[发明专利]基于随机有限集的圆周SAR多目标跟踪方法

权利要求书

1.基于随机有限集的圆周SAR多目标跟踪方法，其特征在于：所述方法具体过程为：

步骤一：基于DPCA-CFAR方法对运动目标进行初步检测，得到运动目标的量测值；

步骤二：根据步骤一得到的运动目标量测值，建立运动目标的状态向量和量测向量，根据运动目标的状态向量和量测向量，建立多运动目标的状态向量集合和量测向量集合；

步骤三：对步骤二得到的量测向量进行修正，得到补偿后量测向量；

步骤四：根据补偿后量测向量，建立目标状态模型和量测模型；

步骤五：根据步骤四给出的目标状态模型和量测模型进行基于GMPHD滤波器的目标跟踪；基于GMPHD滤波器的目标跟踪包括PHD预测，PHD更新，高斯分量的修剪，多目标个数和状态估计；

所述GMPHD为高斯和概率假设密度滤波；

所述多运动目标为2个及2个以上运动目标。

2.根据权利要求1所述基于随机有限集的圆周SAR多目标跟踪方法，其特征在于：所述步骤一中基于DPCA-CFAR方法对运动目标进行初步检测，得到运动目标的量测值；具体过程为：

对于多通道圆周SAR系统的载机平台在距离目标平面z＝Z_h的平面上以R_g为半径沿圆周路径作匀速运动，载机平台运动线速度为V，载机平台运动角速度表示为ω＝V/R_g；

对于多通道圆周SAR，沿雷达航迹切线方向水平放置N幅天线，天线之间的间距均为d，采用单发多收工作模式，由参考通道发射线性调频信号，所有天线同时接收回波信号；

所述多通道为2个及2个以上通道；

参考通道在运行到方位角为θ位置时的瞬时位置坐标为P_a(R_gcosθ,R_gsinθ,Z_h)；

其中θ∈[0,2π)为方位角，方位角代表合成孔径域，即t_m慢时间域；

当载机平台沿圆周轨迹运动时，载机平台中的雷达波束中心始终照射在以R₀为半径，O为圆心的圆周观测区域Ω内；雷达到观测区域中心的距离为观测区域中心处雷达波束入射角为i表示入射角；

设观测区域中某运动目标位于P_t(x(t_m))，运动目标的状态向量表示为

其中[x(t_m),y(t_m)]表示运动目标的位置，表示运动目标在笛卡尔坐标系x轴和y轴方向的速度；t_m表示慢时间域；

双通道的两个通道距离运动目标的瞬时斜距表示为R_i(t_m),i＝1,2；

设时间校准后的两通道图像序列表示为I_1,k(x,y)和I_2,k(x,y)；

其中k＝1,2,...,K表示帧数；

两通道图像序列的关系表示为

其中λ表示波长；j为虚数，j²＝-1；v_r表示运动目标的径向速度；

利用DPCA技术对两通道图像进行对消处理后得到|I_DPCA,k(x,y)|，实现杂波抑制；

经杂波抑制后，对每一帧图像进行OS-CFAR初步检测获取目标量测值，在恒虚警检测中设置虚警概率P_fa，得到运动目标的量测值。

3.根据权利要求2所述基于随机有限集的圆周SAR多目标跟踪方法，其特征在于：所述对每一帧图像进行OS-CFAR初步检测获取目标量测值，在恒虚警检测中设置虚警概率P_fa，得到运动目标的量测值；具体过程为：

OS-CFAR初步检测结果表示为

其中η_k为检测门限；

对OS-CFAR初步检测结果B_k(x,y)进行图像处理，得到运动目标的量测值；过程为：

通过形态学的腐蚀膨胀操作以获得连通的目标区域，对目标区域进行边缘检测获取目标的中心位置点，将目标的中心位置点作为运动目标的量测值。