基于可信關(guān)聯(lián)對的多雷達(dá)海上目標(biāo)抗差關(guān)聯(lián)算法
【專利摘要】本發(fā)明屬于對海雷達(dá)信息融合【技術(shù)領(lǐng)域】，提供一種系統(tǒng)誤差存在條件下的適用于海面目標(biāo)的實(shí)時(shí)航跡抗差關(guān)聯(lián)技術(shù)——基于可信關(guān)聯(lián)對的多雷達(dá)海上目標(biāo)抗差關(guān)聯(lián)算法。針對海面艦船目標(biāo)航跡特點(diǎn)，認(rèn)定系統(tǒng)誤差存在的條件下海面上距離較小且附近一定范圍內(nèi)沒有其它航跡的一對來自不同傳感器的航跡源自同一目標(biāo)，將其定義為可信航跡關(guān)聯(lián)對。本算法基于單元平均恒虛警檢測方法提取海面可信航跡關(guān)聯(lián)對，并利用可信航跡關(guān)聯(lián)對求系統(tǒng)誤差造成的航跡偏差，對原始雷達(dá)數(shù)據(jù)做誤差補(bǔ)償后基于經(jīng)典航跡關(guān)聯(lián)算法實(shí)現(xiàn)同源航跡關(guān)聯(lián)。相比于傳統(tǒng)的多傳感器航跡抗差關(guān)聯(lián)算法，本發(fā)明的主要特點(diǎn)在于計(jì)算流程簡便，計(jì)算時(shí)間短，能夠滿足雷達(dá)跟蹤融合系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求。
【專利說明】基于可信關(guān)聯(lián)對的多雷達(dá)海上目標(biāo)抗差關(guān)聯(lián)算法
一、【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于對海雷達(dá)信息融合【技術(shù)領(lǐng)域】，提供一種系統(tǒng)誤差存在條件下的針對海面目標(biāo)的實(shí)時(shí)航跡抗差關(guān)聯(lián)算法。
二、【背景技術(shù)】
[0002]在多目標(biāo)多傳感器跟蹤融合系統(tǒng)中，為去除不同傳感器對相同目標(biāo)的重復(fù)跟蹤并有效提高航跡數(shù)據(jù)的跟蹤精度，需要對多傳感器上報(bào)的目標(biāo)量測數(shù)據(jù)進(jìn)行航跡關(guān)聯(lián)。由于目標(biāo)分布情況、目標(biāo)運(yùn)動規(guī)律及數(shù)據(jù)處理方法等因素的影響，融合中心往往較難做出各目標(biāo)航跡的準(zhǔn)確關(guān)聯(lián)，而傳感器系統(tǒng)誤差的存在又進(jìn)一步增加了航跡關(guān)聯(lián)處理的復(fù)雜性。
[0003]傳統(tǒng)的航跡關(guān)聯(lián)算法忽略了系統(tǒng)誤差的存在，假設(shè)目標(biāo)的狀態(tài)估計(jì)數(shù)據(jù)中只包含隨機(jī)誤差，把航跡關(guān)聯(lián)作為全局優(yōu)化問題進(jìn)行處理，在實(shí)際應(yīng)用中造成較大的誤關(guān)聯(lián)率和漏關(guān)聯(lián)率?，F(xiàn)有的多傳感器航跡抗差關(guān)聯(lián)技術(shù)如基于目標(biāo)拓?fù)湫畔⒒驁D像配準(zhǔn)技術(shù)的航跡抗差關(guān)聯(lián)算法具備充實(shí)的理論基礎(chǔ)，但計(jì)算流程復(fù)雜，計(jì)算時(shí)間較長，難以滿足目標(biāo)跟蹤融合系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求，適用于多雷達(dá)對海目標(biāo)的實(shí)時(shí)航跡抗差關(guān)聯(lián)技術(shù)急需解決。
三、
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]1.要解決的技術(shù)問題
[0005]通過對大量雷達(dá)上報(bào)的海面目標(biāo)航跡數(shù)據(jù)分析可得，海面艦船目標(biāo)航跡具有如下特點(diǎn):1)目標(biāo)航跡分布零散；2)系統(tǒng)誤差對目標(biāo)航跡造成一定的影響，但通常情況下仍小于船舶之間的實(shí)際距離?；谏鲜鎏攸c(diǎn)，可以認(rèn)為系統(tǒng)誤差存在的條件下海面上距離較小且附近一定范圍內(nèi)沒有其它目標(biāo)航跡的一對來自不同傳感器的航跡源自同一目標(biāo)，將其定義為可信航跡關(guān)聯(lián)對。
[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種基于可信航跡關(guān)聯(lián)對的多雷達(dá)海上目標(biāo)抗差關(guān)聯(lián)算法，主要技術(shù)創(chuàng)新是基于可信關(guān)聯(lián)對的航跡關(guān)聯(lián)思路和可信航跡關(guān)聯(lián)對的篩選方法。本發(fā)明分別定義了同源航跡距離閾值S1和非同源航跡距離閾值S2,并基于單元平均恒虛警檢測方法(CA-CFAR檢測器)求S1和S2，滿足彼此間距小于S1且與其它航跡最小間距大于S2的一對來自不同雷達(dá)的航跡即為可信航跡關(guān)聯(lián)對。利用CA-CFAR檢測器篩選出同源航跡距離閾值S1,將S1的若干倍作為非同源航跡距離閾值S2,并基于S1和S2篩選出可信航跡關(guān)聯(lián)對?；跀?shù)理統(tǒng)計(jì)原理，利用可信航跡關(guān)聯(lián)對求出系統(tǒng)誤差造成的航跡偏差，對雷達(dá)數(shù)據(jù)做誤差補(bǔ)償后基于經(jīng)典航跡關(guān)聯(lián)算法實(shí)現(xiàn)同源航跡關(guān)聯(lián)。
[0007]2.技術(shù)方案
[0008]本發(fā)明所述的基于可信關(guān)聯(lián)對的多雷達(dá)海上目標(biāo)抗差關(guān)聯(lián)算法，包括以下技術(shù)流程:雷達(dá)數(shù)據(jù)的時(shí)空對齊及距離矩陣的建立、基于CA-CFAR檢測器的可信航跡關(guān)聯(lián)對的篩選方法、基于可信航跡關(guān)聯(lián)對的系統(tǒng)誤差估計(jì)、誤差補(bǔ)償及抗差關(guān)聯(lián)。
[0009]3.有益效果
[0010](I)相比于一般的航跡關(guān)聯(lián)算法，本發(fā)明能夠很好的抑制系統(tǒng)誤差對航跡關(guān)聯(lián)造成的影響，提聞?wù)_關(guān)聯(lián)率，減小誤關(guān)聯(lián)率和漏關(guān)聯(lián)率；
[0011](2)相比于現(xiàn)有的多目標(biāo)多傳感器航跡抗差關(guān)聯(lián)算法，本發(fā)明計(jì)算流程簡便，計(jì)算量較小，可以大幅提高算法的運(yùn)算時(shí)間，確保算法的實(shí)時(shí)性。
四、【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是雷達(dá)上報(bào)的海面艦船目標(biāo)態(tài)勢圖；
[0013]圖2是雷達(dá)航跡間距分布示意圖；
[0014]圖3是雷達(dá)航跡間距按序作差示意圖；
[0015]圖4是單元平均恒虛警檢測器框圖。
五、【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。參照說明書附圖，本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】分以下幾個步驟:
[0017](I)多雷達(dá)數(shù)據(jù)的坐標(biāo)統(tǒng)一
[0018]雷達(dá)對海目標(biāo)的量測通常都在空間極坐標(biāo)系中完成，雷達(dá)數(shù)據(jù)融合處理的首要步驟是將不同雷達(dá)的量測數(shù)據(jù)統(tǒng)一轉(zhuǎn)換到一個局部穩(wěn)定的二維直角坐標(biāo)系中。假設(shè)某雷達(dá)獲取的極坐標(biāo)系下目標(biāo)位置信息為距離P和方位角Θ，利用(I)式的轉(zhuǎn)化關(guān)系可得雷達(dá)在統(tǒng)一直角坐標(biāo)系下的量測數(shù)據(jù)。
【權(quán)利要求】
1.本發(fā)明用于多雷達(dá)對海目標(biāo)的實(shí)時(shí)航跡抗差關(guān)聯(lián)，主要技術(shù)特征包括: (1)可信航跡關(guān)聯(lián)對的定義； (2)基于單元平均恒虛警檢測(CA-CFAR檢測器)的可信航跡關(guān)聯(lián)對的提取方法。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可信航跡關(guān)聯(lián)對的定義: 海面上某對來自不同雷達(dá)的目標(biāo)航跡，如果滿足條件:(I)它們是距離彼此最近的航跡，它們的間距小于某個閾值S1,⑵在它們周圍一定范圍內(nèi)沒有其他航跡出現(xiàn)，既距離它們次近的航跡與它們之間的距離大于某個閾值S2，滿足上述條件的航跡對定義為可信航跡關(guān)聯(lián)對；將S1和S2分別定義為同源航跡距離閾值和非同源航跡距離閾值；如果雷達(dá)A上報(bào)的目標(biāo)航跡P與雷達(dá)B上報(bào)的目標(biāo)航跡j'滿足式(I)，則稱它們是一對可信航跡關(guān)聯(lián)對；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CA-CFAR檢測器原理的可信航跡關(guān)聯(lián)對的提取方法，既同源航跡距離閾值S1和非同源航跡距離閾值S2的篩選方法，將距離矩陣R中的所有元素放入集合D中，并將D中元素按由小到大的順序排序，得d =[d1<d2<---<dnAXns)，將D中相鄰元素按序作差放入集合AD中，ΔD = {Δdm| Δdm = dm+「dm,m = I,…，nAXnB_l}。以AD為輸入信號做CA-CFAR檢測，將滿足式
【文檔編號】G01S7/41GK103792522SQ201410026940
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月15日
【發(fā)明者】崔亞奇, 齊林, 熊偉, 王海鵬, 董凱 申請人:中國人民解放軍海軍航空工程學(xué)院