请的专利文献“一种基于联合检测量的单通道SAR动目标检测方法”(专利申请号：2013101725615，申请公布号：CN 103217677 A)中公开了一种基于联合检测量的单通道合成孔径雷达SAR动目标检测方法。其是基于SAR图像在方位频谱的划分获取子图像对应的子孔径，并结合二维自适应方法对不同子图像间在幅度和相位上的误差进行校正；再利用相邻子图像间协方差矩阵获得的第二特征值与独立归一化相位的联合检测量实现目标检测。该方法由于目标点迹个数与空间分布的不确定性，造成检测系统难以通过调整参数完整的检测出所有目标。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对上述现有技术存在的不足，提出一种基于多时间多分辨率的目标轨迹检测方法，以提高在不同参数下的各类目标检测率。
[0006]本专利技术技术思路是，利用检测前跟踪思想，对多类目标在不同时间
‑
分辨率窗中进行检测，再通过对所得目标轨迹片段进行融合，得到目标完整轨迹。
[0007]根据上述思路，本专利技术实现方案包括如下：
[0008](1)通过雷达实时接收探测区域内设定时间段的点迹，每个点迹包括一维时间t
i
，二维空间信息(x
i
,y
i
)，构成最新点迹集合：{x
i
,y
i
,t
i
|i＝1,...,N
i
,t1≤t
i
≤t2}，其中N
i
表示[t1,t2]时间段内的所有点迹；
[0009](2)对目标轨迹片段进行检测：
[0010](2a)设时间窗内的目标运动轨迹近似于一条三维直线，其所产生的点迹沿着该三
维直线分布，设三维方向合计N
v
个，目标运动轨迹必定相近于N
v
个三维矢量中的一个；
[0011](2b)按照N
v
个矢量分别对N
i
个点迹进行旋转，将每一个三维矢量视为一个检测通道，得到各点迹(x
i
,y
i
,t
i
)旋转后的点迹
[0012](2c)将x
‑
y平面分为宽度为Δ
xy
的N
x
N
y
个网格，把旋转后的点迹投影到N
x
N
y
个网格得到一张投影图，在该图中将每个点迹落入对应网格的票权加1，从N
v
个检测通道的N
v
个图中，找到在N
x
N
y
N
v
个单元格中投票数最多的网格，该网格所对应的点迹即为当前测量值集合中最优的轨迹段；
[0013](2d)将每个网格的宽度Δ
xy
作为图像分辨率，设检测门限为H，将最优轨迹段取出，并将其与检测门限H进行比较：
[0014]若最优轨迹段大于H，则该最优轨迹段为目标轨迹段，将已检测轨迹段的点迹从时间窗内的点迹段集合中去除，重复(2b)到(2c)操作；
[0015]否则，认为当前时间窗中符合分辨率为Δ
xy
的轨迹段已被完全检测；
[0016](2e)将去除目标轨迹段后的剩余点迹作为下一步输入；
[0017](2f)使用多种时间长度不同的时间窗和多种网格宽度不同的分辨率对目标进行多次检测，得到每个时间窗
‑
分辨率检测后的目标轨迹段集合{M
i
|i＝1,...,m},其中m为时间窗
‑
分辨率的总个数；
[0018](3)关联融合目标轨迹段：
[0019](3a)设第一个时间窗
‑
分辨率检测得到的目标轨迹段集合M1为现存轨迹段,将其余m
‑
1个时间窗
‑
分辨率检测得到的目标轨迹段集合作为新的轨迹段；
[0020](3b)将第一个新的轨迹段集合内的一个轨迹段与现存轨迹段集合M1内的每一个轨迹段两两组成配对，从每一对匹配对中找出其轨迹所对应时间重叠部分的两个点迹集合，用最优次模式分配算法得到这两个集合的距离s
ab
即为该轨迹对的距离，在所有的配对中找出距离s
ab
最小的一对配对方式即匹配成功；
[0021](3c)重复(3b)操作，直到对第一个新的轨迹段集合内的所有轨迹段都匹配成功停止，得到第一个新的轨迹段集合内的所有匹配成功对；
[0022](3d)设融合门限为P，将每一成功匹配对的距离s
ab
与融合门限P作比较：
[0023]若s
ab
<P，则利用新轨迹段更新现存轨迹的状态；
[0024]否则，将该新轨迹段设置为现存轨迹段，执行(3e)；
[0025](3e)设未能成功融合次数门限为Q，将现存轨迹未能融合的次数与未能成功融合次数门限Q作比较：
[0026]若其大于Q，则认为该现存目标轨迹已经消失，将其设置为死亡轨迹；
[0027]否则，对该轨迹未融合次数加一,再将其与剩余时间窗
‑
分辨率得到的目标轨迹段集合进行融合；
[0028](3f)重复(3b)到(3e)共m
‑
2次，得到所有新轨迹段融合后的完整的目标轨迹。
[0029]本专利技术与现有技术相比具有如下优点：
[0030]第一，由于本专利技术在雷达系统对目标检测时，先在不同时间
‑
分辨率窗中进行检
测，再对所得目标轨迹片段进行融合，克服了现有技术对目标检测时杂波产生的虚警点迹本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多时间多分辨率的雷达目标轨迹检测方法，其特征在于，包括：(1)通过雷达实时接收探测区域内设定时间段的点迹，每个点迹包括一维时间t
i
，二维空间信息(x
i
,y
i
)，构成最新点迹集合：{x
i
,y
i
,t
i
|i＝1,...,N
i
,t1≤t
i
≤t2}，其中N
i
表示[t1,t2]时间段内的所有点迹；(2)对目标轨迹片段进行检测：(2a)设时间窗内的目标运动轨迹近似于一条三维直线，其所产生的点迹沿着该三维直线分布，设三维方向合计N
v
个，目标运动轨迹必定相近于N
v
个三维矢量中的一个；(2b)按照N
v
个矢量分别对N
i
个点迹进行旋转，将每一个三维矢量视为一个检测通道，得到各点迹(x
i
,y
i
,t
i
)旋转后的点迹(2c)将x
‑
y平面分为宽度为Δ
xy
的N
x
N
y
个网格，把旋转后的点迹投影到N
x
N
y
个网格得到一张投影图，在该图中将每个点迹落入对应网格的票权加1，从N
v
个检测通道的N
v
个图中，找到在N
x
N
y
N
v
个单元格中投票数最多的网格，该网格所对应的点迹即为当前测量值集合中最优的轨迹段；(2d)将每个网格的宽度Δ
xy
作为图像分辨率，设检测门限为H，将最优轨迹段取出，并将其与检测门限H进行比较：若最优轨迹段大于H，则该最优轨迹段为目标轨迹段，将已检测轨迹段的点迹从时间窗内的点迹段集合中去除，重复(2b)到(2c)操作；否则，认为当前时间窗中符合分辨率为Δ
xy
的轨迹段已被完全检测；(2e)将去除目标轨迹段后的剩余点迹作为下一步输入；(2f)使用多种时间长度不同的时间窗和多种网格宽度不同的分辨率对目标进行多次检测，得到每个时间窗
‑
分辨率检测后的目标轨迹段集合{M
i
|i＝1,...,m},其中m为时间窗
‑
分辨率的总个数；(3)关联融合目标轨迹段：(3a)设第一个时间窗
‑
分辨率检测得到的目标轨迹段集合M1为现存轨迹段,将其余m

【专利技术属性】
技术研发人员：许录平，张华，阎博，孙景荣，张波，陈宇，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：