技術領域

本發明涉及一種雷達目標跟蹤方法，特別是一種基于航跡狀態估計的回波融合目標的航跡關聯方法。

背景技術

在船舶交通服務系統（Vessel Traffic Service System，簡稱VTS）中，船舶在航行過程中，特別是內河航道有可能會出現兩船交叉、會遇等現象，這種情況下兩個船舶在雷達視頻的回波會發生融合，形成一個回波。在此類現象中，為避免碰撞，船舶多會進行機動，船舶航速航向很有可能發生改變，對于目標的跟蹤提出很大的挑戰，經常會出現誤跟蹤或者航跡丟失的情況，影響船舶的持續穩定跟蹤，進而影響系統穩定跟蹤的性能。對VTS用戶的水上交通監管產生一定的影響，在船舶可能發生碰撞等事故時，無法及時準確的通知到目標船只，可能會帶來重大事故。

針對這種特殊情況，需要采用有別于正常目標跟蹤的處理方法，需要對可能發生回波融合的船舶的航跡進行標記，在接下來的處理中，對有融合標記的航跡進行特殊處理，在回波融合位置設置波門，對波門范圍內的點跡與航跡的融合進行額外處理。

因此，目標航跡與點跡的準確關聯對于水上交通導航、管制來說都具有十分重要的意義，本設計方法即是基于這樣的考慮而產生的。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，而提供一種基于航跡狀態估計的回波融合目標的航跡關聯方法，該基于航跡狀態估計的回波融合目標的航跡關聯方法能夠消除多目標回波融合時可能的機動操作對目標跟蹤產生的不利影響，減少目標融合后發生誤跟、航跡丟失的概率，提高跟蹤穩定性。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

基于航跡狀態估計的回波融合目標的航跡關聯方法， 包括以下步驟：

步驟1，極坐標扇區劃分：將極坐標下的雷達視頻數據按等距離、等方位分割為若干個扇區，以扇區驅動目標跟蹤模塊的執行。

步驟2，航跡起始或更新：將符合航跡起始條件的目標回波進行建航，形成一個新的目標航跡，航跡初始狀態為非融合狀態。

步驟3，航跡預推，計算關聯扇區：根據步驟2中形成的最新航跡信息，確定關聯波門大小；對關聯波門內的所有航跡進行一個雷達掃描周期的航跡預推，并計算得到航跡預推位置的關聯扇區。

步驟4，航跡狀態估計：對步驟3中得到的航跡關聯扇區內的所有航跡進行航跡狀態估計，并對估計后的航跡狀態做好相應的融合標記；估計后的航跡狀態包括非融合、預融合和融合。

對預融合航跡，將相對的兩個航跡歸為一個航跡簇，并設置融合時間期限。

步驟5，航跡關聯：根據步驟4估計的航跡狀態，航跡關聯方式如下：

A.對非融合航跡，采用最近鄰法進行航跡-點跡關聯，并將關聯成功的點跡置為已關聯狀態。

B.對預融合航跡，采用目標特征信息輔助最近鄰法對點跡進行加權求和，選取權重和最大的作為關聯點跡，并將該關聯點跡置為已關聯狀態。

C.對于融合航跡，采用目標特征信息進行航跡關聯。

步驟6，對步驟5已進行航跡關聯的非融合航跡，采用α-β濾波，更新航跡信息；對步驟5已進行航跡關聯的融合航跡，航向、航速保持不變，濾波位置為融合位置。

步驟7，重復步驟2至步驟7，直至程序終止。

所述步驟4中，航跡狀態估計步驟為：將步驟3中航跡關聯扇區內處于預融合狀態的航跡，直接將融合標記記為預融合狀態；將處于融合狀態的航跡，直接將融合標記記為融合狀態；將處于非融合狀態的航跡，先計算航跡預推后的各航跡位置間距離，取航跡位置系統距離分辨力和方位分辨力中的較大數值作為融合波門；當航跡位置間距離在融合波門的臨界值時，對融合波門進行修正；當航跡位置間距離大于或等于修正的融合波門時，則認為目標在下個掃描周期不會發生回波融合現象，將航跡狀態置為非融合狀態；反之則將航跡狀態置為預融合狀態。

所述步驟4中，當航跡位置間距離低于修正的融合波門，且航跡簇中包含兩個及兩個以上航跡時，若航跡簇中的航跡都為普通航跡，則組成一個新的融合航跡；若航跡簇中僅有一個航跡為融合航跡，其他都是普通航跡，則更新融合航跡；其他情況，則合并融合航跡。

所述融合波門的修正方式為：將航跡位置系統距離分辨力和方位分辨力中的較大數值增大10%。