[发明专利]一种用于雷达目标点迹凝聚的点迹聚类方法

说明书

技术领域

本发明涉及雷达信号处理领域，特别是一种用于低分辨率脉冲搜索雷达点迹凝聚的点迹聚类方法。

背景技术

雷达原始视频信号分方位和距离两个维度。低分辨率脉冲搜索雷达扫掠过目标时，天线将接收到一串回波。典型的目标回波如图1所示，在方位上有一定展宽，在距离上有一定延伸。量化采样后的雷达原始视频信号进行检测，大于检测阈值保留的信号单元称为点迹，小于检测阈值清零的信号单元称为空点。检测后的雷达视频信号称为检测视频。理论上，检测视频去除了噪声和干扰，只保留了目标的点迹。但实际上可能依然存在无用的孤立点。进一步的，同一目标点迹经凝聚后发送给雷达终端用于跟踪、录取。

点迹凝聚分为聚类和凝聚两个阶段。聚类是指逐方位逐距离的读入雷达检测视频，判断测试点是点迹，还是空点或是孤立点；若测试点是点迹，则继续判断当前点迹属于哪个目标，标记聚类状态。所有雷达视频信号处理结束时，可根据聚类状态找到目标所包含的所有点迹，然后根据下面两个公式完成凝聚：

公式(1)和(2)中，A是回波幅值，θ与r分别是点迹的方位与距离，与是点迹凝聚后的方位与距离，i与j分别是点迹在方位与距离上的序号。

传统上，点迹聚类分为两步：第一步，统计同一方位上的连续点迹，归纳为线段；第二步，计算方位间相邻线段的相关性，根据设定的相关性阈值，判断两条线段是否属于同一目标，从而完成点迹聚类。

传统点迹聚类存在这样的问题：对于如图2所示的目标回波粘连，会将同一方位上多个目标的点迹统计为一条线段，如图3所示。从而在方位间相邻线段相关性计算时，将两个目标的点迹聚类为同一个目标的点迹。凝聚效果如图4所示，回波信号中央的加号即为凝聚结果，显然，两个相邻的目标回波只有一个加号，被凝聚为同一个目标。

传统点迹聚类的基本单位是线段。如果将基本单位改为点迹，则可以将传统点迹聚类方法归纳为两条特征：

特征1：距离上相邻的点迹属于同一目标；

特征2：方位上相邻的点迹属于同一目标；

发明内容

发明目的：本发明目的在于提供一种更有效的用于雷达目标回波点迹凝聚的点迹聚类方法，克服传统点迹聚类过程中无法区分目标粘连的缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种用于雷达目标回波点迹凝聚的点迹聚类方法基于雷达目标回波形态特征，以点迹为基本单位，遵循“若点迹属于已知目标，则下一相邻方位相同距离的点迹与之属于同一目标”这一基本原则，根据测试点周边点迹的分布来处理新目标、同一目标点迹断裂、特殊回波形状等一系列情况，完成同一目标的点迹聚类。具体步骤为：

步骤1：逐个方位、逐个距离的顺序读入R×W个雷达检测视频信号处理，R是雷达检测视频信号的方位总数，W是距离总数。定位当前正在处理的视频信号A(i,j)为测试点，i与j分别是视频信号在方位与距离上的序号；

步骤2：若测试点A(i,j)不是点迹，沿当前方位i逐点顺序查询视频信号A(i,j-1)、A(i,j-2)…A(i,j-L)，L是小于10的自然数；

若L点视频信号均不是点迹，则测试点是空点，转入步骤4；

若顺序查询L点视频信号时，有视频信号是点迹且已聚类给某目标，且A(i+1,j)也是点迹，则测试点与查询到的点迹应聚类给同一目标，不执行瀑布规程，转入步骤4；

若顺序查询L点视频信号时，有视频信号是点迹且已聚类给某目标，但A(i+1,j)不是点迹，则跳过测试点，转到步骤4；

步骤3：若测试点是点迹，则判断其是否完成聚类：

若测试点已完成聚类，转到步骤4；

若测试点未完成聚类，转到步骤3-1；

步骤3-1：查询视频信号A(i,j-1)的处理状态；

若A(i,j-1)已完成聚类，则测试点与A(i,j-1)应聚类给同一目标；进一步的，若

A(i,j-1)也是点迹，则执行瀑布规程，否则不执行瀑布规程；转到步骤4；

若A(i,j-1)未完成聚类，则转到步骤3-1-1：

步骤3-1-1：顺序查询视频信号A(i,j+1)、A(i,j+2)…A(i,j+M)点的处理状态，M是小于10的自然数：

若M点范围内有点迹已完成聚类，则测试点与该点迹应聚类给同一目标，执行瀑布规程，转到步骤4；

若M点范围内没有点迹完成聚类，且测试点符合鲁棒条件，则应聚类给

新目标并执行瀑布规程；否则，测试点属于孤立点，不做处理转入步骤4；