一種靈巧彈藥目標(biāo)跟蹤的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種靈巧彈藥目標(biāo)跟蹤的方法，該靈巧彈藥目標(biāo)跟蹤的方法包括：形心跟蹤采用自動門限分割方法-類間方差自動門限法；MRD算法根據(jù)魯棒統(tǒng)計來改進(jìn)圖像相關(guān)性度量方法，利用魯棒估計函數(shù)對象素灰度差進(jìn)行加權(quán)后求和；目標(biāo)呈點狀分布，點狀干擾是最主要干擾源，采用目標(biāo)特征關(guān)聯(lián)的方法跟蹤目標(biāo)消除干擾對跟蹤的影響；當(dāng)目標(biāo)進(jìn)行快速機(jī)動時或者存在目標(biāo)遮擋時，采用自適應(yīng)濾波器和卡爾曼濾波相結(jié)合的方法實現(xiàn)目標(biāo)參數(shù)的濾波預(yù)測。本發(fā)明通過形心跟蹤算法、MRD算法、點目標(biāo)跟蹤、自適應(yīng)濾波與記憶跟蹤實現(xiàn)了靈巧彈藥目標(biāo)的精確跟蹤，為靈巧彈藥的精確打擊提供了便捷的工具。
【專利說明】一種靈巧彈藥目標(biāo)跟蹤的方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于靈巧彈藥【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種靈巧彈藥目標(biāo)跟蹤的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代戰(zhàn)爭對武器系統(tǒng)的精確性提出了更高的要求，這就要求武器系統(tǒng)具有“首發(fā)命中、精確打擊”的能力。從彈藥系統(tǒng)的發(fā)展來看，已從最初的無控彈藥發(fā)展到目前的導(dǎo)彈等。而導(dǎo)彈屬于精確打擊彈藥，因其成本太高，不能大量裝備部隊，故如何提高傳統(tǒng)彈藥的精確打擊能力稱為各國研制制導(dǎo)彈藥的發(fā)展方向。隨著微電子技術(shù)、信息技術(shù)的發(fā)展，對改進(jìn)現(xiàn)有常規(guī)彈藥的射擊精度，設(shè)計靈巧彈藥提供了技術(shù)基礎(chǔ)。目前國內(nèi)外均致力于發(fā)展靈巧彈藥，靈巧彈藥是介于導(dǎo)彈與無控彈藥的一種新型彈藥，典型代表就是制導(dǎo)炮彈和彈道修正彈。
[0003]為了適應(yīng)彈藥的發(fā)展方向，為研制靈巧彈藥提供一個全新的研究與試驗平臺，更好的了解和掌握靈巧彈藥武器系統(tǒng)中的目標(biāo)探測與控制系統(tǒng)的原理，設(shè)計了靈巧彈藥裝置目標(biāo)探測與控制仿真系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于對靈巧彈藥中的可見光目標(biāo)制導(dǎo)武器系統(tǒng)進(jìn)行半物理仿真實驗，通過相應(yīng)的探測與控制回路演示靈巧彈藥裝置目標(biāo)探測與控制系統(tǒng)的原理與基本特性，可為本科生及研究生開展相關(guān)課程的教學(xué)及實驗研究，也可作為相關(guān)科研課題的研究平臺，實現(xiàn)對探測與制導(dǎo)中的探測與控制算法研究和試驗，從智能化彈藥的角度為改進(jìn)現(xiàn)有彈藥和設(shè)計全新彈藥提供新的技術(shù)途徑。
[0004]所謂靈巧彈藥就是在外彈道段上能自身搜索、識別目標(biāo)，或者自身搜索、識別目標(biāo)后還能跟蹤目標(biāo)，直至命中和毀傷目標(biāo)的彈藥。由此可見，靈巧彈藥就是將導(dǎo)彈的制導(dǎo)與控制系統(tǒng)應(yīng)用到常規(guī)彈藥中去，使得常規(guī)彈藥具備導(dǎo)精確打擊目標(biāo)的能力。由于導(dǎo)彈與常規(guī)彈藥的發(fā)射平臺及使用環(huán)境迥異，不能完全照搬導(dǎo)彈制導(dǎo)與控制系統(tǒng)設(shè)計，必須根據(jù)實際彈種來量身定做。但從基本原理而言，導(dǎo)彈與靈巧彈藥在目標(biāo)探測與識別、彈丸姿態(tài)控制等方面又具有相同的特點，故可將靈巧彈藥中的目標(biāo)探測與控制系統(tǒng)通過實驗室設(shè)備進(jìn)行模擬，揭示目標(biāo)探測與控制過程的基本原理和工作過程，為教學(xué)和科研提供一個半物理仿真
T D O
[0005]要在實驗室進(jìn)行靈巧彈藥的模擬，必須具備的條件就是該系統(tǒng)要有目標(biāo)運動模擬及影像生成能力、目標(biāo)探測與識別功能、彈道解算及控制功能、彈丸姿態(tài)測量功能等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明實 施例的目的在于提供一種靈巧彈藥目標(biāo)跟蹤的方法，旨在解決現(xiàn)有的靈巧彈藥目標(biāo)跟蹤方法存在的精度低，方法復(fù)雜的問題。
[0007]本發(fā)明實施例是這樣實現(xiàn)的，一種靈巧彈藥目標(biāo)跟蹤的方法，該靈巧彈藥目標(biāo)跟蹤的方法包括以下步驟:
步驟一，形心跟蹤采用自動門限分割方法-類間方差自動門限法；
步驟二，MRD算法根據(jù)魯棒統(tǒng)計來改進(jìn)圖像相關(guān)性度量方法，利用魯棒估計函數(shù)對象素灰度差進(jìn)行加權(quán)后求和；
步驟三，目標(biāo)呈點狀分布，點狀干擾是最主要干擾源，采用目標(biāo)特征關(guān)聯(lián)的方法跟蹤目標(biāo)消除干擾對跟蹤的影響；
步驟四，當(dāng)目標(biāo)進(jìn)行快速機(jī)動時或者存在目標(biāo)遮擋時，采用自適應(yīng)濾波器和卡爾曼濾波相結(jié)合的方法實現(xiàn)目標(biāo)參數(shù)的濾波預(yù)測。
[0008]進(jìn)一步，在步驟一中，采用自動門限分割方法-類間方差自動門限法具體包括以下步驟:
圖像灰度范圍是{1，2，一，L}，N為圖像像素總數(shù)，Iii是灰度為i的像素個數(shù)，選擇門限k將劃分為Ctl和C1兩類，其中Ctl為{1，2，…，k}，C1為{k+1，k+2,…，L}，由模式識別理論，求得兩類的類間方差為:
式中
【權(quán)利要求】
1.一種[U1]，其特征在于，該靈巧彈藥目標(biāo)跟蹤的方法包括以下步驟: 步驟一，形心跟蹤采用自動門限分割方法-類間方差自動門限法； 步驟二，MRD算法根據(jù)魯棒統(tǒng)計來改進(jìn)圖像相關(guān)性度量方法，利用魯棒估計函數(shù)對象素灰度差進(jìn)行加權(quán)后求和； 步驟三，目標(biāo)呈點狀分布，點狀干擾是最主要干擾源，采用目標(biāo)特征關(guān)聯(lián)的方法跟蹤目標(biāo)消除干擾對跟蹤的影響； 步驟四，當(dāng)目標(biāo)進(jìn)行快速機(jī)動時或者存在目標(biāo)遮擋時，采用自適應(yīng)濾波器和卡爾曼濾波相結(jié)合的方法實現(xiàn)目標(biāo)參數(shù)的濾波預(yù)測。
2.如權(quán)利要求1所述的靈巧彈藥目標(biāo)跟蹤的方法，其特征在于，在步驟一中，采用自動門限分割方法-類間方差自動門限法具體包括以下步驟: 圖像灰度范圍是{1，2，一，L}，N為圖像像素總數(shù)，Iii是灰度為i的像素個數(shù)，選擇門限k將劃分為Ctl和C1兩類，其中Ctl為{1，2，…，k}，C1為{k+1，k+2,…，L}，由模式識別理論，求得兩類的類間方差為:
3.如權(quán)利要求1所述的靈巧彈藥目標(biāo)跟蹤的方法，其特征在于，在步驟一中，在步驟一中，形心跟蹤模式的工作流程包括以下步驟: 步驟一，等待，開始跟蹤； 步驟二，用自動門限法進(jìn)行圖像分割，多目標(biāo)標(biāo)記； 步驟三，統(tǒng)計目標(biāo)的形心、尺寸、灰度等特征，判斷A目標(biāo)是否存在，存在，則執(zhí)行下一步，不存在，則記憶跟蹤，返回步驟二 ； 步驟四，解耦并用自適應(yīng)濾波計算預(yù)測值，判斷是否轉(zhuǎn)入相關(guān)跟蹤模式；是，則即為A目標(biāo)，否，則返回步驟二。
4.如權(quán)利要求1所述的靈巧彈藥目標(biāo)跟蹤的方法，其特征在于，在步驟一中，在步驟二中，MRD算法的算式為:
5.如權(quán)利要求1所述的靈巧彈藥目標(biāo)跟蹤的方法，其特征在于，在步驟一中，在步驟三中，算法原理如下: 目標(biāo)特征關(guān)聯(lián)的首要任務(wù)是建立目標(biāo)特征跟蹤鏈，跟蹤鏈由連續(xù)若干幀目標(biāo)的特征參數(shù)構(gòu)成，參數(shù)主要有目標(biāo)的灰度、位置和運動參數(shù)，表示為一個特征矢量:
6.如權(quán)利要求1所述的靈巧彈藥目標(biāo)跟蹤的方法，其特征在于，在步驟一中，在步驟四中，自適應(yīng)濾波器是利用輸出信號與參考信號間的誤差來對濾波器的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，使收斂于最佳值，設(shè)+ 是第η時刻利用x(n-k) (k=0,…，N — I)得到的第η + I時刻的預(yù)測值，N為記憶點數(shù)，令
【文檔編號】G06T7/20GK104021572SQ201410245162
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月1日
【發(fā)明者】周洪成, 胡艷, 陳存寶, 姜志鵬 申請人:金陵科技學(xué)院