[发明专利]多假设目标跟踪系统中的两层航迹档案管理方法

说明书

本发明提出了一种多假设目标跟踪系统中的多层航迹档案管理方法。在多假设目标跟踪系统中，建立一包含通用航迹档案和内部航迹档案的多层航迹档案；对应MHT假设生成、剪枝过程，对内部航迹档案进行实时更新；设置通用航迹档案和内部航迹档案的对应逻辑，通用航迹档案信息基于内部航迹档案信息进行更新；根据通用航迹档案中的目标信息，对目标航迹进行实时输出显示，完成目标跟踪管理和目标信息上报。利用本发明提出的方法，可解决多假设跟踪延时决策带来的结果显示滞后及复杂的航迹假设分支管理问题。

技术领域

本发明属于目标跟踪航迹管理方法技术领域，特别涉及一种多假设跟踪系统中的多层航迹档案管理方法。本发明针对多假设跟踪系统中的的航迹管理方法及效率问题，对应多假设跟踪过程中的航迹起始、维持、终结和输出需求，对档案结构进行优化，实现航迹档案的高效管理和实时使用。

背景技术

在现代战场上，弹道导弹突防时，会采取多种反制措施，包括释放诱饵、箔条干扰、干扰机干扰以及风力过程中产生位置靠近、运动状态相似的碎片。用于作战、空运、校阅和飞行表演等的编队飞行飞机在空中相互保持一定的间隔、距离和高度差协同飞行。这些目标成员之间相对位置靠近，运动轨迹类似，形成了密集回波环境。

除了军事领域，在民用领域也有许多环境会出现密集回波现象，例如航空管制雷达和社会公共安全方面的车辆、人群的视频监控。航空管制雷达用于帮助管制中心掌握飞机的飞行轨迹和飞行意图，以提高空中交通安全的保障能力。当雷达覆盖范围出现大量互相靠近的目标时，雷达则会接收到高密度的回波信号，构成密集回波环境。另外，当视频监控设备所采集的数据为大流量车辆或人群的视频时，特别是早晚高峰时期的路面交通视频，则同样会形成密集回波环境。

密集回波，是指由于相互靠近或杂波干扰造成高回波密度的情况。在回波如此密集分布的情形下，目标间的相互干扰，会造成点迹错误关联和目标点迹断续，无法保证目标的跟踪精度。此时，单帧数据关联方法面临着两大难题：第一，目标相互靠近，常规波门技术很难将可能来自目标的波束从所有回波中区分出来；第二，“一个目标只关联一个测量，一个测量只来源于一个目标”的假设不再成立。因此，在密集回波情情况下，常规的跟踪方法难以取得理想的跟踪效果。鉴于密集回波特性较传统多目标更为复杂，近年来多采用多假设跟踪方法进行处理。

多假设跟踪(MHT)是利用多帧量测信息延迟决策机制，进行量测关联并形成最终确认航迹。MHT跟踪过程中的航迹信息主要以航迹Track、聚类cluster、航迹树Track Tree三种形式进行分类管理。三类航迹定义如下，其关系如图1所示：

(1)Track：表示MHT算法对目标运动生成的跟踪轨迹，每条轨迹对应观测与目标数据关联的一种假设可能。

(2)Cluster：表示所有共享观测的航迹假设的集合，引入Cluster是为了将大问题分解为多个小问题，以利于节省计算量。

(3)Family：表示一个目标不断分支出很多航迹假设的树形结构，这种结构几乎被所有的MHT算法所采用。每个Family至多表示一个目标的跟踪情况，其中每一条分支表示目标数据关联的一种可能，即Track。同一Family中的所有Track是互不相容的，只能选择一个Track作为目标的航迹。同时，一个Family中所有的Track只能在一个Cluster内。

MHT算法假设生成和判断过程较为复杂，每一次航迹更新都涵盖了多帧量测的假设关联过程。另外，MHT算法中的假设航迹的生成、合并与删除仅用于形成最终有效关联前的假设阶段，无需对用户输出。因此，仅采用单层通用航迹档案进行管理的传统方法会引起航迹档案的频繁更新与航迹输出不稳定的问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种多假设目标跟踪系统的2层航迹档案管理方法。本发明建立一种2层航迹档案结构，针对雷达多目标跟踪关联中的航迹起始、维持、终结和输出环节，对航迹信息进行独立管理。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。