一種針對(duì)多目標(biāo)場(chǎng)景的檢測(cè)跟蹤一體化方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種針對(duì)多目標(biāo)場(chǎng)景的檢測(cè)跟蹤一體化方法，屬于雷達(dá)檢測(cè)跟蹤技術(shù)。本發(fā)明的方法是一種耦合了貝葉斯檢測(cè)和聯(lián)合概率數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)(JPDA)濾波的多目標(biāo)跟蹤方法，首先依據(jù)前一時(shí)刻JPDA跟蹤濾波器的預(yù)測(cè)，計(jì)算得到當(dāng)前時(shí)刻的各目標(biāo)位置分布信息，繼而貝葉斯檢測(cè)器將該分布信息作為檢測(cè)判決的先驗(yàn)信息，分別對(duì)各目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)；最后利用JPDA跟蹤濾波器對(duì)將檢測(cè)所得的量測(cè)點(diǎn)跡與各目標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，完成對(duì)各目標(biāo)當(dāng)前時(shí)刻的位置估計(jì)和航跡更新，并預(yù)測(cè)得到下一時(shí)刻各目標(biāo)的位置分布信息。本發(fā)明能夠應(yīng)用于對(duì)鄰近的多個(gè)目標(biāo)的檢測(cè)和跟蹤，具有更高的性能和很好的實(shí)用性。
【專利說明】一種針對(duì)多目標(biāo)場(chǎng)景的檢測(cè)跟蹤一體化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于雷達(dá)信號(hào)處理領(lǐng)域，具體涉及雷達(dá)檢測(cè)跟蹤技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)役雷達(dá)對(duì)目標(biāo)的跟蹤一般采用先檢測(cè)后跟蹤體制(DBT)，即先進(jìn)行單幀門限檢測(cè)判決得到點(diǎn)跡數(shù)據(jù)，然后對(duì)這些過門限的點(diǎn)跡數(shù)據(jù)進(jìn)行凝聚、關(guān)聯(lián)、濾波等處理，最終形成目標(biāo)航跡。在信噪比(SNR)較高的情況下，傳統(tǒng)先檢測(cè)后跟蹤技術(shù)可以有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的檢測(cè)跟蹤，且具有運(yùn)算量小，占用雷達(dá)系統(tǒng)資源少等優(yōu)點(diǎn)。然而隨著現(xiàn)代隱身技術(shù)的不斷發(fā)展，目標(biāo)雷達(dá)截面積(RCS)大幅減小，加之強(qiáng)雜波環(huán)境(城市，森林，山地等)的干擾，使得目標(biāo)信噪比往往很低，這時(shí)傳統(tǒng)先檢測(cè)后跟蹤技術(shù)的性能將會(huì)急劇惡化。
[0003]在傳統(tǒng)先檢測(cè)后跟蹤體制中，檢測(cè)與跟蹤通常被看做兩個(gè)獨(dú)立的過程，并依據(jù)相互獨(dú)立的準(zhǔn)則優(yōu)化各自的性能，然而作為一個(gè)系統(tǒng)的兩個(gè)組成部分，檢測(cè)與跟蹤存在著必然的內(nèi)在聯(lián)系，傳統(tǒng)的DBT對(duì)兩者所做的割裂處理，勢(shì)必造成了整個(gè)檢測(cè)跟蹤系統(tǒng)的性能損失。因此聯(lián)合處理檢測(cè)和跟蹤過程，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)跟蹤一體化具有重要的研究價(jià)值。
[0004]目前，國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)對(duì)檢測(cè)跟蹤一體化做了大量的研究。比如美國康涅狄格大學(xué)提出了一種耦合檢測(cè)器與跟蹤器的架構(gòu)，將概率數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)(PDA)跟蹤濾波器預(yù)測(cè)的目標(biāo)位置分布信息反饋給檢測(cè)器，檢測(cè)器將該反饋?zhàn)鳛橄闰?yàn)信息，繼而利用貝葉斯準(zhǔn)則進(jìn)行檢測(cè)判決，這樣使得整個(gè)檢測(cè)跟蹤系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流向是雙向的，回波信息得到了更充分的利用，最終提高了檢測(cè)和跟蹤性能。然而這些研究工作都是針對(duì)單目標(biāo)情形而做的，但在雷達(dá)實(shí)際監(jiān)視環(huán)境中，常常會(huì)遇到多個(gè)目標(biāo)同時(shí)存在的情況，此時(shí)需要同時(shí)估計(jì)出每個(gè)目標(biāo)的狀態(tài)，而已有的針對(duì)單目標(biāo)的檢測(cè)跟蹤一體化方案不能有效實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)目標(biāo)的監(jiān)測(cè)與跟蹤，因?yàn)殡S著目標(biāo)個(gè)數(shù)的增加，檢測(cè)過程所得到的量測(cè)點(diǎn)跡與目標(biāo)航跡的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)問題變得尤為棘手；而且當(dāng)多個(gè)目標(biāo)鄰近時(shí)，由于量測(cè)點(diǎn)跡來源的不確定性，將造成不同航跡之間的相互干擾，這些問題在已有的針對(duì)單目標(biāo)的檢測(cè)跟蹤一體化方案中不能解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的發(fā)明目的在于:針對(duì)上述存在的問題，提供一種針對(duì)多目標(biāo)場(chǎng)景的檢測(cè)跟蹤一體化方法。
[0006]本發(fā)明耦合了貝葉斯檢測(cè)和聯(lián)合概率數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)(JPDA)濾波的多目標(biāo)跟蹤方法，構(gòu)建了多個(gè)并行的貝葉斯檢測(cè)器獨(dú)立地對(duì)各目標(biāo)進(jìn)行多門限檢測(cè)，將檢測(cè)到的所有量測(cè)點(diǎn)跡輸入到JPDA濾波器進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，估計(jì)各目標(biāo)當(dāng)前時(shí)刻的位置并預(yù)測(cè)下一時(shí)刻的位置；之后將預(yù)測(cè)的各目標(biāo)位置分布信息(狀態(tài)估計(jì)值)分別反饋到相應(yīng)的貝葉斯檢測(cè)器，貝葉斯檢測(cè)器將該反饋?zhàn)鳛橄闰?yàn)信息用于下一時(shí)刻的檢測(cè)判決。檢測(cè)門限在空間上是自適應(yīng)變化的，越靠近各目標(biāo)跟蹤波門中心(即目標(biāo)的預(yù)測(cè)位置)，檢測(cè)門限越低；反之則門限越高。具體包括以下步驟:
[0007]步驟1:多門限檢測(cè)[0008]1.1:初始化當(dāng)前時(shí)刻k=l,起始各目標(biāo)航跡，假設(shè)目標(biāo)總個(gè)數(shù)為N, k-1時(shí)刻目標(biāo)η的狀態(tài)估計(jì)值為
【權(quán)利要求】
1.一種針對(duì)多目標(biāo)場(chǎng)景的檢測(cè)跟蹤一體化方法，其特征在于，包括下列步驟: 步驟1:初始化各目標(biāo)航跡； 步驟2:基于上一時(shí)刻的各目標(biāo)的狀態(tài)估計(jì)值，預(yù)測(cè)當(dāng)前時(shí)刻k各目標(biāo)的位置U/c -1)、新信息相關(guān)矩陣sn(k),其中η = 1,2,..., N, N表示目標(biāo)總個(gè)數(shù)，； 步驟3 ?.基于公式
【文檔編號(hào)】G01S13/66GK103472445SQ201310425412
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】孔令講, 楊曉波, 王云奇, 易偉, 崔國龍 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)