[发明专利]一种海上雷达目标航迹拼接方法

权利要求书

1.一种海上雷达目标航迹拼接方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获取雷达原始数据图像，对图像中的海上目标进行特征提取、海杂波剔除和数据矫正；所述的步骤S1包括以下步骤：

S101：通过雷达数据接口及通讯设备获取到雷达原始数据图像并实时输入到系统；

S102：通过坐标转换算法将雷达原始数据图像由极坐标转换成笛卡尔坐标下的雷达数据图像；

S103：识别并获取雷达数据图像中的海上目标及其特征，通过海上目标特征的转化与遍历匹配，将海上目标在图像上的坐标转换成地理坐标；

S104：海杂波剔除阶段采用基于卡尔曼滤波算法、点迹跟踪法对海杂波进行剔除；

S105：对海杂波剔除后的数据进行数据矫正，完成数据的预处理与重构；

S2：对同一海上目标航行过程中出现的航迹缺失进行轨迹关联，使航迹数据缺失段前后航迹在经过多因素欧氏和马氏距离计算后建立关联关系；

所述的步骤S2包括以下步骤：

S201：以航迹数据缺失段前后点位为计算依据，计算航迹数据缺失段前后两个点位在航向、速度、时间方面的偏差，在参数阈值范围内的建立粗关联；

S202：计算航迹数据缺失段前后的关键参数的多因素欧氏距离及马氏距离；

S203：通过层次分析法对计算出的多因素欧氏距离及马氏距离的权重分配，加权、判断、合并得到整体航迹距离，获取到最短距离即为最优航迹匹配；

S3：针对已建立关联关系的航迹，分别获取到数据缺失段最前及最后时刻点位数据，完成中间数据插值拼接，将拼接后规范、完整的航迹进行实时输出与显示；

所述的步骤S3具体包括以下步骤：

S301：通过线性内插法完成对已关联的航迹数据缺失段的数据插值，对航迹缺失数据段的所有航行参数进行梯度递推完善，拟合出完整的雷达航迹；

S302：通过不断更新的雷达数据对已拟合的雷达目标航迹进行校验，将拼接后规范、完整的航迹进行实时输出与显示。

2.根据权利要求1所述的一种海上雷达目标航迹拼接方法，其特征在于，所述的步骤S103具体过程为：

通过相关匹配算法识别雷达数据图像中的海上目标，由专家评价法评估海上目标特征；

建立模板二值化灰度图，通过MATLAB转化二值化灰度图为矩阵从而得到海上目标的二值化矩阵；

将海上目标的二值化矩阵在雷达数据图像的二值化矩阵中进行遍历匹配，获取到海上目标在雷达数据图像上的像素坐标；

以雷达基站的像素坐标和经纬度坐标、雷达数据图像像素长度和雷达探测实际距离为基准按比例匹配，将海上目标在雷达数据图像上的像素坐标转换成地理坐标；

将获取到的海上目标的经纬度、距离的可视化数据存储进数据库中。

3.根据权利要求1或2述的一种海上雷达目标航迹拼接方法，其特征在于，海上目标在遍历匹配计算过程中，通过海上目标图像在整体雷达数据图像上遍历，对比计算海上目标图像和整体雷达数据图像中子图的绝对差，绝对差最小值为最优匹配位置；最小误差法计算模型表示为下式：

其中，E(i，j)为绝对差，取最小值时为最优匹配位置；

海上目标图像T的大小为M×N；S为整体雷达数据图像，S^i，j为子图；

S(m，n)为子图中像素坐标中(1，1)-(m，n)范围内的子图；

T(m，n)为海上目标图像中像素坐标中(1，1)-(m，n)范围内的子图；

m取值范围为(1，M)，n取值范围为(1，N)。