[发明专利]一种针对多帧检测前跟踪点迹序列的粒子滤波方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达数据处理技术领域，它特别涉及了雷达微弱目标跟踪技术领域。

背景技术

雷达探测环境的日益复杂和目标隐身技术的日益成熟，使得雷达及时可靠地监测到淹没在强杂波中的微弱目标变得更加困难。提高雷达对微弱目标的检测跟踪性能具有重要的理论价值和实际意义。

检测前跟踪技术是一种在低信噪比环境中对微弱目标进行检测跟踪的一种技术。与传统的检测方法不同，检测前跟踪不单帧宣布量测结果，而是对多帧数据进行处理后同时宣布目标的量测结果与航迹。实现检测前跟踪技术的方法包括有粒子滤波、动态规划、霍夫变换等。基于粒子滤波的检测前跟踪方法的航迹起始能力不如动态规划和霍夫变换等方法，并且该方法需要计算概率，计算量大。但是，动态规划等多帧检测前跟踪方法处理一次只能得到目标的短航迹，无法得到目标的完整航迹。而且，一些多帧检测前跟踪方法是在离散空间得到的状态估计结果，估计精度存在一定损失。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，为提高对目标状态的估计精度，提供一种用于处理多帧检测前跟踪得到的短航迹的滤波方法。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是，一种针对多帧检测前跟踪点迹序列的粒子滤波方法，包括以下步骤：

步骤1)变量初始化：

初始化总仿真时间K、一次检测前跟踪处理帧数N；检测前跟踪处理门限V_T、检测前跟踪量测可能范围γ、一次多帧检测前跟踪处理第n帧的检测概率n＝1,2,…,N、雷达扫描周期T、目标状态转移矩阵F、观测矩阵H、过程噪声协方差Q、粒子数N_s、x和y方向的距离范围[x_min,x_max]和[y_min,y_max]、x和y方向的速度范围和

步骤2)粒子集初始化：

初始化时间变量k＝1与第i个粒子状态在x和y方向位置和速度状态xki=[xki,x·ki,yki,y·ki]T,i=1,2,...,Ns[·]T]]>表示转置；

初始化粒子集初始化完成后，进入步骤4)；

步骤3)状态预测：

利用k-1时刻的粒子集对k时刻进行预测：得到预测粒子集是过程噪声协方差Q的过程噪声，F为目标状态转移矩阵；

当第i个粒子状态中元素大于其最大范围的，则将最大范围值赋值给该元素，并设置该粒子对应的权值置为0；

步骤4)多帧检测前跟踪处理：

从雷达接收机中读取第k-N+1,k-N+2,…,k帧回波数据，当k≤N，则从雷达接收机中读取第1,2,…,k帧回波数据；当第k次检测前跟踪处理中存在量测结果，则进入步骤5)，否则进入步骤7)；存在量测结果即表示量测结果超过门限；

步骤5)权值更新：