[发明专利]一种基于多进程协同的大批量实时目标并行处理方法

说明书

本发明公开了基于多进程协同的大批量实时目标并行处理方法，将待处理海上目标分布区域划分为独立的处理区域，并在相邻处理区域之间设立覆盖一定宽度的相邻区域；每个处理区域分配有独立的目标数据处理进程，相邻区域也分配单个目标数据处理进程；将收到的所有海上目标数据，根据其所处位置分配给相应区域的数据处理进程；对于非相邻区域目标，由处理区域进程并行处理；对于相邻区域内目标，则由处理区域进程和相邻区域处理进程进行自协同处理，实现不同处理区域之间相邻区目标无缝连接和平滑过渡；在不同区域处理进程以及相邻区域处理进程之间，建立目标数据的标识交接、要素的管理与同步机制，生成全系统目标标识唯一、航迹连续的目标态势。

技术领域

本发明属于计算机信息处理融合领域，具体地是一种基于多进程协同的大批量实时目标并行处理方法。

背景技术

随着海上目标航迹处理系统处理容量的增加，单个进程的处理能力逐渐成为制约系统扩大处理容量的瓶颈问题。受制于计算机软硬件技术以及成本，无法简单使用升级计算机硬件资源的方式无限提高单个处理进程的处理容量，从软件上设计多进程并行处理结构算法是一种提高系统容量的可行方法。

近年来并行计算技术迅速发展，是提高计算系统计算速度和处理能力的一种有效手段。并行计算技术可分为三类：一是单机并行技术，以包含多处理器计算机系统为计算平台，运用多线程、多进程、并行算法设计等技术完成并行计算任务，然而由于实时目标跟踪系统涉算法复杂(滤波估计、数据关联、状态融合)并且存在数据耦合性，目前未有有效的并行目标跟踪算法；二是集群技术，采用多计算机构建高性能计算平台的方法，此类系统多适用于非实时大数据量处理，不适用于实时目标跟踪系统；三是分布式并行处理，其集成广域网络资源，实现全网资源的统一调度和并行处理，然而其要求任务能够松散分割，不适用于单个处理节点，并且该方式无法解决单个处理节点的计算能力瓶颈问题。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于多进程协同的大批量实时目标并行处理方法。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种基于多进程协同的大批量实时目标并行处理方法，据处理节点的计算资源(处理器个数、内存大小、缓存大小等)和目标处理容量(最大目标个数、最大处理密度)，将待处理海上目标分布区域划分为多个独立的处理区域，并在相邻处理区域之间设立覆盖一定宽度的相邻区域；每个处区域分配有独立的目标数据处理进程，相邻区域也分配单个目标数据处理进程；系统收到的所有海上目标数据，根据其所处位置分配给相应区域的数据处理进程；对于非相邻区域目标，由处理区域进程并行处理；对于相邻区域内目标，则有处理区域进程和相邻区域处理进程进行自协同处理，实现多处理区域之间相邻区目标无缝连接和平滑过渡；在多个区域处理进程以及相邻区域处理进程之间，建立目标数据的标识交接、要素的管理与同步机制，生成全系统目标标识唯一、航迹连续的目标态势。

在进行大批量实时目标并行处理时，首先划分任务单元。具体方法如下：

步骤1-1：确定任务单元个数

假如系统的处理指标为N，单个处理进行的处理能力为n，则任务单元的个数至少为N_process＞＝N/n。

步骤1-2：划分任务单元范围

步骤1-2-1：确定处理区，根据任务单元的个数，将港口监视区域划分为n₀个互不重叠的区域，区域用多边形确定，每个区域为一个任务单元的范围。

步骤1-2-2：确定相邻区，任务单元区域多边形，相邻任务单元分界线两侧的一个带状区域定义为相邻区，相邻区域宽度可定义为交界线左右各X(X的取值范围为500 到1000，本实例中X取800)米，见图3。

在进行大批量实时目标并行处理时，海情目标需要按任务单元进行任务分配。具体方法如下：

步骤2-1：给任务单元分配处理进程