一种目标跟踪方法技术

本发明专利技术提供了一种目标跟踪方法，包括：雷达发射一组跟踪波束对目标进行跟踪，在跟踪波束的指向角度上雷达不发射搜索波束；下一时刻跟踪波束的指向角度根据上一时刻目标的速度、距离、角度信息进行预测；每一组跟踪波束的指向角度至少包括上一时刻预测的目标位置对应的角度，以及该角度的上方、下方。本发明专利技术提供的目标跟踪方法精准且节能。目标跟踪方法精准且节能。目标跟踪方法精准且节能。

【技术实现步骤摘要】
一种目标跟踪方法


[0001]本专利技术涉及目标跟踪技术，特别是一种目标跟踪方法。

技术介绍

[0002]传统的机械传统的机械扫描雷达不具备相控阵雷达资源灵活分配的优点，它不能根据目标此刻的信息随时切换波束来指向的方向进行探测，所以在对目标跟踪时，一般采用边搜索边跟踪(TWS：Track While Search)技术，该技术是指对搜索得到的每一帧数据，进行关联、滤波等数据处理，来实现对目标的跟踪。而相控阵雷达，具有灵活分配雷达资源的性能，波束可以无惯性的在任意时刻指向任意位置，所以在对目标进行跟踪时，可以采用搜索加跟踪(TAS：Track and Search)技术，该模式下雷达的搜索任务与跟踪任务在时间上分割成两个相对独立的过程，以时间交替的方式合理安排跟踪波束和搜索波束。但是，TAS是一种非常消耗雷达时间资源的工作方式，每个目标都需要调度不同的波束进行跟踪。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种精准且节能的目标跟踪方法。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供一种目标跟踪方法，包括：
[0005]雷达发射一组跟踪波束对目标进行跟踪，在跟踪波束的指向角度上雷达不发射搜索波束；其中下一时刻跟踪波束的指向角度根据上一时刻目标的速度、距离、角度信息进行预测；每一组跟踪波束的指向角度至少包括上一时刻预测的目标位置对应的角度，以及该角度的上方、下方。
[0006]进一步地，每一组跟踪波束的指向角度还包括上一时刻预测的目标位置对应的角度的左侧和右侧。
[0007]进一步地，雷达在某一时刻对空域发射跟踪波束的的范围和数量分别为：在
±
45
°
的方位角范围内发射13种指向角度的波束，在0
°
～45
°
的俯仰角范围内设置11种指向角度的波束；上述跟踪波束的范围减去该时刻与跟踪波束指向角度重叠的指向角度。
[0008]进一步地，还包括雷达在发射跟踪波束前，对已搜索的目标进行确定，确定方法为连续发射两束搜索波束；目标被判定搜索到的条件为目标速度大于阈值，目标确认的条件为其中一确认波束获得的目标速度大于阈值。
[0009]进一步地，若目标跟踪失败，雷达在该跟踪波束的指向角度发射搜索波束。
[0010]进一步地，目标跟踪失败的判定条件为连续三个时刻未跟踪到目标。
[0011]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：(1)搜索占主导地位，减少了对跟踪波束所在空域的搜索，节约了时间成本；(2)在某一指向角度为跟踪模式时，该指向角度不再发射搜索波束，避免回波数据进行干扰，可以实现更高数据率的跟踪。
[0012]下面结合说明书附图对本专利技术作进一步描述。
附图说明
[0013]图1为本专利技术的方法流程示意图。
具体实施方式
[0014]结合图1，本实施例涉及一种目标跟踪方法，当雷达发射跟踪波束对目标进行跟踪时，在跟踪波束的指向角度上雷达不发射搜索波束。具体地，雷达发现目标和跟踪目标的过程包括以下步骤：
[0015]步骤S100，雷达发射搜索波束对空域进行搜索；
[0016]步骤S200，确认搜索到的目标；
[0017]步骤S300，雷达发射跟踪波束对目标进行跟踪。
[0018]步骤S100中，雷达发射搜索波束对空域进行搜索，具体搜索方法包括：搜索策略覆盖范围包括方位角
±
45
°
和俯仰角0
°
～45
°
，在方位角范围内编排13种指向角度的波束，在俯仰角范围内编排11种指向角度的波束；一周期排布143个波束，即依次将13个方位的波束发射11种俯仰指向的波束，对回波的每帧数据进行处理，得到每个搜索波束探测目标的速度、距离、角度等位置信息。
[0019]步骤S200具体包括以下步骤：
[0020]步骤S201，根据步骤S100计算得到的速度信息，判断是否符合跟踪的条件，若无符合目标，转步骤S100，进行扫描；若有转步骤S202；
[0021]步骤S202，对目标发射确认波束进行确认。
[0022]优选的，本实施例步骤S201中满足跟踪条件的速度为大于50m/s。
[0023]进一步的，步骤S202中，确认波束为步骤S201符合跟踪条件的目标的跟踪波束。确认波束对目标进行确认，确认的依据依然为回波数据中的速度信息是否满足速度大小。优选的，步骤S202连续发射两束确认波束，即连续照射两个相同指向角度的波束来对目标进行确认，只要两个确认波束中任意一个波束能确认到目标，则表示目标确认成功。
[0024]步骤S300中每隔一定周期发射一组跟踪波束，根据跟踪波束预测目标下一时刻位置，具体过程为：
[0025]步骤S301，根据上一时刻回波数据获得目标速度、距离、角度等位置信息；
[0026]步骤S302，根据目标速度、距离、角度等位置信息预测目标下一时刻位置信息，进而获得跟踪波束的指向角度。
[0027]进一步地，步骤S301中，前一时刻的回波数据可能为搜索波束的回波数据或跟踪波束的回波数据；本实施例中的周期为200ms。
[0028]进一步地，步骤S302中，由于目标沿抛物线轨迹飞行，根据目标速度、距离、俯仰角、方位角信息可以预测目标的运行轨迹。
[0029]优选的，步骤S302中，发射的一组跟踪波束包括三个，三个波束的指向角度分别为预测的目标下一时刻位置信息所对应的指向角度，以及该指向角度的上方和下方。一组跟踪波束设置三个的目的在于目标出膛后呈抛物线轨迹飞行，需要兼顾目标俯仰角上的波动，三个跟踪波束刚好对应预测的下一时刻目标位置，以及该位置的上方、下方，防止由于俯仰角上的波动导致无法实现对目标的跟踪。考虑到目标在方位角上的波动，一组跟踪波束可以设置为五个，在三个跟踪波束的基础上，在目标前进方向的预测位置左、右两侧发射
对应的跟踪波束。
[0030]在步骤S300执行时，雷达在预测的目标位置信息对应的指向角度上不再发射搜索波束，即一周期排布的波束小于143个；同样的，在其余指向角度上，雷达也不发射跟踪波束。步骤S300设置的目的在于对空域搜索时，减少了对跟踪波束所在空域的搜索，节约了时间成本；在对目标进行跟踪时，搜索波束的回波数据不会对跟踪波束的回波数据进行干扰，可以实现更高数据率的跟踪。
[0031]步骤S300后，若目标跟踪失败，则放弃对该目标继续发射跟踪波束，转步骤S100，对该指向角度继续发射搜索波束。步骤S400中判断目标跟踪失败的条件是：对预测的下一时刻的位置信息发射的跟踪波束没有跟踪到目标，以及预测的预测的后两个时刻的位置信息也没有跟踪到目标，则目标跟丢。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种目标跟踪方法，其特征在于，包括：雷达发射一组跟踪波束对目标进行跟踪，在跟踪波束的指向角度上雷达不发射搜索波束；其中下一时刻跟踪波束的指向角度根据上一时刻目标的速度、距离、角度信息进行预测；每一组跟踪波束的指向角度至少包括上一时刻预测的目标位置对应的角度，以及该角度的上方、下方。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每一组跟踪波束的指向角度还包括上一时刻预测的目标位置对应的角度的左侧和右侧。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，雷达在某一时刻对空域发射跟踪波束的的范围和数量分别为：在
±
45
°
的方位角范围内发射13种指向角度的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王昊，潘黎，徐达龙，王岩，徐文文，权双龙，陶诗飞，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：