[发明专利]子椭圆个数可变的非椭圆扩展目标跟踪方法

摘要

本发明公开了一种子椭圆个数可变的非椭圆扩展目标跟踪方法，主要解决现有技术不能处理由非椭圆扩展目标姿态机动带来子椭圆个数变化的问题。其实现步骤是：首先，将非椭圆扩展目标扩展状态用多个子椭圆建模；其次，对多个子椭圆目标的状态进行预测，并分解符合分解准则的预测子椭圆目标状态；最后，对分解后的预测子椭圆目标状态进行更新，并合并符合合并准则的更新后的子椭圆目标更新状态，得到合并后的子椭圆目标更新状态。仿真实验表明，本发明有效解决了子椭圆个数变化的非椭圆扩展目标跟踪问题，提高跟踪的效率，可用于雷达目标跟踪系统。

主权项

1.一种子椭圆个数可变的非椭圆扩展目标跟踪方法，包括：(1)初始化将非椭圆扩展目标状态用多个子椭圆表示，并初始化k‑1时刻的子椭圆状态为其中，是第i个子椭圆的量测率状态，是第i个子椭圆的运动状态，是第i个子椭圆的扩展状态，i＝1,...,N_k‑1，N_k‑1表示k‑1时刻子椭圆的总个数，k为时刻，初始化值为1；根据跟踪场景，初始化分解阈值μ，角度合并阈值ρ和面积比合并阈值ξ；(2)在k≥1时，将n_k个k时刻通过雷达收集的量测数据划分为组，并将每一组看为一个整体，其中，(3)输入子椭圆目标状态并对其进行预测，得到k时刻子椭圆目标预测状态其中，是k时刻第i个子椭圆的预测量测率状态，是k时刻第i个子椭圆的预测运动状态，是k时刻第i个子椭圆的预测扩展状态；(4)计算子椭圆扩展状态所表示的面积A与该子椭圆量测率状态值的比值σ，判断k时刻子椭圆目标预测状态之间是否满足子椭圆的分解准则：若σ大于分解阈值μ，则满足分解准则，并对所有满足分解准则的子椭圆进行分解，得到k时刻分解后的子椭圆目标预测状态反之，不满足分解准则，则直接将k时刻子椭圆目标预测状态当作k时刻分解后的子椭圆目标预测状态且令N_k|k‑1＝N_k‑1，其中，N_k|k‑1是k时刻子椭圆分解后的预测总个数，是k时刻分解后第i个子椭圆的预测量测率状态，是k时刻分解后第i个子椭圆的预测运动状态，是k时刻分解后第i个子椭圆的预测扩展状态；(5)根据(2)中划分的组量测结果和k时刻分解后的子椭圆目标预测状态得到划分量测与子椭圆目标之间的关联事件，该关联事件定义为划分的组量测结果与N_k|k‑1个子椭圆目标之间所有可能的排列组合情况，因此，关联事件总数为：利用第l个关联事件分别对分解后的子椭圆的目标状态进行滤波，得到k时刻第l个关联事件滤波的子椭圆的目标更新状态和对应关联事件的概率p(l)，其中，是k时刻第l个关联事件第i个子椭圆的更新量测率状态，是k时刻第l个关联事件第i个子椭圆的更新运动状态，是k时刻第l个关联事件第i个子椭圆的更新扩展状态；(6)提取每个子椭圆的目标更新状态：根据k时刻第l个关联事件下子椭圆的目标更新状态和对应的关联事件概率p(l)，计算得到k时刻子椭圆目标更新状态其中：是k时刻第i个子椭圆的更新量测率状态：是k时刻第i个子椭圆的更新运动状态：是k时刻第i个子椭圆的更新扩展状态：(7)对k时刻子椭圆目标更新状态中的子椭圆进行合并，得到k时刻合并后的子椭圆目标更新状态并输出，其中，N_k|k是k时刻子椭圆合并后的更新总个数，是k时刻合并后第i个子椭圆的更新量测率状态，是k时刻合并后第i个子椭圆的更新运动状态，是k时刻合并后第i个子椭圆的更新扩展状态；(8)判断是否有下一时刻量测输入，若有量测输入，则令k＝k+1，并将(7)中得到的合并后的子椭圆目标更新状态作为步骤(3)的输入，返回步骤(2)，对下一时刻的子椭圆目标状态进行估计；若没有，则目标跟踪过程结束。