[发明专利]基于高斯分布波门的运动目标航迹关联方法

权利要求书

1.一种基于高斯分布波门的航迹关联方法，其特征在于，利用目标预测位置和量测位置之间误差的均值和方差确定高斯分布模型，根据高斯分布计算的半径所确定的区域，判断量测值是否源自目标的决策门限；该方法的步骤包括如下：

步骤1，生成高斯分布函数如下：

其中，f(x)表示x服从的高斯分布函数，x的取值为[0,600]范围内以0.01取值间隔随机选取的一个小数，π表示圆周率，exp表示以e为底数的指数操作，∑表示求和操作，d_i表示第i个时刻目标预测值与目标量测值之间距离，i表示采样时刻序号，μ₀表示连续50个采样时间间隔中所有目标预测值与目标量测值之间的距离均值，表示连续50个采样时间间隔中所有目标预测值与目标量测值之间的距离方差；

步骤2，按照下式，更新高斯分布函数：

其中，f'(x)表示更新后的高斯分布函数，P表示第i+1时刻起连续10个采样时刻的总数，d_i+1表示第i+1时刻目标预测值与目标量测值距离，μ表示从第i+1时刻起连续P个采样时刻中所有目标预测值与目标量测值之间距离的均值，σ²表示从第i+1时刻起连续P个采样时刻中所有目标预测值与目标量测值之间距离的方差；

步骤3，确定每个时刻的关联区域：

(3a)将每个时刻的距离均值和两倍的距离标准差之和作为该时刻的波门半径；

(3b)以当前时刻的下一个时刻的目标预测值为中心，将当前时刻的波门半径内的区域，作为当前时刻的下一时刻的目标量测值的关联区域；

步骤4，判断d_i+1≤r_i+1是否成立，若是，认为当前时刻的下一时刻的目标量测值落入到当前时刻的下一时刻的关联区域后执行步骤5，否则，执行步骤6；其中，r_i+1表示第i+1时刻的波门半径

步骤5，将当前时刻的下一时刻的目标量测值归并到当前目标航迹中，完成航迹外推；

步骤6，将当前时刻的下一时刻的目标预测值归并到当前目标航迹中，完成航迹外推。

2.根据权利要求1所述的基于高斯分布波门的航迹关联方法，其特征在于，步骤1中所述的目标量测值包括每个运动目标与测量传感器之间的距离、每个运动目标相对于测量传感器的速度、每个运动目标相对于测量传感器的加速度、每个运动目标相对于测量传感器的方位角和俯仰角。

3.根据权利要求1所述的基于高斯分布波门的航迹关联方法，其特征在于，步骤1中所述的目标预测值是由下式目标预测方程计算得到的：

其中，X(i)表示第i个时刻目标量测值，Φ_i表示第i个时刻状态转移矩阵，T表示由目标跟踪系统的采样频率确定的采样时间间隔，表示第i个时刻目标预测值。

4.根据权利要求1所述的基于高斯分布波门的航迹关联方法，其特征在于，步骤1所述的目标预测值到目标量测值距离d_i计算公式如下：

其中，表示目标运动的第i时刻目标预测值在三维坐标中x方向的位置，X_(i)x表示目标运动的i时刻目标量测值在三维坐标中x方向位置，表示目标运动的第i时刻目标预测值在三维坐标中y方向位置，X_(i)y表示目标运动的第i时刻目标量测值在三维坐标中y方向位置，表示目标运动的第i时刻目标预测值在三维坐标中z方向位置，表示目标运动的第i时刻目标量测值在三维坐标中z方向位置。

5.根据权利要求1所述的基于高斯分布波门的航迹关联方法，其特征在于，步骤2所述的目标预测值到目标量测值距离d_i+1公式如下：

其中，表示目标运动的第i+1时刻目标预测值在三维坐标中x方向位置，X_(i+1)x表示目标运动的第i+1时刻目标量测值在三维坐标中x方向位置，表示目标运动的第i+1时刻目标预测值在三维坐标中y方向位置，X_(i+1)y表示目标运动的第i+1时刻目标量测值在三维坐标中y方向位置，表示目标运动的第i+1时刻目标预测值在三维坐标中z方向位置，X_(i+1)z表示目标运动的第i+1时刻目标量测值在三维坐标中z方向位置。