一种多传感器交叉提示目标跟踪方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多传感器交叉提示目标跟踪方法及装置，获取所有传感器的工作状态信息，得到处于工作状态的传感器的第一数量；将第一数量与传感器工作数量阈值进行比较，根据比较结果选择传感器组；获取传感器组中每个传感器输出的目标探测信息；将所有目标探测信息进行融合，得到目标融合探测信息；根据目标融合探测信息确定最终目标状态信息；本发明专利技术可以协调管理多个传感器，避免所有传感器同时工作，且可实现对目标快速且准确的追踪，提升传感器的工作效率；同时采用加权融合的方法对传感器组的目标探测信息进行融合，获取更为准确的最终目标状态信息，进而保证系统具有较好的目标跟踪性能。目标跟踪性能。目标跟踪性能。

【技术实现步骤摘要】
一种多传感器交叉提示目标跟踪方法及装置


[0001]本专利技术属于机动目标跟踪领域，具体涉及一种多传感器交叉提示目标跟踪方法及装置。

技术介绍

[0002]机动目标跟踪技术是利用传感器的测量信息，结合滤波算法实现对目标状态的估计，有利于现代防御系统及时对目标进行预警并打击。然而在现代化战争中，随着空袭兵器的性能不断提升，防御系统的探测范围逐渐减小，反应速度逐步降低，使得系统无法及时、连续、有效地对目标做出反应。因此如何高效利用探测防御手段并结合目标跟踪技术，实现对目标的早期预警和跟踪是当前防空系统研究的热点。
[0003]目前防御空袭兵器有效的方案是建立分层防御体系。该体系包括综合运用多种预警探测设备解决目标及时、远距离探测；实施多层拦截解决低空/隐身目标的有效防御；运用多传感器交叉提示技术解决目标连续、高概率探测。其中多传感器交叉提示技术是建立高效探测防御体系的关键技术，主要原因在于当目标来袭时，单个传感器难以精确获取目标的全部信息；当使用多个传感器时，由于传感器资源有限无法同时工作。
[0004]对于采用基于交叉提示技术的多传感器协同探测的机动目标跟踪系统来说，传感器的工作效率与目标跟踪性能都极为重要，然而大多数研究通常以提升系统中跟踪算法的求解速度为目的，求解质量却没有提高，导致依然存在目标探测不够精准，多传感器工作效率低、跟踪信号容易丢失的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种多传感器交叉提示目标跟踪方法及装置，通过合理的选择工作状态的传感器的数量，构建传感器组并提升了工作效率，进而提升目标跟踪精度。
[0006]本专利技术采用以下技术方案：一种多传感器交叉提示目标跟踪方法，包括：
[0007]获取所有传感器的工作状态信息，得到处于工作状态的传感器的第一数量；
[0008]将第一数量与传感器工作数量阈值进行比较，根据比较结果选择传感器组；其中，传感器组中传感器的数量等于传感器工作数量阈值；
[0009]获取传感器组中每个传感器输出的目标探测信息；
[0010]将所有目标探测信息进行融合，得到目标融合探测信息；
[0011]根据目标融合探测信息确定最终目标状态信息。
[0012]进一步地，根据比较结果选择传感器组包括：
[0013]当第一数量不为0且小于传感器工作数量阈值时，计算第一数量与传感器工作数量阈值的第一差值；
[0014]在非工作状态的传感器中选择与第一差值数量对应的传感器加入传感器组。
[0015]进一步地，当第一数量为0时包括：
[0016]不选择传感器加入传感器组；
[0017]当第一数量为0且上一时刻的第一数量不为0时，根据上一时刻的最终目标状态信息选择传感器工作数量阈值加入传感器组。
[0018]进一步地，根据比较结果选择传感器组还包括：
[0019]当第一数量大于传感器工作数量阈值时，在处于工作状态的传感器中选择与传感器工作数量阈值对应的传感器加入传感器组。
[0020]进一步地，根据比较结果选择传感器组还包括：
[0021]当第一数量等于传感器工作数量阈值时，将所有处于工作状态的传感器加入传感器组。
[0022]进一步地，传感器的选择方法包括：
[0023][0024][0025]其中，P为传感器组的探测精度，D为传感器组与目标的相对距离，p
i
为传感器组中第i个传感器的探测精度，r
i
为传感器组中第i个传感器的探测距离，(x
i
,y
i
,z
i
)为传感器组中第i个传感器坐标；(x,y,z)是目标的坐标；d
i
为传感器组中第i个传感器与目标之间的相对距离，N为传感器组中传感器的数量。
[0026]进一步地，将所有目标探测信息进行融合包括：
[0027]计算传感器组中每个传感器的加权因子；
[0028]根据每个传感器的加权因子对所有目标探测信息进行融合。
[0029]进一步地，加权因子的计算方法为：
[0030][0031]其中，w
j
为传感器组中第j个传感器的加权因子，R
j
为传感器组中第j个传感器的观测噪声协方差。
[0032]进一步地，根据目标融合探测信息确定最终目标状态信息包括：
[0033]将目标融合探测信息作为观测信息，利用交互多模型无迹卡尔曼滤波方法对目标的状态信息进行估计，得到最终目标状态信息。
[0034]本专利技术的另一种技术方案：一种多传感器交叉提示目标跟踪装置，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述的一种多传感器交叉提示目标跟踪方法。
[0035]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过构建传感器组，可以协调管理多个传感器，避免所有传感器同时工作，且可实现对目标快速且准确的追踪，提升传感器的工作效率；同时采用加权融合的方法对传感器组的目标探测信息进行融合，获取更为准确的最终目标状态信息，进而保证系统具有较好的目标跟踪性能。
附图说明
[0036]图1为本专利技术实施例中构建的多类型、多层次的传感器协同探测系统结构示意图；
[0037]图2为本专利技术实施例中敌机、预警机飞行轨迹和雷达分布示意图；
[0038]图3为本专利技术实施例的方法与无交叉提示目标跟踪方法的传感器实时响应对比图；
[0039]图4为本专利技术实施例方法与无交叉提示目标跟踪方法的位置均方根误差对比图；
[0040]图5为本专利技术实施例方法与无交叉提示目标跟踪方法的速度均方根误差对比图；
[0041]图6为本专利技术实施例方法与无交叉提示目标跟踪方法的位置、速度均方根误差的均值对比图。
具体实施方式
[0042]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0043]本专利技术公开了一种多传感器交叉提示目标跟踪方法，包括：获取所有传感器的工作状态信息，得到处于工作状态的传感器的第一数量；将第一数量与传感器工作数量阈值进行比较，根据比较结果选择传感器组；其中，传感器组中传感器的数量等于传感器工作数量阈值；获取传感器组中每个传感器输出的目标探测信息；将所有目标探测信息进行融合，得到目标融合探测信息；根据目标融合探测信息确定最终目标状态信息。
[0044]本专利技术通过构建传感器组，可以协调管理多个传感器，避免所有传感器同时工作，且可实现对目标快速且准确的追踪，提升传感器的工作效率；同时采用加权融合的方法对传感器组的目标探测信息进行融合，获取更为准确的最终目标状态信息，进而保证系统具有较好的目标跟踪性能。
[0045]在本专利技术实施例中建立了多类型、多层次的传感器协同探测系统，使得系统能够综合利用传感器的探测信息实现对空中目标的早期预警、精确探测与跟踪，同时便于防空系统尽快展开防御手段。
[0046]首先选取多类型的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多传感器交叉提示目标跟踪方法，其特征在于，包括：获取所有传感器的工作状态信息，得到处于工作状态的传感器的第一数量；将所述第一数量与传感器工作数量阈值进行比较，根据比较结果选择传感器组；其中，所述传感器组中传感器的数量等于所述传感器工作数量阈值；获取所述传感器组中每个传感器输出的目标探测信息；将所有所述目标探测信息进行融合，得到目标融合探测信息；根据目标融合探测信息确定最终目标状态信息。2.根据权利要求1所述的一种多传感器交叉提示目标跟踪方法，其特征在于，根据比较结果选择传感器组包括：当所述第一数量不为0且小于所述传感器工作数量阈值时，计算所述第一数量与所述传感器工作数量阈值的第一差值；在非工作状态的传感器中选择与所述第一差值数量对应的传感器加入传感器组。3.根据权利要求2所述的一种多传感器交叉提示目标跟踪方法，其特征在于，当所述第一数量为0时包括：不选择传感器加入传感器组；当所述第一数量为0且上一时刻的第一数量不为0时，根据上一时刻的最终目标状态信息选择传感器工作数量阈值加入传感器组。4.根据权利要求3所述的一种多传感器交叉提示目标跟踪方法，其特征在于，根据比较结果选择传感器组还包括：当所述第一数量大于所述传感器工作数量阈值时，在处于工作状态的传感器中选择与所述传感器工作数量阈值对应的传感器加入传感器组。5.根据权利要求4所述的一种多传感器交叉提示目标跟踪方法，其特征在于，根据比较结果选择传感器组还包括：当所述第一数量等于所述传感器工作数量阈值时，将所有处于工作状态的传感器加入传感器组。6.根据权利要求2
‑
5任一所述的一种多传感器交叉提示目标跟踪方法，其特征在于，所述传感器的选择方法包...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡高歌，许林燕，常路宾，高兵兵，高璕，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：