于對(duì)于每一點(diǎn)跡，判斷其與鄰近網(wǎng)格內(nèi)已經(jīng)建立航跡的目標(biāo)是否相 關(guān)；
[0070] 極坐標(biāo)濾波模塊，用于使用滿足目標(biāo)相關(guān)要求的點(diǎn)跡對(duì)目標(biāo)的極坐標(biāo)卡爾曼濾波 器狀態(tài)進(jìn)行更新，輸出目標(biāo)的最新狀態(tài)信息給下一級(jí)濾波器；
[0071] 直角坐標(biāo)濾波模塊，用于使用上一級(jí)濾波器輸出的結(jié)果對(duì)目標(biāo)的直角坐標(biāo)卡爾曼 濾波器狀態(tài)進(jìn)行更新，如果目標(biāo)沒有更新信息，則進(jìn)行預(yù)推，輸出目標(biāo)最新的航跡信息；
[0072] 目標(biāo)航跡管理模塊，用于對(duì)所有目標(biāo)航跡的生命周期進(jìn)行管理，并向終端輸出所 有航跡的最新狀態(tài)信息。
[0073] 本發(fā)明中，基于最近鄰域關(guān)聯(lián)算法的多目標(biāo)相關(guān)計(jì)算只發(fā)生在第一級(jí)濾波器，第 一級(jí)濾波器輸入點(diǎn)跡，輸出目標(biāo)航跡至第二級(jí)濾波器，第二級(jí)進(jìn)一步平滑、預(yù)推目標(biāo)航跡。 兩級(jí)濾波器數(shù)據(jù)傳輸只發(fā)生在航跡級(jí)別，數(shù)據(jù)量小，可將兩級(jí)濾波過程部署在不同的處理 器上進(jìn)行分步式計(jì)算，用W提高整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)算速度。分步式多級(jí)濾波模型相對(duì)于單一濾 波模型，沒有增加系統(tǒng)的計(jì)算負(fù)擔(dān)，在一定程度減少了計(jì)算量，達(dá)到實(shí)時(shí)在線計(jì)算要求。
[0074] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的一種全向雷達(dá)數(shù)據(jù)處理方法，由于采用全向雷 達(dá)探測(cè)空域網(wǎng)格劃分法，用于多目標(biāo)相關(guān)過程，可有效降低計(jì)算量，提高系統(tǒng)的運(yùn)行速度， 使在一般的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)處理全向雷達(dá)數(shù)據(jù)成為可能。此外，由于采用分 步式多級(jí)濾波模型可W提高全向雷達(dá)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的整體跟蹤性能。第一級(jí)極坐標(biāo)濾波器 可有效跟蹤機(jī)動(dòng)目標(biāo)，消除R方向和0方向的測(cè)量隨機(jī)誤差，同時(shí)不需要誤差轉(zhuǎn)換，點(diǎn)跡與 航跡相關(guān)聯(lián)時(shí)計(jì)算量小。第二級(jí)直角坐標(biāo)濾波器對(duì)第一級(jí)濾波器的輸出航跡進(jìn)行進(jìn)一步濾 波、預(yù)推，有效消除整體雷達(dá)系統(tǒng)的隨機(jī)誤差，較快收斂、平滑航跡，提高整個(gè)全向雷達(dá)系統(tǒng) 的測(cè)量精度。將兩級(jí)濾波過程部署在不同的處理器上進(jìn)行分步式計(jì)算，可有效提高系統(tǒng)的 運(yùn)算速度。分步式多級(jí)濾波模型相對(duì)于單一濾波模型，可綜合利用不同濾波器的優(yōu)點(diǎn)，降低 計(jì)算量，全面提高全向數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的整體性能，提高全向雷達(dá)系統(tǒng)的測(cè)量精度。
[00巧]上述說明示出并描述了本發(fā)明的若干優(yōu)選實(shí)施例，但如前所述，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明 并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對(duì)其他實(shí)施例的排除，而可用于各種其他組合、 修改和環(huán)境，并能夠在本文所述發(fā)明構(gòu)想范圍內(nèi)，通過上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識(shí) 進(jìn)行改動(dòng)。而本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動(dòng)和變化不脫離本發(fā)明的精神和范圍，則都應(yīng)在本發(fā) 明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種全向雷達(dá)數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述方法包括步驟： 對(duì)獲取的點(diǎn)跡數(shù)據(jù)進(jìn)行解析處理，得到點(diǎn)跡的距離、方位角，并估計(jì)出點(diǎn)跡所在的網(wǎng) 格； 對(duì)于每一點(diǎn)跡，判斷其與鄰近網(wǎng)格內(nèi)已經(jīng)建立航跡的目標(biāo)是否相關(guān)； 使用滿足目標(biāo)相關(guān)要求的點(diǎn)跡對(duì)目標(biāo)的極坐標(biāo)卡爾曼濾波器狀態(tài)進(jìn)行更新，輸出目標(biāo) 的最新狀態(tài)信息給下一級(jí)濾波器； 使用上一級(jí)濾波器輸出的結(jié)果對(duì)目標(biāo)的直角坐標(biāo)卡爾曼濾波器狀態(tài)進(jìn)行更新，如果目 標(biāo)沒有更新信息，則進(jìn)行預(yù)推，輸出目標(biāo)最新的航跡信息； 對(duì)所有目標(biāo)航跡的生命周期進(jìn)行管理，并向終端輸出所有航跡的最新狀態(tài)信息。2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括步驟： 將雷達(dá)探測(cè)空域劃分成等量的正方形或正方體網(wǎng)格區(qū)域，所述網(wǎng)格的邊長(zhǎng)由雷達(dá)可探 測(cè)目標(biāo)的最大飛行速度與雷達(dá)探測(cè)周期決定。3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述相關(guān)的判斷進(jìn)一步包括步驟： 粗略判斷點(diǎn)跡包含的信息是否滿足目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，排除明顯不符合目標(biāo)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的 點(diǎn)跡； 采用最近鄰域關(guān)聯(lián)算法進(jìn)行點(diǎn)跡與目標(biāo)航跡的關(guān)聯(lián)。4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述目標(biāo)的極坐標(biāo)卡爾曼濾波器狀態(tài)中，所 述目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)方程為父&+1) = 〇(1^1|1〇乂〇〇 +「〇〇1〇〇，雷達(dá)系統(tǒng)測(cè)量方程為2(1〇 = H(k)X(k)+N(k)； 其中，為k時(shí)刻目標(biāo)狀態(tài)向量，包括徑向距離分量R(k)、徑向速度分量 、方向角分量Θ 00和角速度分量為狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，Γ (k)為干擾矩 陣，W(k)為目標(biāo)運(yùn)動(dòng)噪聲向量，為雷達(dá)測(cè)量向量，包括徑向距離分量ZR(k) 和方向角測(cè)量分量Ze (k)，H(k)為測(cè)量矩陣，N(k)為測(cè)量噪聲向量。5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對(duì)目標(biāo)的極坐標(biāo)卡爾曼濾波器狀態(tài)進(jìn) 行更新包括步驟： 一方面，在k時(shí)刻估計(jì)目標(biāo)狀態(tài)，對(duì)下一時(shí)刻的目標(biāo)狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)并進(jìn)行測(cè)量預(yù)測(cè)，根 據(jù)測(cè)量方程和測(cè)量預(yù)測(cè)值計(jì)算新息，對(duì)不同點(diǎn)跡統(tǒng)計(jì)間隔，得到統(tǒng)計(jì)距離最小點(diǎn)跡新息； 另一方面，在k時(shí)刻估計(jì)協(xié)方差，對(duì)下一時(shí)刻的協(xié)方差進(jìn)行預(yù)測(cè)，進(jìn)行新息協(xié)方差計(jì) 算，隨后計(jì)算增益矩陣； 根據(jù)上述兩方面的處理結(jié)果更新目標(biāo)狀態(tài)，同時(shí)根據(jù)增益矩陣更新協(xié)方差。6. -種全向雷達(dá)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括： 解析模塊，用于對(duì)獲取的點(diǎn)跡數(shù)據(jù)進(jìn)行解析處理，得到點(diǎn)跡的距離、方位角，并估計(jì)出 點(diǎn)跡所在的網(wǎng)格； 相關(guān)模塊，用于對(duì)于每一點(diǎn)跡，判斷其與鄰近網(wǎng)格內(nèi)已經(jīng)建立航跡的目標(biāo)是否相關(guān)； 極坐標(biāo)濾波模塊，用于使用滿足目標(biāo)相關(guān)要求的點(diǎn)跡對(duì)目標(biāo)的極坐標(biāo)卡爾曼濾波器狀 態(tài)進(jìn)行更新，輸出目標(biāo)的最新狀態(tài)信息給下一級(jí)濾波器； 直角坐標(biāo)濾波模塊，用于使用上一級(jí)濾波器輸出的結(jié)果對(duì)目標(biāo)的直角坐標(biāo)卡爾曼濾波 器狀態(tài)進(jìn)行更新，如果目標(biāo)沒有更新信息，則進(jìn)行預(yù)推，輸出目標(biāo)最新的航跡信息； 目標(biāo)航跡管理模塊，用于對(duì)所有目標(biāo)航跡的生命周期進(jìn)行管理，并向終端輸出所有航 跡的最新狀態(tài)信息。7. 如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括： 空域劃分模塊，用于將雷達(dá)探測(cè)空域劃分成等量的正方形或正方體網(wǎng)格區(qū)域，所述網(wǎng) 格的邊長(zhǎng)由雷達(dá)可探測(cè)目標(biāo)的最大飛行速度與雷達(dá)探測(cè)周期決定。8. 如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述相關(guān)模塊中進(jìn)一步包括： 排除模塊，用于粗略判斷點(diǎn)跡包含的信息是否滿足目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，排除明顯不符合 目標(biāo)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的點(diǎn)跡； 關(guān)聯(lián)模塊，用于采用最近鄰域關(guān)聯(lián)算法進(jìn)行點(diǎn)跡與目標(biāo)航跡的關(guān)聯(lián)。9. 如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述極坐標(biāo)濾波模塊中，所述目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)方 程為|，雷達(dá)系統(tǒng)測(cè)量方程為Z(k) = H(k)X(k)+N(k); 其中，％ k時(shí)刻目標(biāo)狀態(tài)向量，包括徑向距離分量R(k)、徑向速度分量 R (k)、方向角分量Θ (k)和角速度分量為狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，Γ (k)為干擾矩 陣，W(k)為目標(biāo)運(yùn)動(dòng)噪聲向量，為雷達(dá)測(cè)量向量，包括徑向距離分量ZR(k) 和方向角測(cè)量分量Ze (k)，H(k)為測(cè)量矩陣，N(k)為測(cè)量噪聲向量。10. 如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述極坐標(biāo)濾波模塊中進(jìn)一步包括： 統(tǒng)計(jì)間隔模塊，用于在k時(shí)刻估計(jì)目標(biāo)狀態(tài)，對(duì)下一時(shí)刻的目標(biāo)狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)并進(jìn)行 測(cè)量預(yù)測(cè)，根據(jù)測(cè)量方程和測(cè)量預(yù)測(cè)值計(jì)算新息，對(duì)不同點(diǎn)跡統(tǒng)計(jì)間隔，得到統(tǒng)計(jì)距離最小 點(diǎn)跡新息； 增益模塊，用于在k時(shí)刻估計(jì)協(xié)方差，對(duì)下一時(shí)刻的協(xié)方差進(jìn)行預(yù)測(cè)，進(jìn)行新息協(xié)方差 計(jì)算，隨后計(jì)算增益矩陣； 更新模塊，用于根據(jù)上述兩模塊的處理結(jié)果更新目標(biāo)狀態(tài)，同時(shí)根據(jù)增益矩陣更新協(xié) 方差。
【專利摘要】本發(fā)明涉及雷達(dá)數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種全向雷達(dá)數(shù)據(jù)處理方法及系統(tǒng)。該方法包括步驟：確定目標(biāo)所在網(wǎng)格；與鄰近網(wǎng)格內(nèi)的目標(biāo)相關(guān)；進(jìn)行極坐標(biāo)卡爾曼濾波；利用前一級(jí)濾波結(jié)果進(jìn)行直角坐標(biāo)卡爾曼濾波；進(jìn)行目標(biāo)航跡管理。本發(fā)明通過對(duì)雷達(dá)探測(cè)空域進(jìn)行網(wǎng)格劃分，進(jìn)行鄰域關(guān)聯(lián)可有效降低計(jì)算量，提高系統(tǒng)的運(yùn)行速度；使用分步式多級(jí)卡爾曼濾波模型，可以有效利用雙方的優(yōu)點(diǎn)，提高整個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)的測(cè)量精度。
【IPC分類】G01S7/41
【公開號(hào)】CN105182311
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510552858
【發(fā)明人】何旭峰, 趙懷坤, 張容權(quán), 龔海烈, 王盛鰲
【申請(qǐng)人】四川九洲電器集團(tuán)有限責(zé)任公司
【公開日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2015年9月2日