[发明专利]一种船用导航雷达航迹管理的多跟踪目标跟踪方法和系统

说明书

本发明涉及雷达技术领域，尤其涉及一种船用导航雷达航迹管理的多跟踪目标跟踪方法和系统。其包括从雷达采集多组雷达数据；根据跟踪时间长短和跟踪状态，选择合适的波门参数；根据数据互联中点迹和航迹对应关系初步给出跟踪目标在该帧的跟踪状态，同时计算跟踪目标的物理参数；根据航迹撤销标准，依据该跟踪目标之前的跟踪状态，判定该跟踪目标是否丢失；计算跟踪目标跟踪质量和航迹数目；更新本帧跟踪目标状态和相关参数，更新跟踪目标的航迹档案；根据跟踪质量和航迹数目，来确认跟踪目标航迹是否输出，并输出航迹。

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，尤其涉及一种船用导航雷达航迹管理的多跟踪目标跟踪方法和系统。

背景技术

近年来，随着应用环境的复杂多变，要求雷达具有多跟踪目标跟踪能力，并能同时实现多跟踪目标跟踪；多跟踪目标跟踪的基本概念是由Wax于1955年在应用物理杂志的一篇文章中提出来的，之后1964年斯特尔在IEEE上发表一篇名为“监视理论中的最优数据关联问题”的论文成为多跟踪目标跟踪的先导，但那时卡尔曼滤波尚未普遍应用，斯特尔采用的是一种航迹分叉法解决数据关联问题；20世纪70年代初开始在有虚警存在的情况下，利用卡尔曼滤波方法(Kalman)系统地对多跟踪目标跟踪并进行处理；1971年Singer提出的最近邻法是解决数据关联最简单的方法，但最近邻法在杂波环境下的正确关联率较低；在此期间，Y.Bar-Shalom起到了举足轻重的作用，他于1975年提出了特别适用于杂波环境下对单跟踪目标进行跟踪的概率数据关联算法(PDA)，有效解决了杂波环境下的多跟踪目标跟踪问题；T.E.Formann和Y.Bar-Shalom等提出了联合概率数据关联算法(JPDA)，JPDA将所有的跟踪目标和量测进行排列组合，并选择出合理的联合事件计算联合概率，JPDA考虑了来自其他跟踪目标的多个量测处在同一跟踪目标互联域内的可能性，能够很好地解决杂波环境下一个互联域内多跟踪目标的量测问题；但与此同时，JPDA比较复杂，计算量大，并且随着跟踪目标数的增长，确认矩阵的拆分会出现组合爆炸的情况。因此，JPDA在工程上实现起来比较困难。

航迹质量管理，可以及时、准确地起始航迹来建立新跟踪目标档案，也可以及时、准确地撤销航迹以消除多余跟踪目标档案。跟踪目标航迹起始算法有直观法、逻辑法、霍夫(Hough)变化法等，而航迹结束算法有全邻贝叶斯(Bayes)算法、跟踪门算法、序列概率比检验算法。

本发明把航迹开始、航迹撤销以及航迹维持合并，结合波门参数建立和数据关联的跟踪目标状态，基于船用导航雷达的实际应用，给出了一种船用导航雷达航迹质量评定标准，其中包括跟踪波门参数的选择准则、航迹确认准则、航迹撤销准则，提出了一种船用导航雷达航迹管理的多跟踪目标跟踪方法和系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种船用导航雷达航迹管理的多跟踪目标跟踪方法和系统，该方法和系统可以有效的进行航迹多跟踪目标跟踪，解决了现有技术跟踪状态不稳定不精确的问题。

本发明提供了一种船用导航雷达航迹管理的多跟踪目标跟踪方法，包括以下步骤：

通过雷达数据获取单元采集多组的跟踪时间数据、跟踪状态数据、点迹数据和航迹数据；

通过波门参数选择单元根据跟踪时间长短和跟踪状态，选择波门参数；

通过跟踪状态判断计算单元，根据点迹数据和航迹数据对应关系初步给出跟踪目标在该帧的跟踪状态参数，根据跟踪状态参数和波门参数计算跟踪目标的物理参数；

根据航迹撤销标准，依据该跟踪目标之前的跟踪状态数据，判定该跟踪目标是否丢失；

如果跟踪目标未丢失，且航迹长度等于1帧，则认定该跟踪目标为新跟踪目标；如果跟踪目标未丢失，且航迹长度大于1帧，则认定该跟踪目标不是新跟踪目标，判断跟踪目标的点迹数据的能量值，如果能量值小于阈值，该帧进行预测，否则该帧数据加入到跟踪目标航迹估计和预测中；

计算跟踪目标的跟踪质量和航迹数目；