[发明专利]大视场光电成像跟踪系统多约束条件航迹起始检测方法

说明书

本发明属于使用目标自身特性和运动特性的回波信号的分析技术领域，公开了一种大视场光电成像跟踪系统多约束条件航迹起始检测方法；首先利用具有航迹连贯性判断和方向判断的约束条件1，加强了对威胁目标航迹的快速起始；然后利用具有航向方差判断的约束条件2和航迹可信度判断的约束条件3相配合完成对断续点迹目标的航迹起始，在大视场光电成像跟踪系统中实现了在密集杂波环境下，对整个空域威胁目标航迹的快速起始。本发明实现了大视场光电成像跟踪系统下对大威胁概率目标和断续点迹目标航迹的快速起始；为大视场光电成像跟踪系统中密集杂波环境下目标快速、准确的航迹起始提供了新思路。

技术领域

本发明属于使用到目标自身特性和运动特性的回波信号的分析技术领域，尤其涉及一种大视场光电成像跟踪系统多约束条件航迹起始检测方法。

背景技术

航迹起始指的是未进入稳定跟踪(航迹保持)之前所进行的航迹确定过程。它是按照航迹处理的过程划分出来的，它不仅包括航迹头的选择，还包括航迹起始轨迹段及其形成的过程。航迹起始是伴随着航迹处理的发展而发展。从直观法到逻辑法；从Hough变化法到模式匹配法；从稀疏环境下的起始算法到密集环境下的起始算法；从纯方法研究到性能评估；从主动系统到被动系统等等，已经积累了大量的相关文献。

航迹起始作为多目标跟踪航迹处理的首要问题，其起始航迹的正确性是减少多目标跟踪固有的组合爆炸所带来的计算负担的有效措施。如果航迹起始不正确，则很难实现对多目标的跟踪。而且，航迹起始时，目标距离较远，传感器探测分辨率低，测量精度差，再加上真假目标的出现无真正的统计规律而言，航迹起始问题同时又是一个较难处理的问题。尤其是多目标密集回波环境下的航迹起始处理最为复杂，这种情况下的复杂性主要是由于多目标密集环境(含真假密集目标)航迹处理自身复杂性和航迹起始的地位决定的。

在大视场光电成像跟踪系统中，由于超大视场角和较大桶形畸变的存在，必然引起系统分辨率的减弱。同时由于探测器自身分辨率限制。导致了这种被动无源系统在具有其它系统不具有的优势的同时，也不可避免的产生了一些弊端。(1)目标尺寸小于一个像素；这是由于系统目标侦测距离较远，传感器探测分辨力不高以及目标大小有限等因素限制，使得目标相对系统的空间立体角小于系统的瞬时视场角。在侦测距离上的目标，在像面上的衍射斑的大小也仅仅是接近一个像素而已。(2)目标在像平面上的运动速度很小；由于系统瞬时视场角的增大，导致目标在凝视系统下的运动速度要比传统的小视场系统慢的多。假定在10km的侦测距离上，切向速度为3Ma的目标在像面上的运动速度约为0.5pixels/frame；(3)目标轨迹成断续点迹；由于目标成亚像素和运动速度过小，导致目标移动到相邻像素之间时，可能出现暂时的丢失，导致目标轨迹出现断续。因此可知大视场光电成像跟踪系统下，像面目标具有占有像素数量很小、目标运动信息不明确、不连贯、目标灰度值较小等直接导致像面目标信噪比很低的多种固有不利特性，这些无法解决的客观不利特性所导致的目标信噪比降低一方面会导致目标检测时出现漏检，另一方面，会引入许多虚警，容易造成航迹起始中，航迹分叉增多，计算量的迅速增大，从而降低了航迹起始的效率、增大了虚假航迹起始的概率。