[发明专利]被动声呐交叉目标的自动跟踪方法

说明书

本发明涉及被动声呐交叉目标的自动跟踪方法，包括以下步骤：初始化参数；确定待跟踪目标方位信息；判断是否出现新目标；判断目标是否消失；判断是否出现交叉目标，若出现交叉目标，则用历史值预测目标方位，当相邻两目标检测的方位值之差低于波门宽度时，则用虚拟检测值代替检测的目标方位，直到两目标方位差大于波门宽度；输出目标方位。本发明提供的被动声呐交叉目标的自动跟踪方法简单、便于实现、时间和空间复杂度小、对硬件设备要求较低，能够对交叉目标进行有效区分并稳定跟踪，避免了跟踪时发生目标方位信息容易跳跃的问题。

技术领域

本发明涉及一种声呐跟踪目标的方法，尤其是被动声呐交叉目标的自动跟踪方法。

背景技术

被动声纳系统因其自身良好的隐秘性和抗干扰性以及海洋环境中传播介质的特殊性而受到诸多关注。由于水下环境的特殊性和复杂性，被动声纳的目标跟踪仍然是一项具有很大挑战性的工作。目前，卡尔曼滤波在目标跟踪中受到极大的关注也得到了广泛的应用。

卡尔曼滤波器在目标跟踪时，利用声纳传感器获取的目标量测值，对目标方位的预测值进行修正，以获得目标参数的估计值。因此，获得相对准确且连续的测量值对跟踪效果起到至关重要的作用。

常规的被动声纳目标跟踪算法主要依靠不同方位上功率谱的大小搜索目标，这导致跟踪交叉目标时常常发生误跟。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种利用历史先验知识和合理的假设对两目标交叉时的方位信息进行预测，代替目标交叉时的量测信息，从而改善目前被动声纳跟踪交叉目标时跟踪器常常跟踪定位到强信号目标从而导致弱目标丢失的情况，提高了跟踪器的跟踪性能、降低误跟频率的被动声呐交叉目标的自动跟踪方法，具体技术方案为：

被动声呐交叉目标的自动跟踪方法，包括以下步骤：

S10、初始化参数设置检测阈值、最大跟踪目标数目和波门宽度；

S20、确定待跟踪目标方位信息：搜索第一帧数据，将功率谱大于阈值的极大值点的方位信息θ₀进行标记建立临时航迹，然后根据波门宽度确定待跟踪目标方位信息；

S30、判断是否出现新目标：判断跟踪目标数是否达到设定的最大跟踪数目N，若跟踪的目标数目达到最大值，不再继续判断是否有新目标出现，如果跟踪目标数目尚未达到N，则继续检测是否有新目标出现，若出现新的极大值点，则判断是否有新目标出现；

S40、判断目标是否消失：在目标自动跟踪过程中，第m个目标未检测到峰值，则通过拟合历史数据的方式预测当前时刻目标的虚拟检测值，当连续t时刻均为不能检测到目标量测值时，则判定目标消失；

S50、判断是否出现交叉目标，若出现交叉目标，则用历史值预测目标方位，当相邻两目标检测的方位值之差低于所述波门宽度时，则用虚拟检测值代替检测的目标方位，直到两目标方位差大于所述波门宽度；

S60、进行卡尔曼滤波处理；

S70、输出目标方位。

进一步的，所述步骤S20中确定待跟踪目标方位信息包括以下步骤：

所述步骤S20中确定待跟踪目标方位信息包括以下步骤：

S201、接收波束域数据；

S202、搜索第一帧数据，将功率谱大于检测阈值的极大值点的方位信息θ₀进行标记，建立临时航迹；

S203、记录检测到的帧数n和检测到的落入临时航迹极大值点的数量m；

S204、判断检测到的帧数n是否小于接收的数据最大帧数k，若n＜k则进入S205，否则进入S208；

S205、继续检测波束域数据中大于检测阈值的极大值；