一種基于多維細微特征分析的目標點跡提取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于雷達目標處理領(lǐng)域，尤其是指用于雜波背景下的三坐標雷達點跡準確檢測提取的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在目標檢測跟蹤的過程中，由于存在點跡分裂和點跡錯誤融合的問題，導致目標在跟蹤濾波時容易發(fā)生濾波軌跡偏離，跟蹤失敗，所以盡量避免點跡檢測提取錯誤是很有必要的。通過多周期目標多種細微特征的統(tǒng)計處理，將常規(guī)檢測方法提取的點跡信息與目標提取出的細微特征進行相關(guān)比對，對相關(guān)效果差的目標所在的搜索區(qū)域重新進行精細檢測處理，提取正確的目標點跡。
[0003]當小目標靠近大目標時或者小目標經(jīng)過地物雜波時，如果兩者相距太近，兩者會融合成一個目標，這種情況下小目標會被大目標帶偏，從而導致小目標跟蹤失??；當目標點跡因為某種情況發(fā)生分裂時，會使得目標航跡質(zhì)量降低甚至發(fā)生航跡分裂。
[0004]因此，解決目標因點跡檢測提取錯誤引起濾波失敗的問題對于提升雷達的檢測跟蹤性能具有十分重要的意義，本發(fā)明是針對該問題設(shè)計的一種算法。經(jīng)查，本發(fā)明未發(fā)現(xiàn)相關(guān)公開文獻。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對因為目標點跡檢測提取錯誤引起的跟蹤濾波失敗的缺陷和不足，提供了一種基于多維細微特征分析的目標點跡提取方法，可以提高點跡檢測提取的正確率，從而實現(xiàn)目標的穩(wěn)定跟蹤濾波。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種基于多維細微特征分析的目標點跡提取方法，包括如下步驟:
[0007]I)按照傳統(tǒng)的檢測方法進行距離凝聚、網(wǎng)格劃分以及網(wǎng)格連通對點跡進行檢測；
[0008]2)對檢測點跡進行穩(wěn)定建航；
[0009]3)根據(jù)已建航目標的多周期歷史特性計算目標的多種細微特征，包括起伏特性、運動態(tài)勢、目標大小、目標雜波環(huán)境描述以及目標的搜索區(qū)域等；
[0010]4)將已提取的目標細微特征與目標的搜索區(qū)域內(nèi)的檢測點跡進行分析比較，確定是否進行目標的精細檢測；
[0011 ] 5)對需要進行精細檢測的目標，在搜索區(qū)域內(nèi)挑選符合目標幅度調(diào)制特性的視頻數(shù)據(jù)進行目標參數(shù)估計。
[0012]采用上述方案后，本發(fā)明將目標的多種細微特征與點跡檢測提取技術(shù)相結(jié)合，利用目標的多種細微特征與點跡進行匹配判斷是否需要進行精細檢測，通過二次檢測處理，提取正確的目標點跡，提尚雷達的跟蹤濾波性能。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明目標多種細微特征分析檢測方法的發(fā)明思想示意圖；
[0014]圖2是本發(fā)明目標多種細微特征分析檢測方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0015]以下將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明。
[0016]如圖1所示，是本發(fā)明一種基于多維細微特征分析的目標點跡提取方法的發(fā)明思想示意圖，本發(fā)明將目標的多種細微特征與點跡檢測提取技術(shù)相結(jié)合，首先利用通過距離凝聚、網(wǎng)格劃分與網(wǎng)格連通等步驟處理得到檢測預輸出點跡，通過對目標的多種細微特征的分析，得到最終輸出的點跡，具體實施步驟如下述，并可配合圖2所示。
[0017](I)對點跡進行檢測，首先進行距離凝聚，對主觸發(fā)上的距離單元進行幅度判斷，按照N/Μ準則進行距離上的凝聚，然后將距離凝聚后點跡結(jié)果放入劃分好的距離網(wǎng)格，對網(wǎng)格內(nèi)的點跡進行幅度距離加權(quán)、方位幅度加權(quán)等，最后對方位網(wǎng)格進行連通處理，得到點跡的方位、距離、仰角等信息；
[0018](2)通過手動錄取或者自動起始形成目標的初始航跡，跟蹤7個周期后形成穩(wěn)定航跡；
[0019](3)根據(jù)已建航目標的多周期歷史特性計算目標的多種細微特征，包括起伏特性、運動態(tài)勢、目標大小、目標雜波環(huán)境描述以及目標的搜索區(qū)域等，各種細微特征提取方法如下:根據(jù)檢測出的目標點跡方位展寬和距離展寬，采用多周期平均法提取目標大小；根據(jù)檢測出的目標點跡幅度信息，對目標的幅度信息進行多周期統(tǒng)計處理提取目標起伏特性；根據(jù)跟蹤濾波得到的目標航跡信息，提取目標運動態(tài)勢；根據(jù)目標當前所處的環(huán)境，提取目標雜波環(huán)境描述；根據(jù)跟蹤濾波得到的目標航跡信息和雷達的觀測誤差，提取目標的搜索區(qū)域；
[0020](4)將已提取的目標細微特征與目標的搜索區(qū)域內(nèi)的檢測點跡進行分析比較，確定是否進行目標的精細檢測。首先根據(jù)提取的目標搜索區(qū)域這一細微特征，對搜索區(qū)域內(nèi)的點跡進行遍歷，判斷區(qū)域內(nèi)的點跡數(shù)目，如果點跡數(shù)過多，直接進行目標的精細檢測，然后對區(qū)域內(nèi)的點跡的距離展寬和方位展寬與目標的目標大小這一細微特征進行比較，如果不匹配直接進行目標的精細檢測，如果匹配成功，則比較區(qū)域內(nèi)的點跡的幅度信息與目標的起伏特性這一細微特征，匹配成功，說明點跡檢測正確可以進行目標的濾波更新，否則進行目標的精細檢測；根據(jù)目標的運動態(tài)勢，確定目標的搜索區(qū)域，然后進行下一周期的判斷。對需要進行精細檢測的目標，在搜索區(qū)域內(nèi)挑選符合目標幅度調(diào)制特性的視頻數(shù)據(jù)進行目標參數(shù)估計。根據(jù)目標的搜索區(qū)域這一細微特征，對搜索區(qū)域內(nèi)的點跡進行遍歷；[0021 ] (5)判斷目標是否分裂，如果目標分裂，對分裂的目標的進行融合；判斷目標是否錯誤融合，如果目標錯誤融合，利用點跡的幅度調(diào)制信息和目標的起伏特性這一細微特征，對融合的目標進行分離。
【主權(quán)項】
1.一種基于多維細微特征分析的目標點跡提取方法，其特征在于包括如下步驟: (1)按照距離凝聚、網(wǎng)格劃分以及網(wǎng)格連通對點跡進行檢測； (2)對檢測點跡進行穩(wěn)定建航； (3)根據(jù)已建航目標的多周期歷史特性提取目標的多種細微特征，包括起伏特性、運動態(tài)勢、目標大小、目標雜波環(huán)境描述以及目標的搜索區(qū)域細微特征； (4)將提取的目標細微特征與目標的搜索區(qū)域內(nèi)的檢測點跡進行比較分析，確定是否進行目標的精細檢測； (5)對需要進行精細檢測的目標，在搜索區(qū)域內(nèi)挑選符合目標幅度調(diào)制特性的視頻數(shù)據(jù)進行目標參數(shù)估計。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多維細微特征分析的目標點跡提取方法，其特征在于，所述步驟(3)包括如下步驟: ①根據(jù)檢測出的目標點跡方位展寬和距離展寬，采用多周期平均法提取目標大小； ②根據(jù)檢測出的目標點跡幅度信息，對目標的幅度信息進行多周期統(tǒng)計處理提取目標起伏特性這一細微特征； ③根據(jù)跟蹤濾波得到的目標航跡信息，提取目標運動態(tài)勢這一細微特征； ④根據(jù)目標當前所處的環(huán)境，提取目標雜波環(huán)境描述這一細微特征； ⑤根據(jù)跟蹤濾波得到的目標航跡信息和雷達的觀測誤差，提取目標的搜索區(qū)域這一細微特征。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于多維細微特征分析的目標點跡提取方法，其特征在于，所述步驟(4)包括如下步驟: ①步驟(3)提取的目標搜索區(qū)域這一細微特征，對搜索區(qū)域內(nèi)的點跡進行遍歷； ②判斷目標搜索區(qū)域內(nèi)點跡數(shù)目，若大于雜波環(huán)境描述閾值，則進行精細檢測，若小于雜波環(huán)境描述閾值則進行下一步； ③將區(qū)域內(nèi)的點跡的形狀參數(shù)即距離展寬和方位展寬與目標的形狀參數(shù)這一細微特征進行比較，若大于目標形狀容差則進行精細檢測，否則進行下一步； ④將區(qū)域內(nèi)的點跡的幅度信息與目標的起伏特性這一細微特征進行比較，若大于目標幅度容差則進行精細檢測，否則輸出點跡。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于多維細微特征分析的目標點跡提取方法，其特征在于，所述步驟(5)包括如下步驟: ①根據(jù)目標的搜索區(qū)域這一細微特征，對搜索區(qū)域內(nèi)的點跡進行遍歷； ②判斷目標是否分裂，如果目標分裂，對分裂的目標的進行融合； ③判斷目標是否錯誤融合，如果目標錯誤融合，利用點跡的幅度調(diào)制信息和目標的起伏特性這一細微特征，對融合的目標進行分離。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于多維細微特征分析的目標點跡提取方法。該方法主要適用于三坐標雷達對空通道目標的檢測處理。實現(xiàn)過程：按距離凝聚、網(wǎng)格劃分以及網(wǎng)格連通等步驟進行點跡檢測并穩(wěn)定建航；根據(jù)已建航目標的多周期歷史特性計算目標的多種細微特征，包括起伏特性、運動態(tài)勢、目標大小、目標雜波環(huán)境描述及目標的搜索區(qū)域等；將已提取的目標細微特征與目標搜索區(qū)域內(nèi)的檢測點跡進行分析比較，確定是否需進行目標精細檢測，在搜索區(qū)域內(nèi)對符合目標幅度調(diào)制特性的視頻數(shù)據(jù)進行目標參數(shù)估計。本算法用于解決在點跡凝聚過程中同一目標點跡分裂、不同目標點跡錯誤融合的問題，如小目標靠近大目標被大目標融合、目標進入雜波區(qū)域時與雜波融合的情況。
【IPC分類】G01S13/66, G01S7/41
【公開號】CN105116394
【申請?zhí)枴緾N201510367191
【發(fā)明人】鄭慶琳, 孫雪濤, 張成寶, 周健
【申請人】中國船舶重工集團公司第七二四研究所
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年6月29日