[发明专利]一种基于被动声呐方位历程图的多目标检测跟踪方法

权利要求书

1.一种基于被动声呐方位历程图的多目标检测跟踪方法，其特征在于，包括：

步骤一、采用波束形成技术对声呐观测信号进行处理，获得多目标的方位历程图，利用所述多目标的方位历程图，将方位历程图中每个采样时刻的方位谱的极大值点作为检测单元，并获取每个检测单元的自适应噪声背景；

步骤二、利用N-P准则检测器，利用每个检测单元的自适应噪声背景对检测单元进行检测，获得量测点迹，利用初始两个时刻的量测点迹，获取多个目标初始航迹；

利用初始两个时刻的量测点迹，获取多个目标初始航迹的具体方法为:

步骤A1、采用N-P准则检测器，利用每个检测单元的自适应噪声背景对每个采样时刻的检测单元进行检测，判断每个采样时刻的检测单元是否存在量测点迹，若存在量测点迹，执行步骤A2；

其中，判断检测单元是否为量测点迹的具体方法为：

步骤A11、计算声呐测量环境背景噪声功率的水平估计值

步骤A12、计算检测单元的功率

步骤A13、利用所述估计值和已知的虚警概率P_fa，获取检测门限D_T；

步骤A14、将检测单元的功率与检测门限D_T比较，当时，存在量测点迹；

步骤A2、根据初始两时刻检测出的量测点迹，获得目标初始航迹；

获得目标初始航迹的具体方法为：

步骤A21、将初始时刻检测到的所有量测点迹作为航迹起始点，以每一个量测点迹为中心建立一个初始方位波门；

步骤A22、通过公式：

|z(2)-z(1)|≤2θ_BW

判断每个初始方位波门内第二时刻是否有量测点迹落入，若有量测点迹落入，则根据初始方位波门内点迹的个数和距离获取一条初始航迹，若无有点迹落入，则删除对应的航迹起始点，其中，θ_BW＝2arcsin(λ/md)为波束主瓣的半功率点波束宽度，λ为信号波长，m为阵元个数，d为阵元间距，z(k)(k＝1,2)是初始时刻和第二时刻检测到的量测点迹；

步骤三、采用跟踪波门对多个目标初始航迹进行筛选，获得多个真实目标航迹，根据每个真实目标跟踪波门内当前采样点时刻落入量测点迹的个数确定目标跟踪的方法；

若真实目标跟踪波门内仅落入一个量测点迹，则采用MPUKF滤波器对跟踪波门内量测点迹滤波；实现目标方位检测跟踪；

若真实目标踪波门内落入多个点迹，判断跟踪波门是否相交，若是，则真实目标航迹相交，否则真实目标航迹不相交；

若真实目标航迹相交，采用MHT算法对跟踪波门内量测形成假设事件，并计算假设事件的概率，获得目标的状态更新方程；执行步骤四；

若真实目标航迹不相交，采用PDA算法分别对每个目标的量测点迹进行处理，利用波门内所有量测点迹与目标的关联概率对量测点迹进行加权，以加权和作为等效结果，获得目标的状态更新方程；执行步骤四；

其中，获得真实目标航迹的具体方法为：

步骤B1、利用目标初始航迹对修正极坐标系无迹卡尔曼滤波器进行初始化，利用初始化后的修正极坐标系无迹卡尔曼滤波器对目标初始航迹作预测，获得下一采样点时刻的预测值，以所述预测值为中心设置跟踪波门；

步骤B2、判断第三至第五采样点时刻是否有量测点迹落入对应的跟踪波门内，若是至少一个采样点时刻有量测点迹落入对应的跟踪波门内，则所述目标初始航迹为真实目标航迹；

若真实目标跟踪波门内落入多个点迹，判断跟踪波门是否相交的具体方法为：

判断目标t在第k个采样点时刻的量测预测值z^t(k|k-1)(t＝1,2)是否满足：

若是，则波门相交，否则波门不相交，其中，z¹(k|k-1)为目标1在k采样点时刻的量测预测值，z²(k|k-1)为目标2在k采样点时刻的量测预测值,γ为波门参数；

步骤四、根据目标航迹是否相交，利用对应的目标状态更新方程与MPUKF滤波技术结合对目标方位进行跟踪；

步骤五、跟踪过程中，跟踪波门在A个时刻内均未出现量测点迹时，则判定目标航迹终结，完成对目标方位检测跟踪，其中，A为大于3的正整数。