密集杂波环境下的航迹起始.ppt

密集杂波环境下的航迹起始 10S005103赵能龙 哈尔滨工业大学 航迹起始算法 航迹起始是目标跟踪的第一步 它是建立目标档案的决策方法 主要包括暂时航迹形成和轨迹确定两个方面 现有的航迹起始方法可以分为顺序处理技术和批处理技术 通常顺序处理技术适用于在相对比较弱杂波背景中的起始目标的航迹 包括直观法 逻辑法 在工程实践中使用比较多 批数据处理技术对于起始强杂波环境下的航迹有很好的效果 包括hough变换法 修正的hough变换法和基于hough变换和逻辑的航迹起始法 但是使用批数据处理技术的代价是将增加计算负担 直观法 假设ri i 1 2 3 N 为N次连续扫描获得的位置观测值 如果N次扫描中有M次满足以下条件 就认为应该起始一条航迹 1 测得的或者是估计的速度大于某个最小值Vmin而小于某个最大值Vmax 这种速度规则形成相关波门 特别适合于第一次扫描得到的和后继的扫描的自由量测 2 测得的或者是估计的加速度的绝对值小于最大的加速度amax 如果存在不止一个回波 则选加速度最小的那个回波来形成航迹 直观法 3 为了减少形成虚假航迹的可能性 直观法航迹起始还追加了选用一种角度限制的规则 令为矢量和之间的夹角 有角度限制可以简单的表示为 式中的 而当就是角度不受限制的情况 量测噪声以及目标的运动特性直接影响着的选取 实际应用中 为了保证以很高的概率起始目标航迹 一般选取较大的值 1 用第一次扫描得到的量测为航迹头建立门限 用速度法建立初始相关波门 对落入波门的第二次扫描量测均建立可能航迹 2 对每个可能的航迹外推 以外推点为中心 第三次扫描量测落入后继相关波门离外推点最近的给予关联 逻辑法 3 若后继相关波门中没有有效量测 则撤销可能航迹 或用加速度限制扩大相关波门考察第三次扫描量测是否落入其中 4 继续以上步骤 直到形成稳定航迹 5 历次扫描中 未落入相关波门参与判别的量测 自由量测 均作为新的航迹头 重新起始 逻辑法 Hough变换法 Hough变换最早用于图像处理中 是检测图像空间中图像特性的一种基本方法 主要用于检测图像中的直线 由于可以将雷达多次扫描的数据看做是一幅图像 因此hough变换可以用于检测直线航迹 现在hough变换以广泛应用于多传感器航迹起始和检测低可观测目标的重要方法 Hough变换时将笛卡尔坐标系中的观测数据变换到参数空间中的坐标 即 式中 对于一条直线上的点 必有两个唯一的参数满足也就是说 笛卡尔坐标系空间中的一条直线可以通过从原点到这条直线的距离和与x轴的夹角来定义 Hough变换法 为了能在参数空间中将目标检测出来 需要将参数空间离散的分解为若干个小方格 通过检测3 D直方图中的峰值来判断公共的交点 每个方格中心为 为参数theta的分割段数 为参数p的分割段数 多次扫描后 对于直线运动目标而言 在某一个对应的单元格内的点数会得到积累 当积累的数目超过一定的门限时 就可以宣布检测到了一条航迹 Hough变换法 Hough变换法 n p 150delta theta 3 Hough变换中的参量空间单元格长度的选择至关重要 Hough变换法 实验仿真 杂波产生方法 每个周期的杂波个数数按照泊松分布产生的 即给定参数 首先产生 0 1 上的随机数r 然后按照下式确定J J即为要产生的杂波个数 确定J以后 每个周期的J个杂波按照均匀分布随机分布在雷达的探测区域内 目标数 5初始位置 21 90 35 20 55 50 85 90 75 40 速度500m s 方位角150 45 30 180 90采样次数4 采样周期5s雷达威力区域简化为横向 ab 纵向 cd 实验仿真 性能评价指标 1 虚假航迹起始率 式中N为monte karlo仿真次数 fi为在第i次仿真中起始的虚假航迹数 ni为在第i次起始航迹总数 2 目标t正确起始概率 式中lit代表第i次仿真实验中目标航迹t是否被正确起始 实验仿真 Lambda 50四个扫描周期的杂波点与真实点态势图 直观法