[发明专利]基于霍夫变换的区域栅格化多特征关联并行航迹起始方法

说明书

本发明涉及一种基于霍夫变换的区域栅格化多特征关联并行航迹起始方法，其中包括：将雷达探测区域按照距离划分为多个相互重叠的小区域，对于每一个小区域，设定不同的参考周期数(参考周期数是指参与投票累积的有效周期个数)以及峰值提取门限，并以满足95％的期望目标能够完成有效积累为条件，采用蒙特卡洛仿真离线计算出霍夫变换量化间隔；将多个区域按照各自区域的参数采用霍夫变换的方法同时并行进行航迹起始；在将每次霍夫变换中遍历参数空间累积矩阵这一过程进行并行处理，根据计算资源将参数空间累积矩阵划分为多个大小相同的子矩阵，每个子矩阵分别进行并行处理。

技术领域

本发明涉及一种基于霍夫变换的航迹起始方法。

背景技术

航迹起始是指未进入航迹维持阶段之前确立航迹的过程，是多目标跟踪的首要问题，直接影响着多目标跟踪的性能。常用的航迹起始方法可以分为顺序处理方法和批处理方法两种。霍夫变换作为一种典型的批处理方法，因其对局部缺损的不敏感、对随机噪声的鲁棒性以及适于并行处理、实时应用等优良特性，已成为当前航迹起始方法研究的热点。

二十世纪八十年代初，Smith和Winter首次将霍夫变换引入，作为一种有效的航迹起始方法。1994年，Carlson,Evans和Wilson等，从原理概念、积累方法以及起始效果等角度，详细分析了基于霍夫变换的起始方法在单搜索雷达中的应用。1998年，Yankowich在多目标多传感器航迹起始融合算法中使用了霍夫变换。

虽然前人已经做出了很多卓有成效的工作，但是霍夫变换在具体应用中还存在诸多问题。首先，目前还没有一种公认的有效的参数空间量化间隔的选取方法；其次，作为一种批处理方法，霍夫变换天然存在计算量、存储量巨大的缺陷，在实际应用中必须需要考虑实时性问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于霍夫变换的区域栅格化多特征关联并行航迹起始方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：首先根据期望目标的最大速度v_max以及扫描周期Ts计算划分区域的最小距离跨度DivDis＝10*v_max*Ts，若计算出的DivDis小于预先设定好的最小距离跨度M，则取DivDis＝M。将雷达作用距离R内的探测区域划分为X个跨度为DivDis+δ_d的相互重叠的小区域，δ_d是重叠区域的距离跨度，对于每一个小区域，根据观测环境参考周期数T_aging(参考周期数是指参与投票累积的有效周期个数)以及峰值提取门限Thr，分别根据目标量测误差离线计算出霍夫变换最小量化间隔Δθ和Δρ。将这X个区域按照各自区域的参数采用霍夫变换的方法并行进行航迹起始。

对于基于霍夫变换的航迹起始方法本身，也进行并行处理。将参数空间累积矩阵划分为N个子矩阵，N由计算资源确定。每个子矩阵单独创建任务，多个子矩阵并行处理，任务的同步控制采用信号量+消息队列的方式实现。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：

本发明将整个探测区域划分为多个小区域，对不同的区域采用不同的参考周期数T_aging和峰值提取门限Thr，可以兼顾快速起始与抑制虚假。由于在整个雷达观测区域内，杂波强弱不一，现有技术在整个区域内都采用相同的参考周期数T_aging和峰值提取门限Thr，若采用较高的T_aging与Thr，则在若杂波区域内不能实现快速起始，若采用较低的T_aging与Thr，在强杂波区域内又会导致虚假太多。本发明采用的分区方法，在强杂波区域内采用高门限以抑制虚假，在弱杂波区域内采用低门限实现快速起始。其次，现有技术中，在整个探测区域中，采取同一组量化间隔进行处理。由于雷达目标的量测误差是在极坐标系中观测到的，转换到直角坐标系中，必然出现近程误差范围小远程误差范围大。本发明在近程采用较小的量化间隔，远程采用较大的量化间隔，更加符合实际情况。