CN117761678B

CN117761678B - 一种基于v频段的复杂环境目标探测方法及芯片

Info

Publication number: CN117761678B
Application number: CN202410197950.1A
Authority: CN
Inventors: 李志强; 袁利平; 姚远; 焦旭; 邹吉飞; 熊鑫
Original assignee: Chengdu Yinggumite Technology Co ltd
Current assignee: Chengdu Yinggumite Technology Co ltd
Priority date: 2024-02-22
Filing date: 2024-02-22
Publication date: 2024-04-26
Anticipated expiration: 2044-02-22
Also published as: CN117761678A

Abstract

本申请涉及一种基于V频段的复杂环境目标探测方法及芯片，方法包括响应于获取到的追踪目标，对追踪目标进行跟踪定位；根据信号数量选择跟踪定位方式，跟踪定位方式包括全频段干扰定位方式和多目标真伪定位方式；在追踪目标的周围区域中建立至少一个封闭图形预测区域，追踪目标位于封闭图形预测区域内；根据追踪目标的飞行速度调整在封闭图形预测区域中的探测频次；发现追踪目标在封闭图形预测区域中出现时根据追踪目标在封闭图形预测区域上的位置调整封闭图形预测区域的空间位置。芯片工作时使用上述方法。本申请的基于V频段的复杂环境目标探测方法及芯片，通过自主切换跟踪方式并使用前置模糊判定的方式来提高发现和持续追踪目标的准确度。

Description

一种基于V频段的复杂环境目标探测方法及芯片

技术领域

本申请涉及数据处理技术领域，尤其是涉及一种基于V频段的复杂环境目标探测方法及芯片。

背景技术

V频段通常指的是30MHz-300MHz的频率范围，也称为甚高频（VHF）。V频段的特点是波长较长，传播距离较远，受地形和建筑物的影响较小，但是难以穿透障碍物。V频段的背景噪声小，能适应核电磁干扰和核爆干扰环境，向大气层内传输时衰减迅速，定向性及安全性高。

V频段抗干扰性强的原因有以下几个：30MHz-300MHz频段内，自然和人为产生的噪声相对较少，因此背景噪声水平相对较低；V频段的信号传播主要受到视距限制，即信号在传播过程中受到地形、建筑物等障碍物的阻挡，难以远距离传播。

在近距离的目标探测过程中，飞行器容易受到强电磁环境的影响，同时还伴随全频段压制和真伪目标诱导等多种方式结合的影响。在电磁环境日益复杂的环境中，如何准确发现目标并对目标进行跟踪还需要进一步研究。

发明内容

本申请提供一种基于V频段的复杂环境目标探测方法及芯片，通过自主切换跟踪方式并使用前置模糊判定的方式来提高发现和持续追踪目标的准确度。

本申请的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

第一方面，本申请提供了一种基于V频段的复杂环境目标探测方法，包括：

响应于获取到的追踪目标，对追踪目标进行跟踪定位，同时对接收信号进行分析，确定与追踪目标关联的信号数量；

根据信号数量选择跟踪定位方式，跟踪定位方式包括全频段干扰定位方式和多目标真伪定位方式，跟踪定位过程中同时根据信号数量的动态变化切换跟踪定位方式；

在追踪目标的周围区域中建立至少一个封闭图形预测区域，追踪目标位于封闭图形预测区域内；

根据追踪目标的飞行速度调整在封闭图形预测区域中的探测频次；

发现追踪目标在封闭图形预测区域中出现时根据追踪目标在封闭图形预测区域上的位置调整封闭图形预测区域的空间位置。

在第一方面的一种可能的实现方式中，还包括：

在发出信号中插入探测信号，探测信号包括真实探测信号与欺骗探测信号；

计算信号数量的增加时间并根据信号数量的增加时间调整真实探测信号的数量；

在探测信号的发出队列上，真实探测信号与欺骗探测信号间隔设置，任意两个真实探测信号之间的欺骗探测信号数量可调整。

在第一方面的一种可能的实现方式中，生成真实探测信号包括：

获取基于环境噪声或者环境热度生成的随机数；

将随机数作为真实探测信号加载到探测信号中，探测信号中的至少一个波形上携带有随机数；或者

使用随机数生成数列后将数列分段，然后将每一段数列插入到探测信号中的多个波形上。

在第一方面的一种可能的实现方式中，使用全频段干扰定位方式对追踪目标进行跟踪定位包括：

获取干扰信号并对干扰信号的频率分布进行分析，得到分析结果；

在分析结果中选择至少一个频段作为突破频段；

在突破频段集中功率对追踪目标进行跟踪定位，同时对分析结果进行动态更新；

制造欺骗信号并根据欺骗信号的收发时间来调整分析结果的动态更新时间，分析结果的动态更新时间小于欺骗信号的收发时间。

在第一方面的一种可能的实现方式中，选择至少一个频段作为突破频段包括：

对每一个频段中的功率分布进行统计和排序，频段中的功率分布与顺序序列正相关；

选取顺序序列上的前一个或者前几个频段作为突破频段；

其中，当频段中的功率分布趋于均匀时，使用诱导手段对频段中的功率分布进行干扰，然后在窗口期选择顺序序列上的前一个或者前几个频段作为突破频段。

在第一方面的一种可能的实现方式中，使用多目标真伪定位方式对追踪目标进行跟踪定位包括：

获取多个目标的位置；

以每一个目标的位置为基准建立搜索区；

计算任意个搜索区的重叠部分，记为重合区域；

统计每一个重合区域的权重，重合区域的权重和与该重合区域存在关联的搜索区的数量正相关；

根据重合区域的权重重新确定追踪目标位置。

在第一方面的一种可能的实现方式中，根据重合区域的权重重新确定追踪目标位置包括：

多次获取重合区域；

根据重合区域的变化情况确定疑似追踪目标位置，靠近疑似追踪目标位置的方向上，重合区域的权重趋于增加；

在时间序列上多次确定疑似追踪目标位置；

使用多个疑似追踪目标位置组成连线并在连线的延长方向上发现追踪目标。

第二方面，本申请提供了一种基于V频段的复杂环境目标探测装置，包括：

第一处理单元，用于响应于获取到的追踪目标，对追踪目标进行跟踪定位，同时对接收信号进行分析，确定与追踪目标关联的信号数量；

第二处理单元，用于根据信号数量选择跟踪定位方式，跟踪定位方式包括全频段干扰定位方式和多目标真伪定位方式，跟踪定位过程中同时根据信号数量的动态变化切换跟踪定位方式；

区域建立单元，用于在追踪目标的周围区域中建立至少一个封闭图形预测区域，追踪目标位于封闭图形预测区域内；

巡航探测单元，用于根据追踪目标的飞行速度调整在封闭图形预测区域中的探测频次；

位置调整单元，用于发现追踪目标在封闭图形预测区域中出现时根据追踪目标在封闭图形预测区域上的位置调整封闭图形预测区域的空间位置。

第三方面，本申请提供了一种基于V频段的复杂环境目标探测系统，所述系统包括：

一个或多个存储器，用于存储指令；以及

一个或多个处理器，用于从所述存储器中调用并运行所述指令，执行如第一方面及第一方面任意可能的实现方式中所述的方法。

第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括：

程序，当所述程序被处理器运行时，如第一方面及第一方面任意可能的实现方式中所述的方法被执行。

第五方面，本申请提供了一种计算机程序产品，包括程序指令，当所述程序指令被计算设备运行时，如第一方面及第一方面任意可能的实现方式中所述的方法被执行。

第六方面，本申请提供了一种芯片系统，该芯片系统包括处理器，用于实现上述各方面中所涉及的功能，例如，生成，接收，发送，或处理上述方法中所涉及的数据和/或信息。

该芯片系统，可以由芯片构成，也可以包括芯片和其他分立器件。

在一种可能的设计中，该芯片系统还包括存储器，该存储器，用于保存必要的程序指令和数据。该处理器和该存储器可以解耦，分别设置在不同的设备上，通过有线或者无线的方式连接，或者处理器和该存储器也可以耦合在同一个设备上。

第七方面，本申请提供了一种芯片，所述芯片包括处理器与数据接口，处理器通过数据接口读取存储器上存储的指令，以执行如第一方面及第一方面任意可能的实现方式中所述的方法。

附图说明

图1是本申请提供的一种复杂环境目标探测方法的步骤流程示意框图。

图2是本申请提供的一种建立封闭图形预测区域的示意图。

图3是基于图2再次建立封闭图形预测区域的示意图。

图4是本申请提供的一种基于实际发出信号生成反馈的示意图。

图5是本申请提供的一种虚假反馈的示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本申请中的技术方案作进一步详细说明。

本申请公开了一种基于V频段的复杂环境目标探测方法，请参阅图1，在一些例子中，本申请公开的基于V频段的复杂环境目标探测方法应用于飞行器，具体指的是飞行器的控制系统，控制系统与飞行器上的雷达等各种传感器组合实现对目标的探测功能。具体步骤如下：

S101，响应于获取到的追踪目标，对追踪目标进行跟踪定位，同时对接收信号进行分析，确定与追踪目标关联的信号数量；

S102，根据信号数量选择跟踪定位方式，跟踪定位方式包括全频段干扰定位方式和多目标真伪定位方式，跟踪定位过程中同时根据信号数量的动态变化切换跟踪定位方式；

S103，在追踪目标的周围区域中建立至少一个封闭图形预测区域，追踪目标位于封闭图形预测区域内；

S104，根据追踪目标的飞行速度调整在封闭图形预测区域中的探测频次；

S105，发现追踪目标在封闭图形预测区域中出现时根据追踪目标在封闭图形预测区域上的位置调整封闭图形预测区域的空间位置。

在步骤S101中，会首先获取到一个追踪目标，这个追踪目标通过前述内容中记载的雷达等各种传感器来实现，捕捉到追踪目标后，对接收信号进行分析，确定与追踪目标关联的信号数量。

此时的信号指的是追踪目标在发现被锁定后的反制措施，反制措施是通过一定的技术手段产生虚假对象，也就是本申请中提到的与追踪目标关联的信号。

在步骤S102中，会根据信号数量选择跟踪定位方式，跟踪定位方式有两种，分别是全频段干扰定位方式和多目标真伪定位方式，信号数量多时，使用全频段干扰定位方式，信号数量少时，使用多目标真伪定位方式。

同时在跟踪定位过程中根据信号数量的动态变化切换跟踪定位方式。例如在跟踪定位中与追踪目标关联的信号数量下降，此时就需要切换成多目标真伪定位方式，反之则要切换为全频段干扰定位方式。

在步骤S103中，在追踪目标的周围区域中建立至少一个封闭图形预测区域，封闭图形预测区域将追踪目标包裹，或者可以描述为追踪目标位于封闭图形预测区域内，这种方式是基于追踪目标的一个模糊范围探测。

当封闭图形预测区域的数量为多个时，这些封闭图形预测区域使用环套方式布置，如图2所示。

在步骤S104中，会根据追踪目标的飞行速度调整在封闭图形预测区域中的探测频次，飞行速度越快，则在封闭图形预测区域中的探测频次越高，目的是提高发现追踪目标的概率。

应理解，对于追踪目标的跟踪，一般而言通过预测加覆盖方式来实现。使用封闭图形预测区域可以避免对追踪目标进行持续性的覆盖，但是对于追踪目标而言，其反制手段要始终处于开启状态。

在步骤S105中，会在发现追踪目标在封闭图形预测区域中出现时根据追踪目标在封闭图形预测区域上的位置调整封闭图形预测区域的空间位置，也就是封闭图形预测区域会根据追踪目标的移动而移动，如图3所示。

应理解，对于追踪目标进行持续性的信号覆盖，需要考虑到负荷以及续航问题，同时设备还可能因为功率过载出现损坏。而使用封闭图形预测区域的方式则能够对追踪目标的可能出现区域进行探测，即使在某个时间点上出现了短暂性的丢失情况，也能够通过封闭图形预测区域将追踪目标找回。

同时在对多个追踪目标（包括追踪目标和与追踪目标关联的信号）进行探测时，封闭图形预测区域还存在重叠，在一定程度上又能够降低设备的功率需求。

在一些例子中，增加了如下步骤：

S201，在发出信号中插入探测信号，探测信号包括真实探测信号与欺骗探测信号；

S202，计算信号数量的增加时间并根据信号数量的增加时间调整真实探测信号的数量；

S203，在探测信号的发出队列上，真实探测信号与欺骗探测信号间隔设置，任意两个真实探测信号之间的欺骗探测信号数量可调整。

具体而言，在步骤S201至步骤S203中，通过增加探测信号的方式来实现对实际发出信号的反馈和虚假反馈进行识别。应理解，在追踪目标的欺诈过程中，追踪目标会通过伪造发出信号反馈的方式来进行欺骗，如图4和图5所示，因此需要对收到信号进行甄别。

在本申请中，使用发出信号中插入探测信号的方式来实现，探测信号包括真实探测信号与欺骗探测信号两种，真实探测信号与欺骗探测信号混合使用，当收到的信号中包括真实探测信号时，说明此时收到的信号是基于发出信号产生的反馈。

对于真实探测信号的数量，需要根据信号数量的增加时间来确定，二者的关系为负相关，因为在加入真实探测信号后，追踪目标的破解需要一定时间，在这个时间窗口内，会造成信号数量的减少，当信号数量再次增加时，就需要调整两个真实探测信号之间的欺骗探测信号数量。

上述方式中，可以得到时间窗口期的长度，那么对于两个真实探测信号之间的时间间隔，需要小于时间窗口期的长度，同时在每一次增加真实探测信号时，需要使用不同的真实探测信号。

生成真实探测信号的步骤如下：

S301，获取基于环境噪声或者环境热度生成的随机数；

S302，将随机数作为真实探测信号加载到探测信号中，探测信号中的至少一个波形上携带有随机数；或者

S303，使用随机数生成数列后将数列分段，然后将每一段数列插入到探测信号中的多个波形上。

环境噪声或者环境热度具有不可预知性，可以用来作为随机数使用，将随机数作为真实探测信号加载到探测信号中，具体的加载方式是使用编译手段将随机数或者经过分段的数列编译为波形，然后将该段波形加载到探测信号上。

在一些例子中，使用全频段干扰定位方式对追踪目标进行跟踪定位包括如下步骤：

S401，获取干扰信号并对干扰信号的频率分布进行分析，得到分析结果；

S402，在分析结果中选择至少一个频段作为突破频段；

S403，在突破频段集中功率对追踪目标进行跟踪定位，同时对分析结果进行动态更新；

S404，制造欺骗信号并根据欺骗信号的收发时间来调整分析结果的动态更新时间，分析结果的动态更新时间小于欺骗信号的收发时间。

应理解，全频段干扰定位方式虽然能够在宽范围上进行压制，但是存在功率过于分散的问题，因此在本申请中使用频率分布情况来发现突破频段，突破频段上的频率分布数量减少，然后在突破频段集中功率对追踪目标进行跟踪定位，用以起到反向压制的效果。

同时对分析结果进行动态更新，也就是突破频段会进行动态调整，因为当追踪目标发现并进行功率调整时，本申请同时进行调整，具体的方式是制造欺骗信号并根据欺骗信号的收发时间来调整分析结果的动态更新时间，分析结果的动态更新时间小于欺骗信号的收发时间。

在一些例子中，选择至少一个频段作为突破频段的步骤如下：

S501，对每一个频段中的功率分布进行统计和排序，频段中的功率分布与顺序序列正相关；

S502，选取顺序序列上的前一个或者前几个频段作为突破频段；

诱导手段指的是使用欺骗信号来诱变追踪目标进行功率调整，此时就能够发现突破频段，然后在突破频段集中功率对追踪目标进行跟踪定位。

在一些例子中，使用多目标真伪定位方式对追踪目标进行跟踪定位的步骤如下：

S601，获取多个目标的位置；

S602，以每一个目标的位置为基准建立搜索区；

S603，计算任意个搜索区的重叠部分，记为重合区域；

S604，统计每一个重合区域的权重，重合区域的权重和与该重合区域存在关联的搜索区的数量正相关；

S605，根据重合区域的权重重新确定追踪目标位置。

具体而言，在步骤S601至步骤S605中，会根据重合区域的权重来确定追踪目标位置，该种方式产生的真伪目标多借助物理手段（箔条或者类似材料）产生，以追踪目标的位置为基准参考，物理手段产生的伪目标在初期具有集中趋势，末期具有分散趋势，是一种很好的伪装手段。

通过建立搜索区的方式，可以对追踪目标的位置进行重新确定，根据重合区域的权重重新确定追踪目标位置的步骤如下：

S701，多次获取重合区域；

S702，根据重合区域的变化情况确定疑似追踪目标位置，靠近疑似追踪目标位置的方向上，重合区域的权重趋于增加；

S703，在时间序列上多次确定疑似追踪目标位置；

S704，使用多个疑似追踪目标位置组成连线并在连线的延长方向上发现追踪目标。

在步骤S701至步骤S704中，会根据重合区域的权重来描绘一个区域，该区域上重合区域的权重具有一定的分布趋势，高权重的重合区域和低权重的重合区域的分布均具有一定的集中性，据此，可以绘制出一条直线，直线由低权重的重合区域指向高权重的重合区域。

疑似追踪目标位置位于直线上高权重的重合区域侧。

在时间序列上多次确定疑似追踪目标位置，可以得到多个疑似追踪目标位置，这些疑似追踪目标位置具有一定的聚集性，可以在此处使用集中功率的方式对追踪目标进行跟踪定位。

本申请还提供了一种基于V频段的复杂环境目标探测装置，包括：

进一步地，还包括：

信号插入单元，用于在发出信号中插入探测信号，探测信号包括真实探测信号与欺骗探测信号；

计算单元，用于计算信号数量的增加时间并根据信号数量的增加时间调整真实探测信号的数量；

进一步地，还包括：

第一获取单元，用于获取基于环境噪声或者环境热度生成的随机数；

数值插入单元，用于将随机数作为真实探测信号加载到探测信号中，探测信号中的至少一个波形上携带有随机数；或者

数列插入单元，用于使用随机数生成数列后将数列分段，然后将每一段数列插入到探测信号中的多个波形上。

进一步地，还包括：

分析单元，用于获取干扰信号并对干扰信号的频率分布进行分析，得到分析结果；

第一选择单元，用于在分析结果中选择至少一个频段作为突破频段；

第三处理单元，用于在突破频段集中功率对追踪目标进行跟踪定位，同时对分析结果进行动态更新；

第四处理单元，用于制造欺骗信号并根据欺骗信号的收发时间来调整分析结果的动态更新时间，分析结果的动态更新时间小于欺骗信号的收发时间。

进一步地，还包括：

统计与排序单元，用于对每一个频段中的功率分布进行统计和排序，频段中的功率分布与顺序序列正相关；

第二选择单元，用于选取顺序序列上的前一个或者前几个频段作为突破频段；

进一步地，还包括：

第二获取单元，用于获取多个目标的位置；

区域建立单元，用于以每一个目标的位置为基准建立搜索区；

第五处理单元，用于计算任意个搜索区的重叠部分，记为重合区域；

第六处理单元，用于统计每一个重合区域的权重，重合区域的权重和与该重合区域存在关联的搜索区的数量正相关；

第一校正单元，用于根据重合区域的权重重新确定追踪目标位置。

进一步地，还包括：

第三获取单元，用于多次获取重合区域；

第一确定单元，用于根据重合区域的变化情况确定疑似追踪目标位置，靠近疑似追踪目标位置的方向上，重合区域的权重趋于增加；

第二确定单元，用于在时间序列上多次确定疑似追踪目标位置；

第二校正单元，用于使用多个疑似追踪目标位置组成连线并在连线的延长方向上发现追踪目标。

在一个例子中，以上任一装置中的单元可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个专用集成电路(application specificintegratedcircuit，ASIC)，或，一个或多个数字信号处理器(digital signal processor，DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)，或这些集成电路形式中至少两种的组合。

再如，当装置中的单元可以通过处理元件调度程序的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(central processing unit，CPU)或其它可以调用程序的处理器。再如，这些单元可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，SOC)的形式实现。

本申请还提供了一种芯片，所述芯片包括处理器与数据接口，处理器通过数据接口读取存储器上存储的指令，以执行如上述内容中记载的方法。

上述任一处提到的处理器，可以是一个CPU，微处理器，ASIC，或一个或多个用于控制上述的反馈信息传输的方法的程序执行的集成电路。

在一种可能的设计中，该芯片系统还包括存储器，该存储器，用于保存必要的程序指令和数据。该处理器和该存储器可以解耦，分别设置在不同的设备上，通过有线或者无线的方式连接，以支持该芯片系统实现上述实施例中的各种功能。或者，该处理器和该存储器也可以耦合在同一个设备上。

可选地，该计算机指令被存储在存储器中。

可选地，该存储器为该芯片内的存储单元，如寄存器、缓存等，该存储器还可以是该终端内的位于该芯片外部的存储单元，如ROM或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，RAM等。

可以理解，本申请中的存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。

非易失性存储器可以是ROM、可编程只读存储器(programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(electricallyEPROM，EEPROM)或闪存。

易失性存储器可以是RAM，其用作外部高速缓存。RAM有多种不同的类型，例如静态随机存取存储器(static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器(dynamic RAM，DRAM)、同步动态随机存取存储器(synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(double data rate SDRAM，DDR SDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(enhancedSDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(synch link DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种基于V频段的复杂环境目标探测方法，其特征在于，包括：

发现追踪目标在封闭图形预测区域中出现时根据追踪目标在封闭图形预测区域上的位置调整封闭图形预测区域的空间位置；

使用全频段干扰定位方式对追踪目标进行跟踪定位包括：

在分析结果中选择至少一个频段作为突破频段；

制造欺骗信号并根据欺骗信号的收发时间来调整分析结果的动态更新时间，分析结果的动态更新时间小于欺骗信号的收发时间；

使用多目标真伪定位方式对追踪目标进行跟踪定位包括：

获取多个目标的位置；

以每一个目标的位置为基准建立搜索区；

计算任意个搜索区的重叠部分，记为重合区域；

根据重合区域的权重重新确定追踪目标位置。

2.根据权利要求1所述的基于V频段的复杂环境目标探测方法，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求2所述的基于V频段的复杂环境目标探测方法，其特征在于，生成真实探测信号包括：

获取基于环境噪声或者环境热度生成的随机数；

4.根据权利要求1所述的基于V频段的复杂环境目标探测方法，其特征在于，选择至少一个频段作为突破频段包括：

选取顺序序列上的前一个或者前几个频段作为突破频段；

5.根据权利要求1所述的基于V频段的复杂环境目标探测方法，其特征在于，根据重合区域的权重重新确定追踪目标位置包括：

多次获取重合区域；

在时间序列上多次确定疑似追踪目标位置；

6.一种芯片，其特征在于，所述芯片包括处理器与数据接口，处理器通过数据接口读取存储器上存储的指令，以执行如权利要求1至5中任意一项所述的方法。