CN106154244A - 一种密集杂波区基于tbd的半自动目标录取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种密集杂波区基于TBD的半自动目标录取方法。本发明针对密集杂波环境中目标录取困难、录取正确率低等问题，通过降低检测门限，利用检测前跟踪技术在点迹域形成包含杂波点和目标点的临时航迹，操作员在显示画面上观测到目标后，在显示器上利用光标对准目标，按下录取键，将该录取的点与检测前跟踪生成的临时航迹进行相关。将相关成功的航迹作为目标的航迹进行跟踪。该方法比传统方法能够，充分利用了操作员的在检测方面的性能，提前两到三个天线周期录取目标，目标录取的虚假率低。

Description

一种密集杂波区基于TBD的半自动目标录取方法

技术领域

本发明属于雷达的数据处理领域，用于实现密集杂波区对目标的录取。

背景技术

检测前跟踪技术，与CFAR检测、门限检测一样，是目标检测的一种方法，功能是判决点迹是不是目标。目标录取是对已经判决为目标的点迹，作为目标的位置信息，对目建立航迹并维持跟踪。目标录取是雷达目标跟踪中的首要问题，其正确性和及时性具有重要的意义。如果目标录取不正确，则无法实现对目标的跟踪。如果目标录取延迟，尤其是来袭目标，则错过最佳打击时间。

传统的目标录取方法主要有手动录取，半自动录取和全自动录取三种。其中手动录取速度慢，录取精度低，录取批数少。在多目标的复杂情势下，人工删除及录取操作繁杂，且需连续观测，操作员负担过重。全自动录取虚警率较高，容易把干扰或岛屿等也作为目标录取；还可能漏掉杂波干扰区内甚至干扰区外的弱小目标，也可能因为录取准则比较简单，难以适应目标多且运动态势复杂多变的场合。半自动录取即是由人工完成初始录取，然后进入自动录取。半自动录取可以按目标重要程度做出最优先录取方案，操作简单，虚假目标低等优点，因此应用广泛。

在密集杂波环境中，半自动录取的应用也遇到了困难。在半自动录取系统中，由人工操纵，通过在雷达显示器上用光标对准目标，按下相应的录取键，录取目标位置的初始坐标数据。以初始录取的目标坐标为中心，设置适当的录取波门，待下一次天线扫描周期，将落入波门内的回波数据与初始点进行相关联，自动地录取第二次或第三次目标坐标数据，从而由两个以上的点迹建立航迹，进入以后的自动录取与跟踪过程。在密集杂波环境中，回波信号的信噪比往往不高，若将检测门限设置过低，进入录取门内的杂波数量太多，目标易与杂波相关，录取的正确率降低，反之，若将检测门限设置过高，则有可能误将真实回波拦截在了录取门外。因此，密集杂波环境下的目标半自动录取应用遇到了挑战。

本发明针对密集杂波环境下，目标的半自动录取过程中，录取点与录取波门内的杂波相关联，形成虚假航迹，影响了目标的正确录取，造成目标录取困难，虚假目标高等问题。

发明内容

本发明采用基于HOUGH变换的检测前跟踪技术，对接收到的点迹进行航迹自动起始，将起始的航迹放入临时航迹库，将半自动录取的首点与临时航迹库的航迹进行相关，相关成功航迹的作为半自动录取的目标航迹，并以此航迹作为目标自动跟踪的航迹。传统上利用检测前跟踪技术对目标进行检测，需要进行多帧积累，多帧中已经隐含了目标的航迹信息，通过HOUGH变换，将目标的航迹提取出来，然后利用操作员在检测方面上的优势，对目标进行录取，同时利用目标的航迹对目标建航，因此具有建航快，虚警率低等特点。

实现本发明目的的技术解决方案为：将信号处理检测后产生的点迹送入目标录取模块，将多帧数据的点迹，利用HOUGH进行航迹起始，此时起始的航迹包括目标航迹和虚假航迹，起始的航迹放入临时航迹库，不显示也不上报。雷达操作员在密集杂波区发现目标后，通过光标对准目标，按下录取键，录取目标位置的坐标数据。将此坐标数据与临时航迹库中的航迹利用最临近域法进行相关。相关成功后，将航迹作为目标录取的航迹。并将航迹提取出来，向显控台上报。以此航迹的外推点，作为下一次录取波门的中心，对落入波门的点与航迹进行相关，实现目标的自动跟踪。

本发明与现有的半自动录取相比，具有录取时间快的优点，因为传统的方法是录取的目标的点迹，然后以此点作为航迹的首点进行关联。本发明是录取的航迹，此航迹已经由计算机自动生成并存在临时航迹库中。并且本发明目标的录取虚警率低，传统的方法在杂波区由于首点与杂波错误的关联后，会产生虚假航迹。

附图说明

图1是一种密集杂波区基于TBD技术的半自动目标录取方法流程。

具体实施方式

本发明提出了一种密集杂波区基于TBD的半自动目标录取方法，具体实施步骤如下：

(1)基于HOUGH变换的航迹自动起始。

a.设定检测区域，初级门限，变换参数，积累的帧数。

检测前跟踪需要多帧信号联合处理，需要存储多帧的回波，如果全程全方位进行检测前跟踪需要很大的存储空间和计算量。通常对重点区域进行TBD处理。因此首先要确定检测的区域范围。对于范围内的回波信号进行多帧存储，范围外的回波进行传统的检测处理。

b.回波数据预处理。

为减小运算量，降低虚警概率，本文利用门限(预处理门限)，对XOY数据平面图像进行预处理，设置初级门限的目的为了进一步减少存储量和计算量。在回波中饱和着噪声，杂波和目标，初级门限删除掉噪声，保留杂波和目标。

c.Hough变换。

Hough变换将笛卡尔空间中的点映射为参数空间中的曲线或曲面，则笛卡尔空间中满足某特性的点集将在变换后交于参量空间一点，统计交点处的累加程度来检测特征曲线或曲面。Hough变换的过程如下：

直角坐标系下的任一点(x，y)，通过以下公式：

ρ＝x*cos(N*π/180)+y*sin(N*π/180) (1)

(其中N＝1:180)变换为参数空间(N,ρ)中的一条曲线。

变换过程中，XOY内每一个点都变换为Hough平面内的一条正弦曲线。

d.变换域检测。

确定方格容量，划分参数区间，确定方格坐标参数区间的划分直接影响航迹起始的质量，容量参数Δρ，Δθ取值愈小，则参数空间划分愈加精细，起始航迹的质量越高，但容易造成漏检，而容量参数Δρ，Δθ取值过大则不至于产生漏警。预处理门限检测后剩下的点参加Hough变换。

预处理门限检测后的点进行二值积累，即所有剩下的点按权值为1参加运算。在确定的方格内进行计数器累加。

考虑到目标的起伏性，设置的检测判决门限比帧数少1或者2。

根据过门限网格对应的参数，回溯目标的轨迹，将航迹放入临时航迹库。

(2)基于最邻近域法的航迹相关。

临时航迹库中的航迹，是由若干个点迹组成的线段。操作员在显控台上录取目标位置的坐标数据，依次计算此点到各个航迹的距离。分为计算目标位置点与每条航迹最后一个更新点，两点之间的距离。取出距离最小值对应的航迹，作为相关成功的航迹。

(3)目标的自动跟踪。

将相关成功的航迹作为目标的航迹，然后转入自动跟踪，其步骤为：计算航迹中目标的速度和加速度，通过速度和加速度进行外推，将航迹的外推点作为下次波门的中心，根据目标的加速度和速度计算波门大小。下次回波到来后，在波门内选择离中心最近的点，作为航迹的更新点对航迹进行更新，依次实现了对目标的录取和自动跟踪。

Claims (1)

1.一种密集杂波区基于TBD的半自动目标录取方法，其特征在于：对于收到的目标回波首先进行预处理，预处理的方法为设置门限将噪声去掉，只保留杂波和目标，利用基于HOUGH变换的TBD进行检测，将检测到的过门限的点，回溯为包含目标和杂波的航迹，将航迹放入临时航迹库中；操作员在显控台上发现目标后，利用光标录取目标的位置坐标，计算临时航迹库中的所有航迹的最后一个更新点与目标录取点的距离，距离最小的航迹作为目标的航迹，将包含目标前几个周期的位置的航迹上报给数据处理。