一种针对多目标场景的检测跟踪一体化方法

摘要

本发明公开了一种针对多目标场景的检测跟踪一体化方法，属于雷达检测跟踪技术。本发明的方法是一种耦合了贝叶斯检测和联合概率数据关联(JPDA)滤波的多目标跟踪方法，首先依据前一时刻JPDA跟踪滤波器的预测，计算得到当前时刻的各目标位置分布信息，继而贝叶斯检测器将该分布信息作为检测判决的先验信息，分别对各目标进行检测；最后利用JPDA跟踪滤波器对将检测所得的量测点迹与各目标进行数据关联，完成对各目标当前时刻的位置估计和航迹更新，并预测得到下一时刻各目标的位置分布信息。本发明能够应用于对邻近的多个目标的检测和跟踪，具有更高的性能和很好的实用性。

主权项

1.一种针对多目标场景的检测跟踪一体化方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤1：初始化各目标航迹；步骤2：基于上一时刻的各目标的状态估计值，预测当前时刻k各目标的位置新信息相关矩阵S_n(k)，其中n＝1，2，…，N，N表示目标总个数，；步骤3：基于公式确定各目标在当前时刻k的检测判决门限其中ρ_n表示目标n的信噪比，为向量的转置向量，表示待检测距离单元l与目标n在当前时刻k的实测位置之间的距离，η_n表示目标n的可调参数，且其中P_fa0表示雷达系统的虚警概率，V_n(k)表示目标n在当前时刻k的波门体积；步骤4：将各检测距离单元的回波能量分别与各目标对应的检测判决门限进行比较，若超过，则将该待检测距离单元确定为当前时刻k目标n的量测点迹；步骤5：获取当前时刻k的各量测点迹与各目标的互关联概率：步骤5-1：定义当前时刻k所检测到的m个量测点迹的位置为y_j表示量测点迹j的位置，则截止到k时刻的所有量测点迹表示为Y^k＝{Y(k)，Y^k-1}，定义事件表示量测点迹j源于目标n_j，若n_j＝0，则表示量测点迹j源于杂波，若为（0，N]之间的整数，则量测点迹j源于目标n；则基于事件的联合事件表示为且若n_j＝0，则定义参数若n_j＞0，则定义参数根据公式p[Y(k)|计算k时刻量测点迹的似然函数其中函数表示边缘概率，当量测点迹j在目标n的波门之内时，参数ω_jn取值为1；否则参数ω_jn的取值为0；步骤5-2：基于公式$P\left(\bar{\chi }\right|Y^{k-1})=\frac{1}{m!/\Phi !}\underset{n:{\delta }_n=1}{\Pi }{\bar{P}}_D^n\underset{n:{\delta }_n=0}{\Pi }(1-{\bar{P}}_D^n)\frac{{({\mathrm{VP}}_{\mathrm{fa}0}/V_0)}^{\Phi }}{\Phi !}{e}^{-{\mathrm{VP}}_{\mathrm{fa}0}/V_0}$计算联合事件的先验概率其中参数为目标n的平均检测概率，V₀为分辨单元的体积，V为所有N个目标波门的总体积，Φ表示事件中虚假点迹的总个数，且步骤5-3：基于似然函数先验概率获得联合事件的后验概率步骤5-4：根据公式计算各测量点迹与各目标的互关联率其中参数且当n_j＝0时，取量测点迹j与杂波的互关联率${\beta }_j^0=1-\underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}{\beta }_j^n;$步骤6：基于各测量点迹与各目标的互关联率对当前时刻k各目标航迹进行估计，得到各目标的状态估计值，并对其航迹进行更新；步骤7：对下一时刻的各目标重复步骤2～6，对所有时刻的目标进行航迹进行估计和更新，并输出各目标的航迹图。