CN106772346B - 一种炸点自动识别技术 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种炸点自动识别技术，根据炸点与噪声点或活动目标的不同特性，能够从雷达探测到的目标原始点迹中识别出炸点目标，对识别出的炸点自动进行位置平均，计算炸点的坐标位置，完成火炮校射任务。本发明根据炸点目标与普通目标在多普勒通道分布的区别进行炸点目标初识别，利用爆炸物在空中停留时间的短暂性和雷达发现炸点目标的连续性，进行二次识别确认。本发明对于炸点目标识别率高，能够快速准确的自动识别出炸点目标，不需要人为参与炸点的标识工作。
Description
技术领域
本发明涉及雷达系统目标探测处理领域，具体涉及运动目标的数据处理方法，用于实现炸点自动识别。
背景技术
侦察校射雷达在实际使用中主要用于探测地面运动目标，在校射炸点时，根据雷达探测出炮弹落地爆炸时的弹片和土块等运动目标来计算炸点坐标。目前，常用的侦察校射雷达都是将探测出的运动目标信息绘制于雷达显控软件界面上，由操作手时刻观察软件界面中绘制的目标信息，人工去判断哪些是炸点目标哪些不是炸点目标，在软件界面中将人工判定为是炸点的目标信息区域用鼠标进行框选，根据选择框中的目标信息计算出炸点的中心坐标。这种需要人工确认并选择炸点的工作，即繁琐又易出错。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种炸点自动识别技术，根据炸点目标与普通目标在多普勒通道分布的差异性进行炸点目标初识别，利用爆炸物在空中停留时间的短暂性和雷达发现炸点目标的连续性进行二次识别确认。本发明对于炸点目标识别率高，能够快速准确的从雷达探测到的目标原始点迹中自动识别出炸点目标，不需要人为参与炸点识别的标识工作，实施简便，准确率高。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：
步骤1，接收一帧原始目标数据，判断是否有与之连续的上一帧原始目标数据；若有，则分别将两帧原始目标数据中方位差小于2°且距离差小于30m的原始目标数据存放于目标缓存A1与A2中；分别将目标缓存A1与A2中每一个目标的多普勒滤波器号取值范围均分为八个区间，统计每个区间中的目标数量；若没有与之连续的上一帧原始目标数据，则将当前帧原始目标数据中方位差小于2°且距离差小于30m的原始目标数据存放于目标缓存A1中；将目标缓存A1中每一个目标的多普勒滤波器号取值范围均分为八个区间，统计每个区间中的目标数量；
步骤2，若有目标区间内的目标数量大于预设门限值、有目标区间号连续且连续的有目标区间个数大于预设个数，则将原始目标数据存入目标缓存A中，进入步骤3，否则认为目标集合A1与A2中的目标数据不是炸点目标，返回步骤1；
步骤3，根据目标缓存A中每一个目标的多普勒滤波器号计算多普勒滤波器号的波动方差，若波动方差大于预设门限值，则进入步骤4，否则认为不是炸点目标，返回步骤1；
步骤4，初步认为目标缓存A中的目标数据为炸点目标，分别对A中目标数据的方位与距离求平均，得到一个点目标NewTarget，并记录此时天线扫描过的圈数FindScanCnt；
步骤5，定义一个炸点目标链表TargetList，用于存放识别出的炸点目标数据；循环遍历炸点目标链表TargetList，将NewTarget与TargetList的炸点目标数据逐一进行位置相关，即计算NewTarget与TargetList的炸点目标距离，寻找与NewTarget相距设定距离门限内的炸点目标作为历史炸点目标OldTarget；若找到OldTarget，则进入步骤6；若遍历后未找到OldTarget，则认为NewTarget是新发现的炸点，将其添加到炸点目标链表TargetList中，返回步骤1；
步骤6，判断NewTarget与OldTarget发现时的天线扫描圈数相差是否等于1，若不等于1则判定OldTarget为假炸点，返回步骤1；若等于1则OldTarget的发现次数加1；
步骤7，判断OldTarget的发现次数是否大于预设的门限值，若大于门限值则认为OldTarget为假目标，返回步骤1，否则继续下一步；
步骤8，将NewTarget与OldTarget进行位置平均，并将其值赋值给OldTarget，返回步骤1。
当天线转动到扫描区域边界进行方向调转时，遍历炸点目标链表TargetList，计算每一个炸点目标被发现时天线扫描过的圈数FindScanCnt，与当前天线调转方向时天线扫描过的圈数的差值ScanCntValue；若炸点为真目标，且ScanCntValue＞5，则绘制炸点目标，显示炸点坐标位置，并从炸点目标链表TargetList中删除该炸点；若炸点为假目标，且扫描圈数ScanCntValue达到指定圈数，则从炸点目标链表TargetList中删除该炸点。
本发明的有益效果是：根据炸点目标与普通目标在多普勒通道分布的差异性进行炸点目标初识别，利用爆炸物在空中停留时间的短暂性和雷达发现炸点目标的连续性，进行二次识别确认。本发明可从雷达探测到的目标原始点迹中准确、快速地自动识别出炸点目标，对于炸点目标识别率高，不需要人为参与炸点的标识工作，完成火炮校射任务。本发明通过在不同的地理环境下和采用不同弹种的实战打炮试验中，验证了良好的实战能力。
附图说明
图1是本方法的总体处理流程图。
图2是本方法的详细处理流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。
炸点自动识别技术总体处理流程由以下两个步骤实现：第一步：根据雷达发现的原始目标数据点集合，依据炸点特性进行炸点初识别，将其凝聚成一个炸点目标；第二步：对于初识别出的炸点目标，利用爆炸物在空中停留时间的短暂性和雷达发现炸点目标的连续性，进行二次识别确认，将二次确认到的炸点目标以红色光斑闪烁的形式绘制于显示界面上。
炸点自动识别技术详细处理流程分为三个步骤。第一步：根据原始目标数据进行炸点初识别；第二步：将初识别出的炸点进行二次识别确认；第三步：从二次确认的炸点被发现时刻起，天线扫描5圈后进行炸点绘制和位置信息显示。炸点识别处理详细处理流程如图2。
该雷达的扫描方式为机械扫描，校射炸点时依据预先设置的校射中心方位和距离，对校射中心方位±5°，校射中心距离±1km区域内的目标进行探测，当天线调转方向时，记录当前天线扫描过的圈数。雷达定时处理一个波束内的目标数据，最多127个目标，采用一个多普勒滤波器组进行动目标检测，该多普勒滤波器组包含有4096个滤波器，每一个目标信息中都包含其被检测出的多普勒滤波器号信息，该多普勒滤波器号取值范围为[0,4095]，炸点识别时将多普勒滤波器组中的4096个滤波器以512量化分为8个区间。炸点的原始目标数据最多有可能会被连续的两个波束探测到，需依据前后两帧数据共同处理，将前一帧数据的多普勒滤波器号的分区归属于[0,7]区间，将当前帧数据的多普勒滤波器号归属于[8,15]区间，共16个区间进行综合处理。
1.依据炸点特性进行炸点初识别，处理流程如下：
Step1.当接收到一帧原始目标数据时，判断是否有与之连续的上一帧原始目标数据；
(1)如果有，则将前后两帧原始目标数据中方位相差2°和距离相差30m内的原始目标数据，分别存放于目标缓存A1与A2中；将目标缓存A1中每一个目标的多普勒滤波器号除以8，计算其归属于[0,7]区间中的哪一个区间，并统计每个区间中的目标数量；将目标缓存A2中的每一个目标的多普勒滤波器号除以8，计算其落入[8,15]区间中的哪一个区间，并统计每个区间中的目标数量；
(2)如果没有，则将当前帧原始目标数据中方位相差2°和距离相差30m内的原始目标数据，存放于缓存A1中；将目标缓存中的每一个目标的多普勒滤波器号除以8，计算其归属于[0,7]区间中的哪一个区间，并统计每个区间中的目标数量；
Step2.判断有目标区间内的目标数量是否大于预设门限值3，区间号是否连续以及连续的区间个数是否大于预设个数3，如果以上条件任意一个不满足则认为目标集合A1与A2中的目标数据不是炸点目标，如果是则将原始目标数据存入目标缓存A中，返回Step1；
Step3.根据A中的每一个目标的滤波器号，采用公式(1)计算多普勒滤波器号的波动方差。
D(x)＝E{∑[X-E(X)]2} (1)
其中E(X)指的是对X的预期值，X是实际值。
判断波动方差是否大于预设门限值120，若不满足条件，则认为不是炸点目标，返回Step1；
Step4.若以上条件都满足，则初步认为A中的目标数据为炸点目标，分别对A中目标数据的方位与距离求平均，依据雷达站位置计算出对应的东北坐标值，得到一个点目标NewTarget，并记录此时天线扫描过的圈数FindScanCnt。
2.利用爆炸物在空中停留时间的短暂性和雷达发现炸点目标的连续性，进行二次识别确认。定义一个炸点目标链表TargetList，用于存放识别出的炸点目标数据。处理流程如下：
Step5.循环遍历炸点目标链表TargetList，将NewTarget与TargetList的炸点数据逐一进行位置相关，即根据两个目标的东北坐标计算两点距离，寻找与NewTarget在一定距离门限55m内的历史炸点目标OldTarget。若找到OldTarget，则退出遍历TargetList进入Step6进行处理；遍历完成后若未找到OldTarget，则认为NewTarget是新发现的炸点，将其添加到炸点目标链表TargetList中，返回Step1；
Step6.判断NewTarget与OldTarget发现时的天线扫描圈数相差是否等于1，若不满足条件则判定OldTarget为假炸点，返回Step1，若满足条件则OldTarget的发现次数加1；
Step7.判断OldTarget的发现次数是否大于门限值3，若大于门限值则认为OldTarget为假目标，返回Step1，否则继续下一步；
Step8.将NewTarget与OldTarget进行位置平均，并将其值赋值给OldTarget，返回Step1。
3.为降低误识别率，当炸点被二次识别确认后，天线经历5圈以上扫描时(约9秒)，延时绘制炸点目标和显示位置信息，处理流程如下。
Step9.当天线转动到扫描区域边界进行方向调转时，遍历炸点目标链表TargetList，计算每一个炸点目标被发现时天线扫描过的圈数FindScanCnt，与当前天线调转方向时天线扫描过的圈数的差值ScanCntValue；
Step10.若炸点为真目标，且ScanCntValue＞5，则绘制炸点目标，显示炸点坐标位置，并从炸点目标链表TargetList中删除该炸点；
Step11.若炸点为假目标，且扫描圈数ScanCntValue达到指定圈数10，从炸点目标链表TargetList中删除该炸点。
Claims (2)
1.一种炸点自动识别方法，其特征在于包括下述步骤：
步骤1，接收一帧原始目标数据，判断是否有与之连续的上一帧原始目标数据；若有，则分别将两帧原始目标数据中方位差小于2°且距离差小于30m的原始目标数据存放于目标缓存A1与A2中；分别将目标缓存A1与A2中每一个目标的多普勒滤波器号取值范围均分为八个区间，统计每个区间中的目标数量；若没有与之连续的上一帧原始目标数据，则将当前帧原始目标数据中方位差小于2°且距离差小于30m的原始目标数据存放于目标缓存A1中；将目标缓存A1中每一个目标的多普勒滤波器号取值范围均分为八个区间，统计每个区间中的目标数量；
步骤2，若有目标区间内的目标数量大于预设门限值、有目标区间号连续且连续的有目标区间个数大于预设个数，则将原始目标数据存入目标缓存A中，进入步骤3，否则认为目标集合A1与A2中的目标数据不是炸点目标，返回步骤1；
步骤3，根据目标缓存A中每一个目标的多普勒滤波器号计算多普勒滤波器号的波动方差，若波动方差大于预设门限值，则进入步骤4，否则认为不是炸点目标，返回步骤1；
步骤4，初步认为目标缓存A中的目标数据为炸点目标，分别对A中目标数据的方位与距离求平均，得到一个点目标NewTarget，并记录此时天线扫描过的圈数FindScanCnt；
步骤5，定义一个炸点目标链表TargetList，用于存放识别出的炸点目标数据；循环遍历炸点目标链表TargetList，将NewTarget与TargetList的炸点目标数据逐一进行位置相关，即计算NewTarget与TargetList的炸点目标距离，寻找与NewTarget相距设定距离门限内的炸点目标作为历史炸点目标OldTarget；若找到OldTarget，则进入步骤6；若遍历后未找到OldTarget，则认为NewTarget是新发现的炸点，将其添加到炸点目标链表TargetList中，返回步骤1；
步骤6，判断NewTarget与OldTarget发现时的天线扫描圈数相差是否等于1，若不等于1则判定OldTarget为假炸点，返回步骤1；若等于1则OldTarget的发现次数加1；
步骤7，判断OldTarget的发现次数是否大于预设的门限值，若大于门限值则认为OldTarget为假目标，返回步骤1，否则继续下一步；
步骤8，将NewTarget与OldTarget进行位置平均，并将其值赋值给OldTarget，返回步骤1。
2.根据权利要求1所述的炸点自动识别方法，其特征在于：当天线转动到扫描区域边界进行方向调转时，遍历炸点目标链表TargetList，每一个炸点目标被发现时，计算天线扫描过的圈数FindScanCnt与当前天线调转方向时天线扫描过的圈数的差值ScanCntValue；若炸点为真目标，且ScanCntValue＞5，则绘制炸点目标，显示炸点坐标位置，并从炸点目标链表TargetList中删除该炸点；若炸点为假目标，且扫描圈数ScanCntValue达到指定圈数，则从炸点目标链表TargetList中删除该炸点。
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