[发明专利]一种基于雷达传感器的多目标跟踪装置及方法

权利要求书

1.一种基于雷达传感器的多目标跟踪装置，其特征在于，包括：

雷达模块，用于锁定预设区域的多个目标，并基于雷达传感器向预设区域内发射雷达信号，同时，接收所述预设区域内多个目标反射的回波信号；

处理模块，用于根据所述雷达信号以及回波信号，确定每个所述目标的移动距离和移动速度，并根据所述移动距离和移动速度，确定对应目标的移动轨迹，并传输到显示模块显示；

其中，所述处理模块，包括：

信号获取单元，用于基于环形器接收所述回波信号，并通过所述环形器的出口进入耦合器，所述耦合器将所述回波信号分为第一回波信号和第二回波信号；

信号放大单元，用于接收所述第一回波信号和第二回波信号，并对回波信号进行放大整形处理，得到第一放大信号和第二放大信号；

信号转换单元，用于对所述第一放大信号和第二放大信号进行滤波以及AD模数转换，得到第一数字信号和第二数字信号；

信号截取单元，用于从所述第一数字信号和第二数字信号中截取有效的回波信号段，获得第一有效信号和第二有效信号；

所述处理模块根据所述移动距离和移动速度，确定对应目标的移动轨迹，包括：

测量子模块，用于获得所述预设区域中多个点的距离和速度，并将其转化为空间坐标信息和速度信息；

获取子模块，用于采用聚类算法对多个点进行聚类，并基于聚类结果获取所述目标的数目和初始状态信息；

计算子模块，用于对多个目标进行排序，基于所述目标的初始状态信息，按照顺序计算目标后续时刻的状态值，并由所述雷达传感器获得后续时刻的观测值，并计算所述状态值与所述观测值的后验关联概率；

绘制子模块，基于所述目标多个时刻的状态值，并绘制每个目标的轨迹；

所述计算子模块基于所述目标的初始状态信息，按照顺序计算目标后续时刻的状态值，并由所述雷达传感器获得后续时刻的观测值，并计算所述状态值与所述观测值的后验关联概率，包括：

基于所述目标的数目和初始状态信息，并根据如下公式计算所述目标t时刻的状态值：

其中，表示所述目标在t时刻的状态值，表示所述目标的状态传输函数，表示所述目标的初始状态值，表示所述目标的初始距离，表示所述目标的初始速度；表示所述目标在t-1时刻的状态值；

根据如下公式计算雷达传感器在t时刻的观测值：

其中，表示所述雷达传感器在t时刻的观测值，表示所述雷达传感器的脉冲累计数，表示所述雷达传感器的多普勒通道标号，取值为v=1，2，…，S，表示所述雷达传感器在t时刻的观测数据，表示所述雷达传感器在t时刻的观测噪声，表示所述雷达传感器滤波过程中的过程噪声，表示所述多普勒通道标号的最大取值，T表示所述雷达传感器的雷达脉冲重复周期；

基于所述状态值和观测值，计算所述状态值与所述观测值的后验关联概率：

其中，表示所述目标的状态值与观测值在t时刻的后验关联概率，表示所述雷达传感器的扫描预设区域的扫描系数，取值为，表示所述雷达传感器检测来自杂波的先验概率，表示归一化因子，取值范围为；

将所述多个目标按照顺序依次进行计算，并最终得到每个目标的状态值、观测值及后验关联概率；

判断所述每个目标后验关联概率是否大于预设概率值，

若是，基于所述状态值用来反应目标t时刻的状态，并继续对下一时刻的状态值进行检测；

否则，重新检测所述每个目标的初始状态信息，并获取t时刻的新的状态值，并基于所述新的状态值来计算新的后验关联概率，直到所述新的后验关联概率大于所述预设概率值。