CN112162274A - 一种基于引导探测的雷达光电系统自适应资源调度方法 - Google Patents

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姚远
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Abstract

本发明涉及一种基于引导探测的雷达光电系统自适应资源调度方法。在雷达光电系统进行引导探测时，将雷达跟踪列表中关注的目标信息发送至光电进行引导探测，待光电对该目标跟踪稳定后暂停发送引导信息，实时对该目标的雷达、光电跟踪情况进行分析，在其中一个源发生跟踪异常后将跟踪正常源的目标参数发送至跟踪异常源进行引导，达到对雷达光电系统资源自适应控制，实现雷达光电系统对该目标持续稳定跟踪。

Description

一种基于引导探测的雷达光电系统自适应资源调度方法
技术领域
本发明属于雷达光电技术领域，特别涉及一种异构传感器引导探测的自适应资源调度方法。
背景技术
随着无人机产业的高速发展，无人机的种类越来越多，使用场景复杂多变，无人机反射面积小、速度慢、高度低，发现难度高，无人机的监视成为一个重要问题。鉴于雷达具有搜索范围广、受天气影响小、同时跟踪多批目标、目标方位仰角距离信息全的特点，光电拥有成像清晰、跟踪精度高、不易受电磁干扰的优点，为了发挥两者的优点，很多厂家开展了雷达和光电进行系统联合探测的研究。
现有技术中分两种，一种是雷达、光电分别独立跟踪，利用雷达对目标进行搜索，待发现目标后按照目标位置人工调整光电镜头对目标进行捕获跟踪，该方法协同效率低，而且存在方位变化较大的目标很难进行人工捕获等问题。另一种是雷达、光电按系统集成联合工作，对目标进行搜索、跟踪时，将雷达跟踪目标信息直接发送至光电进行持续引导跟踪，光电依据雷达引导信息进行目标搜索跟踪，该技术解决了人工调整光电镜头目标捕获难度大、效率低的问题；但该技术是建立在雷达对目标的持续稳定跟踪的基础上，而当雷达光电系统工作于复杂的环境时，强杂波、电磁干扰等将影响雷达的稳定跟踪，在雷达跟踪不稳或错误时，光电由于持续接收雷达的引导信息也将跟踪错误，即在该方式下光电的跟踪质量会随着雷达跟踪质量变化而变化，雷达光电系统的跟踪稳定性完全取决于雷达，光电的不易受电磁干扰优点未发挥作用，光电对雷达光电系统的跟踪性能没有提高。
发明内容
针对现有技术中工作在强杂波、电磁干扰的环境中时雷达光电系统对目标无法稳定跟踪的问题，本发明提出一种基于引导探测的雷达光电系统自适应资源调度方法。在存在雷达光电系统的场景中，将雷达、光电共视区内雷达跟踪任务列表中的引导目标信息发送至光电进行引导，通过雷达和光电对该目标的跟踪反馈情况进行分析判断，及时对跟踪异常的雷达或光电进行引导重新捕获该目标，以提高雷达光电系统对目标的跟踪稳定性。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种基于引导探测的雷达光电系统自适应资源调度方法，步骤如下：
步骤一：建立雷达跟踪任务列表；
步骤二：将引导目标的雷达跟踪参数信息发送至光电设备进行引导探测；
步骤三：实时接收雷达、光电设备的跟踪反馈；
步骤四：判断雷达、光电跟踪是否为同一目标，如果是，则进入步骤三，否则进入步骤五；
步骤五：解析雷达跟踪是否正常，如果是，则进入步骤二，否则进入步骤六；
步骤六：利用光电航迹生成目标引导参数并发送至雷达进行引导，进入步骤三。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明利用三坐标雷达、光电设备的优点，既实现了雷达对光电的引导，又避免了因环境因素导致的雷达跟踪不稳对光电跟踪的影响，并且能够通过光电的正确跟踪反馈引导雷达对目标跟踪进行修正，保障雷达、光电对目标的稳定跟踪，提高了雷达光电系统对目标的跟踪能力。
附图说明
图1一种基于引导探测的雷达光电系统自适应资源调度方法实施流程图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明的技术方案，以下结合附图对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明提供的一种基于引导探测的雷达光电系统自适应资源调度方法，其优选的实现过程为：
步骤一：利用三坐标雷达进行对空搜索录取跟踪，根据跟踪的目标航迹建立雷达跟踪任务列表；
步骤二：设置需要引导的雷达跟踪目标，将目标参数信息(方位Ar、仰角Er、距离Dr)发送至光电设备进行引导探测；
步骤三：实时接收雷达、光电设备的跟踪反馈，其中雷达跟踪反馈包含方位Ar、仰角Er、距离Dr，光电跟踪反馈包含方位As、仰角Es；
步骤四：对雷达光电跟踪是否同一目标按连续M个雷达跟踪周期的雷达光电跟踪符合情况进行统计，单雷达跟踪周期雷达光电符合情况判断时数据选择雷达与光电跟踪时间最接近的跟踪结果。优选判断准则如下：
①方位判断准则：
|Ar-As|＜ΔA
ΔA为雷达与光电设备的方位误差指标之和。
②仰角判断准则：
|Er-Es|＜ΔE
ΔE为雷达与光电仰角误差指标之和。
当方位、仰角均满足判断准则时则认为当前i周期的比对符合结果Pi＝1，否则Pi＝0。雷达、光电按雷达天线周期进行滑窗对比，在连续M个周期内，统计对比结果之和为
Figure BDA0002708734370000031
N为预设的门限值，若P≥N，则判断雷达、光电跟踪为同一目标，否则判断雷达、光电跟踪为不同目标。如果是同一目标，则进入步骤三，否则进入步骤五。
步骤五：解析雷达跟踪是否正常，如果是，则进入步骤二，否则进入步骤六。
优选实现过程为：所述雷达跟踪航迹质量变化Δq，若Δq≥0则判断雷达跟踪正常，否则判断雷达跟踪异常，如果是，则进入s2，否则进入s6；所述雷达跟踪航迹速度变化率u(Δv)、航向变化率u(Δn)，Δvi表示从航迹更新周期i-1到周期i的速度变化，Δvi-1表示从航迹更新周期i-2到周期i-1的速度变化，Δni表示从航迹更新周期i-1到周期i的航向变化，Δni-1表示从航迹更新周期i-2到周期i-1的航向变化，
Figure BDA0002708734370000032
若u(Δv)+u(Δn)≤2*η，η为不小于1的加权值，则判断雷达跟踪正常，否则判断雷达跟踪异常。
步骤六：利用光电航迹生成目标引导参数并发送至雷达进行引导，进入步骤三。
优选实现过程为：按光电航迹生成雷达引导参数，以光电跟踪的目标参数方位As、仰角Es作为引导方位A、仰角E，以雷达跟踪数据上个周期外推的距离Dro作为引导距离D，将引导方位A、引导仰角E、引导距离D作为引导的参数信息发送至雷达进行引导，进入步骤三。

Claims (4)

1.一种基于引导探测的雷达光电系统自适应资源调度方法，其特征在于：
步骤一：建立雷达跟踪任务列表；
步骤二：将引导目标的雷达跟踪参数信息发送至光电设备进行引导探测；
步骤三：实时接收雷达、光电设备的跟踪反馈；
步骤四：判断雷达、光电跟踪是否为同一目标，如果是，则进入步骤三，否则进入步骤五；
步骤五：解析雷达跟踪是否正常，如果是，则进入步骤二，否则进入步骤六；
步骤六：利用光电航迹生成目标引导参数并发送至雷达进行引导，进入步骤三。
2.根据权利要求1所述的一种基于引导探测的雷达光电系统自适应资源调度方法，其特征在于：所述步骤四中判断雷达、光电跟踪是否为同一目标的方法为：假设雷达跟踪数据包含方位Ar、仰角Er、距离Dr，光电跟踪数据包含方位As、仰角Es；雷达光电单周期跟踪是否同一目标比对时，选择雷达与光电跟踪时间最接近的数据，方位判断准则如下：|Ar-As|＜ΔA；仰角判断准则如下：|Er-Es|＜ΔE；ΔA为雷达与光电设备的方位误差指标之和，ΔE为雷达与光电仰角误差指标之和，两者均满足时则认为当前i周期的比对结果Pi＝1，否则Pi＝0，在连续M个周期内，
Figure FDA0002708734360000011
雷达、光电跟踪为同一目标的准则如下：P≥N,N为预设的门限值，满足该准则判断为同一目标，否则判断为不同目标。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的一种基于引导探测的雷达光电系统自适应资源调度方法，其特征在于：所述步骤五中假设雷达跟踪航迹速度变化率u(Δv)、航向变化率u(Δn)，Δvi表示从航迹更新周期i-1到周期i的速度变化，Δvi-1表示从航迹更新周期i-2到周期i-1的速度变化，Δni表示从航迹更新周期i-1到周期i的航向变化，Δni-1表示从航迹更新周期i-2到周期i-1的航向变化，
Figure FDA0002708734360000012
若u(Δv)+u(Δn)≤2*η，η为不小于1的加权值，则判断雷达跟踪正常，否则判断雷达跟踪异常。
4.根据权利要求1所述的一种基于引导探测的雷达光电系统自适应资源调度方法，其特征在于：所述步骤六中假设光电跟踪的目标参数方位As、仰角Es，以As和Es作为引导方位A、仰角E，以雷达跟踪数据上个周期外推的距离Dro作为引导距离D，将方位A、仰角E、距离D作为引导的参数信息发送至雷达进行引导。
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