一种基于批处理的航迹起始方法技术

本发明专利技术公开了一种基于批处理的航迹起始方法，包括步骤1：对扫描周期内的量测点进行凝聚；步骤2：结合目标运动特征筛选出用来计算特征参数的量测点；步骤3：根据目标运动特征对量测点进行分类，分别创建特征参数链表；步骤4：针对步骤3中的特征参数链表，对经过步骤2筛选后的量测点的特征参数信息进行变换，投影到某一参考帧的速度

【技术实现步骤摘要】
一种基于批处理的航迹起始方法


[0001]本专利技术涉及雷达数据处理领域，特别涉及一种基于批处理的航迹起始方法。

技术介绍

[0002]航迹起始是航迹管理中的首要问题，是目标跟踪的基础，若航迹起始不正确，将无法对目标进行跟踪及后续处理。而在目标航迹起始阶段，目标距离雷达较远，雷达的测量精度差、探测分辨力低，尤其是在复杂背景环境中，杂波会对目标的回波信号造成干扰，航迹起始是一个很难处理的问题。
[0003]当前，航迹起始算法主要分为两大类：顺序处理技术和批处理技术。顺序处理技术通过对多帧数据依次进行处理获取目标航迹，主要包括直观法、逻辑法及相关改进算法。批处理技术的主要思想是对多帧数据进行联合处理，主要包括Hough变换法及其衍生出来的改进算法。
[0004]相对来说，顺序处理技术更适用于杂波密度较小的环境中的航迹起始，当杂波密度较大时，除了真实目标航迹之外，顺序处理技术还会产生大量虚假航迹，干扰目标后续的跟踪处理。而应用较广的基于Hough变换的批处理技术在检测过程中只能确定直线方向，在反推得到原有航迹点数据的过程中，计算量较大，复杂度较高。
[0005]因此，若要实现目标航迹起始，既要满足起始性能最优，又要考虑工程实现的可行性，是本领域目前的技术难点。

技术实现思路

[0006]为了克服现有技术中的不足，本专利技术提供一种基于批处理的航迹起始方法。
[0007]为了达到上述专利技术目的，解决其技术问题所采用的技术方案如下：
[0008]一种基于批处理的航迹起始方法，包括以下步骤：
[0009]步骤1：获取N个扫描周期的量测合集D1,D2,
…
,D
N
，对每个扫描周期内的n个量测点D
i
＝{(x1,y1),(x2,y2),
…
,(x
n
,y
n
)}进行凝聚；
[0010]步骤2：对于第i个扫描周期的量测合集D
i
以及第i+1个扫描周期的量测合集D
i+1
，结合目标航迹具有的最大运动速度v
max
，筛选出可以选取用来计算特征参数的量测点；
[0011]步骤3：根据目标运动特征对量测点进行分类，分别创建特征参数链表；
[0012]步骤4：针对步骤3中的各个特征参数链表，对经过步骤2筛选后的量测点的特征参数信息进行变换，投影到某一参考帧的速度
‑
坐标参数空间，作为参数空间的点迹数据；
[0013]步骤5：重复步骤2到4，遍历扫描周期，采用DBSCAN算法完成参数空间的点迹数据聚类；
[0014]步骤6：对参数空间内DBSCAN算法聚类完成后形成的簇求取质心，作为该簇对应的目标的特征信息；
[0015]步骤7：根据步骤6中目标的特征信息反推每一次扫描周期中目标的坐标信息，完成航迹起始。
[0016]进一步的，步骤1中，对每个扫描周期内的n个量测点凝聚步骤如下：
[0017]步骤11：遍历扫描周期内的点迹，判断是否有点迹满足凝聚条件；
[0018]步骤12：在满足凝聚条件的点迹集合中，对点迹的量测值进行等权重融合凝聚；
[0019]步骤13：将凝聚后的量测值加入扫描周期的量测合集D
i
；
[0020]步骤14：删除量测合集D
i
中已凝聚的点迹量测值。
[0021]进一步的，步骤2中，筛选出可以选取用来计算特征参数的量测点的规则如下：
[0022]考虑到目标航迹具有最大的运动速度v
max
，假设(x
i
,y
i
)为第i帧的点，(x
j
,y
j
)为第j帧的点，扫描周期为T，因此可以选取用来计算特征参数的前提应满足：
[0023][0024]其中，(x
i
,y
i
)为第i帧点迹在x轴和y轴方向上的量测值，(x
j
,y
j
)为第j帧点迹在x轴和y轴方向上的量测值，v
max
为目标航迹所具有的最大运动速度，T为扫描周期，i和j分别为量测点(x
i
,y
i
)和(x
j
,y
j
)对应的帧计数。
[0025]进一步的，步骤3中，根据目标运动特征对量测点进行分类，分别创建特征参数链表方法如下：
[0026]以二维空间为例，设(x
i
,y
i
)为第i帧的点的坐标，(x
j
,y
j
)为第j帧的点的坐标，其中j＞i，(v
x
,v
y
)为两点坐标计算出的速度，v
Ref
为设定的参考速度，则计算速度会产生以下5种结果：
[0027][0028]创建5个特征参数链表，对应上述5种结果；
[0029]对满足步骤2条件的点两两计算速度，根据速度的不同分别将特征参数存入不同的链表中。
[0030]进一步的，步骤4中，投影到速度
‑
坐标参数空间的步骤如下：
[0031]步骤41：选定参数投影帧为第Ref帧；
[0032]步骤42：获取步骤2中相邻两帧的量测点(x
i
,y
i
)和(x
i+1
,y
i+1
)计算得出的速度：
[0033][0034]步骤43：计算第i帧的量测点以速度(v
x
,v
y
)投影到第Ref帧的坐标(x
Ref,i
,y
Ref,i
)：
[0035]x
Ref,i
＝x
i
+v
x
*(Ref
‑
i)*T
[0036]y
Ref,i
＝y
i
+v
y
*(Ref
‑
i)*T
[0037]其中，(x
i
,y
i
)为第i帧点迹的量测值，(v
x
,v
y
)为步骤42计算得出的速度值，(x
Ref,i
,y
Ref,i
)为量测点(x
i
,y
i
)投影到第Ref帧的投影坐标值，Ref为参考帧对应的帧计数，i为量测点(x
i
,y
i
)对应的帧计数。
[0038]进一步的，步骤5中，采用DBSCAN算法完成参数空间的点迹数据聚类的实现步骤
为：
[0039]步骤51：确定DBSCAN算法的聚类参数和最小点数m
pts
；
[0040]步骤52：将变换本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于批处理的航迹起始方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：获取N个扫描周期的量测合集D1,D2,
…
,D
N
，对每个扫描周期内的n个量测点D
i
＝{(x1,y1),(x2,y2),
…
,(x
n
,y
n
)}进行凝聚；步骤2：对于第i个扫描周期的量测合集D
i
以及第i+1个扫描周期的量测合集D
i+1
，结合目标航迹具有的最大运动速度v
max
，筛选出可以选取用来计算特征参数的量测点；步骤3：根据目标运动特征对量测点进行分类，分别创建特征参数链表；步骤4：针对步骤3中的各个特征参数链表，对经过步骤2筛选后的量测点的特征参数信息进行变换，投影到某一参考帧的速度
‑
坐标参数空间，作为参数空间的点迹数据；步骤5：重复步骤2到4，遍历扫描周期，采用DBSCAN算法完成参数空间的点迹数据聚类；步骤6：对参数空间内DBSCAN算法聚类完成后形成的簇求取质心，作为该簇对应的目标的特征信息；步骤7：根据步骤6中目标的特征信息反推每一次扫描周期中目标的坐标信息，完成航迹起始。2.根据权利要求1所述的一种基于批处理的航迹起始方法，其特征在于，步骤1中，对每个扫描周期内的n个量测点凝聚步骤如下：步骤11：遍历扫描周期内的点迹，判断是否有点迹满足凝聚条件；步骤12：在满足凝聚条件的点迹集合中，对点迹的量测值进行等权重融合凝聚；步骤13：将凝聚后的量测值加入扫描周期的量测合集D
i
；步骤14：删除量测合集D
i
中已凝聚的点迹量测值。3.根据权利要求1所述的一种基于批处理的航迹起始方法，其特征在于，步骤2中，筛选出可以选取用来计算特征参数的量测点的规则如下：考虑到目标航迹具有最大的运动速度v
max
，假设(x
i
,y
i
)为第i帧的点，(x
j
,y
j
)为第j帧的点，扫描周期为T，因此可以选取用来计算特征参数的前提应满足：其中，(x
i
,y
i
)为第i帧点迹在x轴和y轴方向上的量测值，(x
j
,y
j
)为第j帧点迹在x轴和y轴方向上的量测值，v
max
为目标航迹所具有的最大运动速度，T为扫描周期，i和j分别为量测点(x
i
,y
i
)和(x
j
,y
j
)对应的帧计数。4.根据权利要求1所述的一种基于批处理的航迹起始方法，其特征在于，步骤3中，根据目标运动特征对量测点进行分类，分别创建特征参数链表方法如下：以二维空间为例，设(x
i
,y
i
)为第i帧的点的坐标，(x
j
,y
j
)为第j帧的点的坐标，其中j＞i，(v
x
,v
y
)为两点坐标计算出的速度，v
Ref
为设定的参考速度，则计算速度会产生以下5种结果：
创建5个特征参数链表，对应上述5种结果；对满足步骤2条件的点两两计算速度，根据速度的不同分别将特征参数存入不同的链表中。5.根据权利要求1所述的一种基于批处理的航迹起始方法，其特征在于，步骤4中，投影到速度
‑
坐标参数空间的步骤如下：步骤41：选定参数投影帧为第Ref帧；步骤42：获取步骤2中相邻两帧的量测点(x
i
,y
i
)和(x
i+1
,y
i+1
)计算得出的速度：步骤43：计算第i帧的量测点以速度(v
x
,v
y
)投影到第Ref帧的坐标(x
Ref,i
,y
Ref,i
)：x
Ref,i
＝x
i
+v
x
*(Ref
‑
i)*Ty
Ref,i
...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛俊杰，马小艳，郭一帆，徐嘉辉，徐安祺，冯正康，
申请(专利权)人：上海航天电子通讯设备研究所，
类型：发明
国别省市：