一种基于目标重跟踪的多目标粒子滤波检测前跟踪方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112415503A(43)申请公布日2021.02.26(21)申请号202011102472.X(22)申请日2020.10.15(71)申请人杭州电子科技大学地址310018浙江省杭州市下沙高教园区2号大街(72)发明人陈霄潘凯刘光宏韩阔业薛安克(74)专利代理机构杭州君度专利代理事务所(特殊普通合伙)33240代理人杨舟涛(51)Int.Cl.G01S13/72(2006.01)G06N3/00(2006.01)权利要求书5页说明书9页附图1页(54)发明名称一种基于目标重跟踪的多目标粒子滤波检测前跟踪方法(57)摘要本发明公开了一种基于目标重跟踪的多目标粒子滤波检测前跟踪方法，该方法在跟踪环节中，对已经跟踪完成且pb大于给定阈值的目标，按粒子权重值大小对跟踪粒子群按逆序进行排序，计算其前N/50个粒子的状态均值。以此状态均值为中心点，产生新的粒子，对跟踪粒子群的后0.98*N个粒子状态信息进行替换，粒子群存在值全置为1，保留了优质粒子，更新了粒子群，提高了粒子使用率，使跟踪点迹较快靠近真实目标，提高了目标的跟踪精度。此外，使虚假点迹更快接近真实目标，通过计算目标踪航迹长度leni为3时与第一个航迹点的距离，若距离过大，则此目标初始状态信息不准确，删除此虚假航迹，降低了目标的虚警率和跟踪误差。CN112415503ACN112415503A权利要求书1/5页1.一种基于目标重跟踪的多目标粒子滤波检测前跟踪方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：步骤1、初始化参数：雷达扫描周期T、观测总帧数K、粒子群中粒子个数N、雷达个数R，目标跟踪航迹的帧长度leni，距离、多普勒以及方位空间单元距离分别为Dr,Dd,Db，误差阈值Error；步骤2、读取多个雷达的第k帧量测其中，表示第r个雷达的第k帧回波数据的量测单元(m,n,p)中的量测，m、n、p分别表示距离单元、多普勒单元以及方位单元；步骤3、对k-1时刻的跟踪目标集Taxe＝{f1,k-1，,f2,k-1…fTm,k-1}中的目标进行跟踪，Tm为跟踪集中目标个数，每个目标fi,k-1均拥有一个跟踪粒子群Pi,k-1＝{pi,1,k-1,pi,2,k-1…pi,N,k-1}，其中pi,j,k-1表示第i个目标k-1时刻的第j个粒子；步骤3.1、令i＝1；步骤3.2、对第i个目标的跟踪粒子群Pi,k-1＝{pi,1,k-1,pi,2,k-1…pi,N,k-1}中的每个粒子进行状态转移，从而得到目标的跟踪粒子群Pi,k＝{pi,1,k,pi,2,k…pi,N,k}，每个粒子的状态变量为和存在变量Ei,j；步骤3.3、令r＝1，j＝1，计算跟踪粒子群中每个粒子的多雷达权值，具体步骤为：步骤3.3.1、比较目标第j个粒子的Ei,j是否大于0，如果是，进入步骤3.3.2，否则，计算粒子基于第r个雷达的权值为1，并转到步骤3.3.4；步骤3.3.2、计算第j个粒子对应第r个雷达下的距离多普勒以及方位值(xr,yr)代表第r个雷达位置；步骤3.3.3、计算k时刻目标i第j个粒子基于第r个雷达的权重(m,n,p,k)为k时刻，粒子的值在此雷达量测空间中的单元位置；σn代表标准差，Lr表示与距离有关的衰减常数，Ld表示与多普勒有关的衰减常数，Lb表示与方位有关的衰减常数，R(m)表示目标处于第r个雷达量测单元对应的距离，D(n)表示目标处于第r个雷达量测单元对应的多普勒，B(p)表示目标处于第r个雷达量测单元对应的方位值，Ar,k为第r个传感器对应单元复幅度；步骤3.3.4、若j<N，则j＝j+1并进入步骤3.3.1，否则进入步骤3.3.5；2CN112415503A权利要求书2/5页步骤3.3.5、若r<R，则j＝1，r＝r+1并进入步骤3.3.1，否则，进入步骤3.4；步骤3.4、计算多雷达融合粒子权值步骤3.4.1、令r＝1；步骤3.4.2、将第r个雷达对应的粒子权值归一化：步骤3.4.3、若r<R，则r＝r+1并进入步骤3.4.2，否则进入步骤3.4.4；步骤3.4.4、计算融合后雷达粒子权重：为k时刻目标i第j个粒子的多雷达融合权重；步骤3.4.5、对融合后的粒子群权重进行归一化：步骤3.5、令采用系统重采样，对跟踪粒子群pi,k＝{pi,1,k,pi,2,k,…,pi,N,k}进行更新；步骤3.6、计算目标fi,k的检测概率pb，判断pb是否小于发现目标阈值Myu，若是，则认为该目标为虚假目标，并进入步骤3.10，反之则认为该目标存在，进入步骤3.7，目标存在概率为：pb＝M/N式(10)其中M为粒子群中存在变量Ei,j＝1的粒子数；步骤3.7、目标进行重跟踪，步骤如下：步骤3.7.1、令依据粒子权重大