【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水下弱目标检测前跟踪方法，属于水下弱目标跟踪领域。
技术介绍
1、被动声纳系统在水声领域中的关键研究方向之一是对微弱目标进行有效探测和精准跟踪的问题。由于海洋环境复杂，被动声纳探测回波信噪比低，严重制约了目标的有效检测跟踪。
2、传统的先检测后跟踪方法在检测阶段设定一定的阈值，导致大量的信息丢失，并且跟踪阶段只利用检测后的点迹信息进行跟踪处理。在弱目标场景下跟踪效果不佳，容易造成轨迹断续以及错误跟踪的情况。与传统跟踪方法相比，检测前跟踪直接处理未设阈值的原始数据来实现低信噪比场景下的目标跟踪，能充分利用原始信息对弱目标进行有效跟踪。基于动态变换的检测前跟踪近些年来得到了广泛的研究，利用量测信息对原始信号多帧能量积累，提高了对弱目标的检测跟踪性能。检测前跟踪(track before detect,tbd)算法把目标所有可能的轨迹观测值积累起来，当积累超过门限时认为目标存在，并同时给出跟踪轨迹。基于动态变换检测前跟踪的实质就是预先计算出目标可能的所有轨迹，并把这些轨迹存储起来，然后沿着轨迹将观测数据积累，并把超过门限的积累量对应的轨迹为目标的真实轨迹。
3、针对低信噪比场景下，交叉目标的轨迹错误合并问题，提出了速度加权的动态规划检测前跟踪算法(speed-weight dp-tbd,sw-dp-tbd)，在目标分离良好时，目标组之间没有影响，不存在量测模糊性，对于非相邻目标直接扩展增加目标状态的维度，通过量测信息，能够有效的对弱目标进行跟踪。对于邻近目标，会出现量测模糊，两个目标的波束会合并。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有检测前跟踪方法对于邻近目标，会出现量测模糊，两个目标的波束会合并，导致目标轨迹跟踪错误的问题，而提出基于动态变换水下弱目标检测前跟踪方法。
2、基于动态变换水下弱目标检测前跟踪方法具体过程为：
3、步骤一、采用常规波束形成算法对被动声纳接收的阵列信号进行处理得到空间谱数据，将空间谱数据作为量测数据；
4、步骤二、令k＝1，对第一帧水下目标的量测数据进行初始化，得到方位角、值函数、水下目标航迹回溯函数；
5、步骤三、令k＝k+1，对第k帧水下目标的量测数据进行处理，得到值函数和水下目标航迹回溯函数；
6、步骤四、判断k≥k，若是，执行步骤五；若否，重复执行步骤三，直至k＝k；
7、步骤五、基于判决门限对值函数进行判决，保留大于判决门限的值函数对应的帧的水下目标；
8、步骤六、基于步骤五进行航迹回溯，最终得到水下目标的轨迹。
9、本专利技术的有益效果为：
10、无源场景(被动声呐探测)下对微弱目标进行有效探测和精准跟踪是水声领域的关键研究方向之一。传统的先检测后跟踪方法在低信噪比场景下容易造成目标漏检。基于动态变化的检测前跟踪(track before detect based on dynamic programming,dp-tbd)处理低信噪比环境下的目标跟踪更具优势，然而，在目标交叉的场景时，容易造成轨迹合并现象，即两个目标轨迹在交叉后合并为同一个轨迹。本专利技术提出一种基于速度加权的方法来解决轨迹合并的问题，在值函数构造时，增加速度加权的函数使得轨迹在交叉情况下能够正确分离。试验结果显示，速度加权的dp-tbd算法在低信噪比环境下，能够对交叉目标正确跟踪。
11、本专利技术通过上一帧预测的结果判断是否为邻近目标的估计，若是邻近目标，将邻近目标分为同一个组同时处理。在多帧积累情况下，邻近目标会出现值函数展宽现象，即邻近目标附近值函数容易判断错误。本文在值函数构建过程中增加速度加权，使得能够清晰准确的将邻近或交叉目标正确分离。
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1.基于动态变换水下弱目标检测前跟踪方法，其特征在于：所述方法具体过程为：
2.根据权利要求1所述的基于动态变换水下弱目标检测前跟踪方法，其特征在于：所述步骤一中采用常规波束形成算法对被动声纳接收的阵列信号进行处理得到空间谱数据，将空间谱数据作为量测数据；具体过程为：
3.根据权利要求2所述的基于动态变换水下弱目标检测前跟踪方法，其特征在于：所述步骤二中令k＝1，对第一帧量测数据进行初始化，得到方位角、值函数、水下目标航迹回溯函数；具体过程为：
4.根据权利要求3所述的基于动态变换水下弱目标检测前跟踪方法，其特征在于：所述步骤三中令k＝k+1，对第k帧量测数据进行处理，得到值函数和水下目标航迹回溯函数；具体过程为：
5.根据权利要求4所述的基于动态变换水下弱目标检测前跟踪方法，其特征在于：所述步骤三三中若为邻近目标，通过点扩散似然函数建立邻近目标的值函数；
6.根据权利要求5所述的基于动态变换水下弱目标检测前跟踪方法，其特征在于：所述步骤三四中基于邻近目标的值函数，构建邻近目标的水下目标航迹回溯函数，表达式为
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