[发明专利]一种空管雷达多目标跟踪方法

说明书

技术领域

本发明涉及智能信息处理领域，尤其涉及一种空管雷达多目标跟踪方法。

背景技术

空管雷达是ATM(空中交通管理)系统监视空中飞行情况的重要信息源之一，是确保飞行安全、实现雷达管制和提高监视区域容量的基础。

多目标跟踪技术在通信、雷达、生物医学等多个领域有着广泛应用，传统的处理多目标跟踪方法大都是基于数据关联的，需要建立量测和目标的对应关系，如最近邻法(NN)，联合概率数据关联算法(JPDA)，多假设跟踪算法(MHT)。而空管雷达监视区域是一个较为复杂的环境，多目标运动和大量的杂波及虚警等会导致传统跟踪算法出现组合爆炸、计算量呈指数型增长等问题，难以满足空管雷达的跟踪实时性。

发明内容

本发明的实施例提供一种空管雷达多目标跟踪方法，可以满足空管雷达的跟踪实时性。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种空管雷达多目标跟踪方法，包括以下步骤：

将从空管雷达得到的初始数据，由解析后的极坐标系无偏转换到直角坐标系，获得各扇区各个时刻的量测；

采取分扇区假设概率密度PHD滤波处理，利用上一时刻的当前扇区新生的量测构建新生高斯项，得到新生目标强度，并将新生高斯项转作为预备存活高斯项；

根据所述新生目标强度对当前扇区的存活高斯项和预备存活高斯项进行PHD预测及更新；

自适应构建杂波密度，利用当前扇区和前一扇区的量测再次更新当前扇区的存活高斯项和预备存活高斯项；

对所述当前扇区的存活高斯项和预备存活高斯项均用标签法打上标签；对预备存活PHD进行峰值提取得到预备存活的目标状态，对存活PHD进行峰值提取得到存活的目标状态；其中，所述存活PHD为再次更新的存活高斯项组成的PHD，所述预备存活PHD为再次更新的预备存活高斯项组成的PHD；

根据各个高斯项上的标签，应用m/n逻辑法及多扇区交接航迹管理策略用所述预备存活的目标状态管理临时航迹，用所述存活的目标状态管理稳定航迹，将临时航迹过渡到稳定航迹，同时将不可靠航迹删除，管理航迹号，最后获得航迹。

上述技术方案提供的空管雷达多目标跟踪方法，通过量测预处理将从空管雷达获取的解析过的量测从极坐标下转化到直角坐标系下，利用分扇区PHD滤波处理及航迹管理方法实现目标状态及航迹信息提取，在航迹管理过程中考虑多扇区交接问题，提出多扇区交接航迹管理策略，最终达到空管雷达的多目标跟踪目的。本发明能够实现对监视区域中的军机及民机进行实时稳定跟踪，并针对飞机五边进场和着陆，特定航路集群飞行等典型空中目标运动场景，对跟踪系统进行了性能验证，不仅在工程实际中为空管部分提供技术支撑，同时也为跟踪算法等理论研究提供了验证平台。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种空管雷达多目标跟踪方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的在给定Z_k下从k-1时刻到k时刻高斯项和标签的演化示意图；

图3为本发明实施例提供的航迹起始滑窗法的m/n逻辑原理示意图；

图4为本发明实施例提供的多扇区航迹交接流程示意图；

图5为本发明实施例提供的对真实数据中的足球场运动的跟踪结果；

图6为本发明实施例提供的对真实数据中的交叉转弯运动的跟踪结果图示；

图7为本发明实施例提供的对真实数据中的折线转弯运动的跟踪结果图示；

图8为本发明实施例提供的对真实数据中的多目标并行运动的跟踪结果图示；

图9为本发明实施例提供的一个时间段空管雷达的全数据跟踪结果图示。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种空管雷达多目标跟踪方法，如图1所示，所述方法包括以下步骤：

101、将从空管雷达得到的初始数据，由解析后的极坐标系无偏转换到直角坐标系，获得各扇区各个时刻的量测。

从空管雷达得到的初始量测数据经过解析后是在极坐标下的，而传统的极坐标向直角坐标进行量测转换时存在一定的偏差，为了对此偏差进行补偿，需要依赖于角度量测误差的余弦，这里给出了一种无偏转换，进行转换的公式如下：