[发明专利]一种多目标轨迹单站自动识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多目标轨迹单站自动识别方法，属于数据处理技术领域。应用于靶场多管武器连续射击试验时，多目标轨迹识别情况。

背景技术

测量多管武器连续射击时飞行目标的轨迹，是靶场武器系统测试的一项重要内容。光测图像处理的一个突出难题是很难分辨图像上出现的多目标轨迹，例如多管武器的齐射、子母弹的抛撒等试验中，每个测站的图像都可能包含数十甚至上百个小目标，而且目标形状相似，大小相近，目标间还可能存在遮挡。由于该光测图像中的待测目标具有小、多、弱的特点，仅利用形状特征就很难识别其轨迹。

对目标轨迹光学交会测量来说，多目标轨迹识别包括单站测量数据时间序列的正确对应及站间测量数据的正确匹配两方面。整个识别过程可通过两条途径完成：其一，先建立同一测站不同采样时刻测量数据的正确对应关系，形成单站测量点轨迹，然后完成站间测量点的正确对应，这一过程称为先识别、后交会；其二，先确定每一采样时刻站间测量点的正确匹配关系，进行交会运算，然后在三维空间确定不同采样时刻测量点的正确对应关系。这一过程称为先交会、后识别。对于多目标轨迹单站识别目前的方法有如下几种：

邢强林(用宽视场实时测量系统进行多目标测量时轨迹识别的一种方法，《飞行器测控技术》1994年第一期，51-60页)采用多项式拟合预测+多帧延迟判决轨迹的识别法。该法利用多项式拟合预测结果建立跟踪门，再根据跟踪门内是否有测量点决定轨迹的取舍、分裂；为了有效控制轨迹分裂数，对分裂轨迹的多帧预测偏差量之和再设定一门限，进行ײ检验；多帧后对经过ײ检验的轨迹进行判决。

张小虎(靶场光测多站图像多目标判读技术，光学技术，2006年8月，第32卷增刊，398-403页)提出在单站序列图像目标的判读过程中，按“卡尔曼运动预测预测-跟踪匹配-滤波”环节进行。首先对目标的运动状态进行卡尔曼运动预测，确定当前图像上的跟踪窗口，在此窗口内利用目标灰度和形状等特征对目标进行跟踪匹配，形成目标轨迹，再根据目标的运动状态参数确定该目标是否属于该轨迹。

上述方法，采用预测方法确定目标滤波窗口，但预测模型难以适应实测图像的复杂性，从而此法对多目标轨迹单站自动识别的适应性不尽理想，通常需要操作员人工干预，无法实现自动识别。

发明内容

为了解决已有技术存在的问题，本发明提供了一种多目标轨迹单站自动识别方法。其步骤如下：

由光测设备拍摄的目标轨迹的帧图像，传输给计算机，计算机里有多目标轨迹单站自动识别方法的程序及相应的公式，进行多目标轨迹单站自动识别；所述的自动识别方法程序流程，如图1所示；

设由光测设备拍摄了目标轨迹的m帧图像，m为大于2的自然数；设i为按拍摄时间先后顺序得到的图像的帧数，是大于等于1，小于等于m的自然数；q_i第i帧图像上的目标点数，为自然数；j_i为第i帧图像上的第j_i个目标点，为小于等于q_i的自然数；所述的m和q_i无关；设第i-1帧图像上的目标点A[i-1，j_i-1]；第i帧图像上的目标点A[i，j_i]；第i+1帧图像上的目标点A[i+1，j_i+1]；并设目标飞行平均速度为，拍摄频率为f、拍摄地址到目标轨迹平面的垂直距离为h、图像拍摄比例系数为k、图像画幅宽度为w；所述的拍摄地址为光测设备拍摄地点；

考察第i帧图像：

(1)图像叠加：以第i-1帧图像作为基准，建立坐标系o-xy，分别使i、i+1帧图像与第i-1帧图像叠加，将i、i+1帧图像上的目标轨迹的目标点移至该坐标系内，这样就把一个时间序列的目标轨迹的目标点转换为平面的几何点；