[发明专利]一种针对多目标场景的检测跟踪一体化方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达信号处理领域，具体涉及雷达检测跟踪技术。

背景技术

现役雷达对目标的跟踪一般采用先检测后跟踪体制（DBT），即先进行单帧门限检测判决得到点迹数据，然后对这些过门限的点迹数据进行凝聚、关联、滤波等处理，最终形成目标航迹。在信噪比(SNR)较高的情况下，传统先检测后跟踪技术可以有效的实现对目标的检测跟踪，且具有运算量小，占用雷达系统资源少等优点。然而随着现代隐身技术的不断发展，目标雷达截面积（RCS）大幅减小，加之强杂波环境（城市，森林，山地等）的干扰，使得目标信噪比往往很低，这时传统先检测后跟踪技术的性能将会急剧恶化。

在传统先检测后跟踪体制中，检测与跟踪通常被看做两个独立的过程，并依据相互独立的准则优化各自的性能，然而作为一个系统的两个组成部分，检测与跟踪存在着必然的内在联系，传统的DBT对两者所做的割裂处理，势必造成了整个检测跟踪系统的性能损失。因此联合处理检测和跟踪过程，实现检测跟踪一体化具有重要的研究价值。

目前，国内外学者已经对检测跟踪一体化做了大量的研究。比如美国康涅狄格大学提出了一种耦合检测器与跟踪器的架构，将概率数据关联（PDA）跟踪滤波器预测的目标位置分布信息反馈给检测器，检测器将该反馈作为先验信息，继而利用贝叶斯准则进行检测判决，这样使得整个检测跟踪系统的数据流向是双向的，回波信息得到了更充分的利用，最终提高了检测和跟踪性能。然而这些研究工作都是针对单目标情形而做的，但在雷达实际监视环境中，常常会遇到多个目标同时存在的情况，此时需要同时估计出每个目标的状态，而已有的针对单目标的检测跟踪一体化方案不能有效实现对多个目标的监测与跟踪，因为随着目标个数的增加，检测过程所得到的量测点迹与目标航迹的数据关联问题变得尤为棘手；而且当多个目标邻近时，由于量测点迹来源的不确定性，将造成不同航迹之间的相互干扰，这些问题在已有的针对单目标的检测跟踪一体化方案中不能解决。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种针对多目标场景的检测跟踪一体化方法。

本发明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，构建了多个并行的贝叶斯检测器独立地对各目标进行多门限检测，将检测到的所有量测点迹输入到JPDA滤波器进行数据关联，估计各目标当前时刻的位置并预测下一时刻的位置；之后将预测的各目标位置分布信息（状态估计值）分别反馈到相应的贝叶斯检测器，贝叶斯检测器将该反馈作为先验信息用于下一时刻的检测判决。检测门限在空间上是自适应变化的，越靠近各目标跟踪波门中心（即目标的预测位置），检测门限越低；反之则门限越高。具体包括以下步骤：

步骤1：多门限检测