一种改进的多目标雷达航迹处理方法技术

本发明专利技术提供一种改进的多目标雷达航迹处理方法，属于电子信息处理技术领域。本发明专利技术航迹处理方法分为四个过程：(1)处理过程的航迹跟踪滤波完成稳定航迹的处理；(2)处理过程的航迹起始完成起始航迹的处理，(3)处理过程的航迹删除完成无效航迹的删除；(4)处理过程的航迹建立过程完成剩余点迹的航迹建立。通过上述四个部分，完成一个周期内全部点迹的航迹处理，完成多目标的航迹关联与跟踪的全部方法的处理过程。本发明专利技术为雷达数据处理技术，针对雷达扫描环境目标多、杂波强、虚警高的特点，提供一种数据处理算法，用以消除虚假点迹，抑制噪声干扰，并估计目标运动轨迹和运动参数，预测其下一时刻的可能位置，实现对目标的精确跟踪。

An Improved Track Processing Method for Multi-Target Radar

【技术实现步骤摘要】
一种改进的多目标雷达航迹处理方法
本专利技术涉及电子信息处理
，具体涉及一种改进的多目标雷达航迹处理方法。
技术介绍
信号处理器和数据处理器在当代雷达系统中占据着重要的地位。信号处理器利用相关的信号处理算法检测目标的相关参数如所在位置、幅度、速度等，经数据处理器对检测的目标进行航迹关联、跟踪、滤波、预测等相关处理，以降低随机观测误差对测量值的影响，并给出雷达威力区域内运动目标的估计轨迹及参数，同时预测目标下一时刻可能出现的位置，形成稳定可靠的目标航迹，从而实现对目标观测数据的实时精确跟踪。雷达数据处理作为信号处理的后续过程，是对雷达探测到的目标信息的二次处理，是在若干次雷达扫描周期上进行的，目的是对运动着的目标进行跟踪，并对其运动参数如速度和特征参数如距离、方位、俯仰等进行估计。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种改进的多目标雷达航迹处理方法，本专利技术主要为雷达数据处理技术，针对雷达扫描环境目标多、杂波强、虚警高的特点，提供一种新型的数据处理算法，用以消除虚假点迹，抑制噪声干扰，并估计目标运动轨迹和运动参数，预测其下一时刻的可能位置，实现对目标的精确跟踪。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术所述一种改进的多目标雷达航迹处理方法，所述方法包括以下步骤：(1)航迹的跟踪滤波处理：先将雷达扫描一圈解算得到的全部目标点迹作为航迹处理的输入数据，然后将全部点迹最先进行航迹跟踪滤波处理：将全部新的点迹最先与稳定航迹进行匹配以及关联，并进行kalman跟踪算法的处理，完成稳定航迹的处理；(2)航迹起始的处理：去除参与到稳定航迹处理的点迹，将剩余未关联到稳定航迹的点迹进行处于航迹起始过程的航迹，进行航迹起始的处理；(3)航迹的删除处理：清理无效航迹，将稳定航迹中标记为处于长时间丢失状态的航迹以及起始过程中长时间无法进行航迹起始过程的航迹进行清除，保证航迹的实时有效性；(4)新航迹建立处理：去除参与到稳定航迹的点迹以及参与到航迹起始所使用的点迹，最后剩余的点迹，重新建立一个新的航迹；(5)重复进行上述步骤(1)～步骤(5)，将每个周期全部解算的点迹，都参与到航迹处理中，从而完成航迹处理算法的实现过程。进一步地，本专利技术所述航迹跟踪滤波处理针对稳定航迹与点迹进行匹配与关联的过程，同时利用已匹配关联的点迹进行kalman处理，完成航迹跟踪滤波的处理过程；所述航迹跟踪滤波处理过程包括两个部分，第一部分是稳定航迹的点迹筛选过程，即将所有点迹与稳定航迹进行匹配关联，如果该点迹在该航迹的波门内，则将该点迹筛选出；第二部分是将筛选出的点迹，采用概率互联的方法，形成一个新的点迹，将新的点迹进行kalman跟踪滤波，完成稳定航迹的更新过程，并更新该稳定航迹的最新状态。进一步地，本专利技术所述航迹跟踪处理具体方法包括以下几个步骤：(1)判断航迹是否为稳定航迹，若航迹为稳定航迹则执行航迹跟踪滤波流程，否则直接跳过该流程；所述稳定航迹分为两种：一种为处于稳定跟踪状态的稳定航迹，另一种是航迹处于丢失状态的稳定航迹。(2)判断点迹是否全部筛选完，每一个点迹均参与到该航迹的筛选过程，需要将所有点迹进行一遍的筛选；(3)确定点迹的标记是否处于有效：确定点迹是否被其他稳定航迹所使用，若该点迹被其他稳定航迹使用，则该点迹就标记已经使用，被标记为无效状态，在进行该航迹筛选过程中，则该点迹不能使用，且在筛选开始前，需要在没有被任何稳定航迹筛选标记的有效点迹进行后续筛选流程；(4)判断有效点迹是否落入该稳定航迹：通过点迹是否落入稳定航迹的波门中，若满足波门条件，则该点迹就被该航迹所标记，其他航迹则不可再次使用该点迹；(5)计算有效点迹的新息值以及该点迹与该稳定航迹进行匹配关联的概率值；(6)确定所有标记为有效的点迹完成了该稳定航迹的筛选，若完成，则点迹筛选过程结束，记录被该稳定航迹筛选出的点迹数量以及点迹信息；(7)判断筛选点迹的个数：若筛选点迹个数大于零，则有点迹落入该稳定航迹的波门，若点迹个数大于零，则通过概率互联的方式计算所有筛选出的点迹的新息值，利用计算出的新息值，进行kalman滤波，完成该航迹的跟踪滤波过程，计算该航迹的状态信息：其中航迹的生命值加一，航迹的命中次数加一，计算航迹全过程的命中概率，并标记航迹以及为稳定航迹，航迹生命值加一，航迹命中次数不变，计算航迹全过程的命中概率，并根据命中概率标记航迹的稳定状态，如果命中概率大于最初设定的命中概率门限，则该航迹依旧是稳定航迹，但是如果小于设定的命中概率门限，则该航迹就需要标记为待删除航迹，在航迹删除流程中，将该航迹从航迹列表中进行删除操作；若筛选点迹个数为零，则无一个点迹落入该稳定航迹的波门内；则该航迹就需要进行kalman预测，通过kalman计算的预测值，该周期时航迹就会被标记为处于丢失状态的稳定航迹。进一步地，本专利技术所述航迹起始处理对未处于稳定航迹的航迹进行的处理，若未处于稳定航迹达到稳定航迹的条件，满足稳定航迹所要求的命中概率，则升级为稳定航迹，该航迹进入到稳定航迹的跟踪滤波流程；若航迹起始的次数超过规定的航迹起始次数的要求，则该航迹就要被标记为待删除航迹的，等待航迹删除流程中，将标记为删除的航迹从航迹列表中进行删除操作。进一步地，本专利技术所述航迹起始处理过程包括两个部分，第一部分是起始航迹所需要的点迹筛选过程，将没有被使用过的点迹与起始航迹进行匹配关联，如果该点迹在该航迹的波门内，则将该点迹筛选出；第二部分是将筛选出的点迹，采用概率互联的方法，形成一个新的点迹，将新的点迹进行kalman跟踪滤波，完成起始航迹的更新过程，并更新该起始航迹的最新状态。进一步地，本专利技术所述航迹起始处理流程包括以下步骤：(1)判断航迹是否为起始航迹，当航迹为起始航迹执行航迹起始流程，否则直接跳过该流程；(2)判断点迹是否全部筛选完，在去除掉参与稳定航迹的剩余点迹中的每一个点迹均参与该航迹的筛选过程；所述剩余点迹参与航迹的筛选先确定的是该点迹的标记是否处于有效，即该点迹是否被稳定航迹所使用，同时是否被其他起始航迹所使用。只有标记为有效点迹才会进行到该航迹的筛选；判断有效点迹是否落入该起始航迹，主要是通过该点迹是否落入起始航迹的波门中，如果满足波门条件，则记录该点迹，否则进行下一个点迹的筛选过程，波门条件判定标准与航迹滤波过程中的计算方式相同；(3)计算波门内该点迹的新息值以及该点迹与该起始航迹进行匹配关联的概率值，同时记录关联概率最大的点，并进行记录；(4)确定所有标记为有效的点迹都进行了该起始航迹的筛选，如果完成，则表明点迹筛选过程结束，记录被该起始航迹筛选出的点迹数量以及点迹信息；(5)判断筛选点迹的个数，如果点迹个数大于零，则有点迹落入该起始航迹的波门，首先将标记为关联概率最大的点迹，标记已经使用，该点迹被标记为无效点迹，则表明该点迹不能被其他起始航迹再进行筛选时所使用；否则表明没有一个点迹落入该起始航迹的波门内；(6)通过概率互联的方式计算所有筛选出的点迹的新息值；利用计算出的新息值，进行kalman滤波，完成该航迹的跟踪滤波过程；(7)计算该航迹的状态信息，其中航迹的生命值加一，航迹的命中次数加一，计算航迹全过程的命中概率，并根据命中概率标记航迹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改进的多目标雷达航迹处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)航迹跟踪滤波处理：先将雷达扫描一圈解算得到的全部目标点迹作为航迹处理的输入数据，然后将全部点迹最先进行航迹跟踪滤波处理：将全部新的点迹最先与稳定航迹进行匹配以及关联，并进行kalman跟踪算法的处理，完成稳定航迹的处理；(2)航迹起始的处理：去除参与到稳定航迹处理的点迹，将剩余未关联到稳定航迹的点迹进行处于航迹起始过程的航迹，进行航迹起始的处理；(3)航迹的删除处理：清理无效航迹，将稳定航迹中标记为处于长时间丢失状态的航迹以及起始过程中长时间无法进行航迹起始过程的航迹进行清除，保证航迹的实时有效性；(4)新航迹建立处理：去除参与到稳定航迹的点迹以及参与到航迹起始所使用的点迹，最后剩余的点迹，重新建立一个新的航迹；(5)重复进行上述步骤(1)～步骤(5)，将每个周期全部解算的点迹，都参与到航迹处理中，从而完成航迹处理算法的实现过程。

【技术特征摘要】
1.一种改进的多目标雷达航迹处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)航迹跟踪滤波处理：先将雷达扫描一圈解算得到的全部目标点迹作为航迹处理的输入数据，然后将全部点迹最先进行航迹跟踪滤波处理：将全部新的点迹最先与稳定航迹进行匹配以及关联，并进行kalman跟踪算法的处理，完成稳定航迹的处理；(2)航迹起始的处理：去除参与到稳定航迹处理的点迹，将剩余未关联到稳定航迹的点迹进行处于航迹起始过程的航迹，进行航迹起始的处理；(3)航迹的删除处理：清理无效航迹，将稳定航迹中标记为处于长时间丢失状态的航迹以及起始过程中长时间无法进行航迹起始过程的航迹进行清除，保证航迹的实时有效性；(4)新航迹建立处理：去除参与到稳定航迹的点迹以及参与到航迹起始所使用的点迹，最后剩余的点迹，重新建立一个新的航迹；(5)重复进行上述步骤(1)～步骤(5)，将每个周期全部解算的点迹，都参与到航迹处理中，从而完成航迹处理算法的实现过程。2.根据权利要求1所述一种改进的多目标雷达航迹处理方法，其特征在于，所述航迹跟踪滤波处理针对稳定航迹与点迹进行匹配与关联的过程，同时利用已匹配关联的点迹进行kalman处理，完成航迹跟踪滤波的处理过程；所述航迹跟踪滤波处理过程包括两个部分，第一部分是稳定航迹的点迹筛选过程，即将所有点迹与稳定航迹进行匹配关联，如果该点迹在该航迹的波门内，则将该点迹筛选出；第二部分是将筛选出的点迹，采用概率互联的方法，形成一个新的点迹，将新的点迹进行kalman跟踪滤波，完成稳定航迹的更新过程，并更新该稳定航迹的最新状态。3.根据权利要求1所述一种改进的多目标雷达航迹处理方法，其特征在于，所述航迹跟踪处理具体方法包括以下几个步骤：(1)判断航迹是否为稳定航迹，若航迹为稳定航迹则执行航迹跟踪滤波流程，否则直接跳过该流程；所述稳定航迹分为两种：一种为处于稳定跟踪状态的稳定航迹，另一种是航迹处于丢失状态的稳定航迹。(2)判断点迹是否全部筛选完，每一个点迹均参与到该航迹的筛选过程，需要将所有点迹进行一遍的筛选；(3)确定点迹的标记是否处于有效：确定点迹是否被其他稳定航迹所使用，若该点迹被其他稳定航迹使用，则该点迹就标记已经使用，被标记为无效状态，在进行该航迹筛选过程中，则该点迹不能使用，且在筛选开始前，需要在没有被任何稳定航迹筛选标记的有效点迹进行后续筛选流程；(4)判断有效点迹是否落入该稳定航迹：通过点迹是否落入稳定航迹的波门中，若满足波门条件，则该点迹就被该航迹所标记，其他航迹则不可再次使用该点迹；(5)计算有效点迹的新息值以及该点迹与该稳定航迹进行匹配关联的概率值；(6)确定所有标记为有效的点迹完成了该稳定航迹的筛选，若完成，则点迹筛选过程结束，记录被该稳定航迹筛选出的点迹数量以及点迹信息；(7)判断筛选点迹的个数：若筛选点迹个数大于零，则有点迹落入该稳定航迹的波门，若点迹个数大于零，则通过概率互联的方式计算所有筛选出的点迹的新息值，利用计算出的新息值，进行kalman滤波，完成该航迹的跟踪滤波过程，计算该航迹的状态信息：其中航迹的生命值加一，航迹的命中次数加一，计算航迹全过程的命中概率，并标记航迹以及为稳定航迹，航迹生命值加一，航迹命中次数不变，计算航迹全过程的命中概率，并根据命中概率标记航迹的稳定状态，如果命中概率大于最初设定的命中概率门限，则该航迹依旧是稳定航迹，但是如果小于设定的命中概率门限，则该航迹就需要标记为待删除航迹，在航迹删除流程中，将该航迹从航迹列表中进行删除操作；若筛选点迹个数为零，则无一个点迹落入该稳定航迹的波门内；则该航迹就需要进行kalman预测，通过kalman计算的预测值，该周期时航迹就会被标记为处于丢失状态的稳定航迹。4.根据权利要求1所述一种改进的多目标雷达航迹处理方法，其特征在于，所述航迹起始处理对未处于稳定航迹的航迹进行的处理，若未处于稳定航迹达到稳定航迹的条件，满足稳定航迹所要求的命中概率，则升级为稳定航迹，该航迹进入到稳定航迹的跟踪滤波流程；若航迹起始的次数超过规定的航迹...

【专利技术属性】
技术研发人员：李锋林，夏金艳，王鑫照，陈成，董晓波，赵刚，刘昊，
申请(专利权)人：西安艾索信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61