[发明专利]帧恒虚警目标检测跟踪一体化方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达技术领域，具体的说是一种利用目标预测信息调整目标预测波门内各个检测单元虚警概率的检测跟踪方法，可用于雷达目标跟踪状态下提高目标检测概率，扩展目标跟踪距离。 

背景技术

现代雷达系统通常包含两大模块，即信号处理模块和数据处理模块。雷达信号处理模块作为第一次处理，将检测到的目标信息送入雷达数据处理模块做进一步处理。雷达数据处理模块在得到目标的位置、运动参数等估计量后进行预测、关联、滤波等操作，从而对雷达量测过程中的随机误差起到一定的抑制作用，使得对目标运动信息的估计更加准确，并形成稳定目标航迹。 

目标检测是雷达信号处理模块的重要环节，主要的任务是对雷达接收到的回波信号进行处理，并判断目标的有无，由于噪声和干扰的影响，需要采用恒虚警方法来降低误判的概率，保证雷达信号检测具有恒虚警特性，常用的恒虚警检测算法包括单元平均恒虚警、顺序统计量恒虚警、广义似然比、自适应匹配滤波等。 

目标跟踪是基于检测得到的目标位置信息，通过滤波连续地跟踪出目标的航迹。在目标跟踪算法中，主要有线性自回归滤波，两点外推滤波，维纳滤波，加权最小二乘滤波，α-β滤波和卡尔曼滤波等，其中卡尔曼滤波可用于线性时变系统，其变形扩展卡尔曼滤波、转换量测卡尔曼滤波和不敏卡尔曼滤波可用于非线性时变系统，统计模型均采用状态方程和量测方程，且滤波方程以递推的方式计算，计算量小，实用性强，因此在目标跟踪理论中占了主导地位。 

目标跟踪是在目标检测的基础上进行的，高的检测性能可以保证目标航迹的快速起始，而差的检测性能可以导致目标航迹的结束，因此目标的检测性能直接影响着目标的跟踪性能。对于传统的检测跟踪处理流程，首先进行目标检测并估计目标运动参数，得到量测信息后送入雷达数据处理模块，再进行预测、关联、滤波等处理，实现对目标的检测和跟踪。当目标回波信噪比较低时目标检测概率较低，将会造成目标航迹的不连续性，容易导致航迹过早地结束，因而目标跟踪距离较短。 

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出了一种帧恒虚警目标检测跟踪一体化方法，在保证不产生虚假航迹的条件下，调整目标预测波门内各个检测单元的虚警概率，从而提高跟踪状态下目标的检测概率，扩展目标的跟踪距离。 

为实现上述目的，本发明包括如下技术步骤： 

1）初始化参数：通过目标航迹起始算法，得到目标航迹的初始状态估计值以及初始状态估计协方差矩阵P₀； 

2）设定目标状态转移方程和雷达量测方程，根据第k-1帧目标状态估计值计算第k帧目标状态预测值和第k帧目标量测的预测值

3）根据第k-1帧状态估计协方差矩阵P_k-1和步骤2）得到的第k帧目标状态预测值 计算第k帧目标量测的预测协方差矩阵D_k|k-1； 

4）根据步骤2）得到的第k帧目标量测的预测值和步骤3）得到的第k帧目标量测的预测协方差矩阵D_k|k-1，确定第k帧目标预测波门O_k； 

5）设定在连续M帧的跟踪过程中至少N帧的目标预测波门内出现虚警的概率P_F，则利用下式计算第k帧目标预测波门O_k内出现虚警的概率P_Z：