[发明专利]一种适用于被动拖曳线列阵声呐的复杂弱目标检测和跟踪方法

权利要求书

1.一种适用于被动拖曳线列阵声呐的复杂弱目标检测和跟踪方法，其特征在于，包括下列步骤：

步骤1：基于被动声呐系统的阵元接收信号y(n)，通过CBF算法计算当前时刻的量测值其中B为观测区域的分辨单元数目；

步骤2：对每个目标进行状态采样、粒子权值计算：

计算不同粒子在与目标对应的分区的状态采样：其中表示第j个粒子在当前时刻k的第l个分区的状态采样，表示k时刻目标l的状态，j＝1,…,N_p，l＝1，...，L，N_p表示粒子数目，L表示目标数目；

再根据向量测值z^k和计算分区l的粒子权值

从而得到N_p个粒子在时刻k的L个分区的状态采样和权值；

步骤3：根据同一分区的粒子权值对各分区的粒子状态进行重采样；

步骤4：检测消失的目标并删除：

401：对于持续超过N_f个时刻的目标，计算该目标N_f个时刻的粒子权值和∑；

402：若∑小于权值门限Λ，则判断当前目标消失，并删除当前目标到当前时刻为止N_f个时刻的状态估计，且对应时刻目标数减1；若∑大于或等于权值门限Λ，则目标持续时刻数加1；

步骤5：基于计算各粒子的综合权值其中

j＝1,…,N_p；

步骤6：由得到目标估计状态，其中δ(·)是狄拉克函数；

步骤7：基于当前时刻的量测值判断新目标起始：

S701：对各量测值选取量测值左右各r个分辨单元的量测值组成一个长度为r的数据窗b＝1,…,B；

S702：对数据窗内的量测值从小到大排序得到并根据公式设置门限值β，其中α为预设值；

S703：将与门限值β进行比较，若则令否则令

S704：基于步骤S701-S703，得到新的一组量测值

S705：将中超过起始门限Λ_s的量测值与目标估计状态进行对比：若与目标估计状态的距离小于判断门限η_t，则不作为新目标起始；否则，基于当前量测值所在分辨单元起始新目标。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中，对任意分区的重采样具体为：

初始化权值阶梯函数：c₁＝0；

基于粒子权值计算N_p个权值阶梯函数

根据公式计算粒子参数u_j，其中j＝1,…,N_p，u₁为的均匀分布随机数；

对每个粒子参数u_j，从N_p个权值阶梯函数中，查找第一个满足u_j≤c_p的粒子标号p，将粒子p分区l的状态采样和粒子权值覆盖到粒子j的分区l，其中p∈{1,…,N_p}。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1具体为：

101：基于当前接收信号y(n)计算空间相关矩阵R的估计值：其中N表示信号的快拍数，(·)^H表示共轭转置；

102：由各阵元接收信号的加权和w^Hy(n)得到被动声呐系统的输出信号y_o(n)，其中w表示权值向量；

将赋值给空间相关矩阵R，根据CBF算法计算输出信号y_o(n)的功率值P作为量测值，即功率值P＝w^HRw；

以接收信号的导向向量a(θ)作为各接收信号的权值向量得到不同入射角θ的功率幅值：P(θ)＝a^H(θ)Ra(θ)；

基于入射角的功率幅值得到各分辨单元b在当前时刻的量测值其中分辨单元标识符b＝1,…,B。