密集雜波環(huán)境下航跡起始ppt課件

1、密集雜波環(huán)境下的航跡起始密集雜波環(huán)境下的航跡起始航跡起始算法 航跡起始是目的跟蹤的第一步，它是建立目的檔案的決策方法，主要包括暫時航跡構(gòu)成和軌跡確定兩個方面。 現(xiàn)有的航跡起始方法可以分為順序處置技術(shù)和批處置技術(shù)。通常順序處置技術(shù)適用于在相對比較弱雜波背景中的起始目的的航跡，包括直觀法、邏輯法，在工程實際中運用比較多。 批數(shù)據(jù)處置技術(shù)對于起始強雜波環(huán)境下的航跡有很好的效果，包括hough變換法、修正的hough變換法和基于hough變換和邏輯的航跡起始法，但是運用批數(shù)據(jù)處置技術(shù)的代價是將添加計算負擔(dān)。直觀法 假設(shè)ri(i=1,2,3.N)為N次延續(xù)掃描獲得的位置觀測值，假設(shè)N次掃描中有M次滿足以

2、下條件，就以為應(yīng)該起始一條航跡。(1)、測得的或者是估計的速度大于某個最小值Vmin而小于某個最大值Vmax，這種速度規(guī)那么構(gòu)成相關(guān)波門，特別適宜于第一次掃描得到的和后繼的掃描的自在量測。(2)、測得的或者是估計的加速度的絕對值小于最大的加速度amax。假設(shè)存在不止一個回波，那么選加速度最小的那個回波來構(gòu)成航跡：1maxmin1ViiiirrVtt11max111()iiiiiiiiiirrrratttttt直觀法(3)、為了減少構(gòu)成虛偽航跡的能夠性，直觀法航跡起始還追加了選用一種角度限制的規(guī)那么，令 為矢量 和 之間的夾角，有 角度限制可以簡單的表示為 ，式中的 ，而當(dāng) 就是角度不受限制的情

3、況。量測噪聲以及目的的運動特性直接影響著 的選取，實踐運用中，為了保證以很高的概率起始目的航跡， 普通選取較大的值。1()iirr1()iirr1111()()arccosiiiiiiiirrrrrr rr000000(1)、用第一次掃描得到的量測為航跡頭建立門限，用速度法建立初始相關(guān)波門，對落入波門的第二次掃描量測均建立能夠航跡；(2)、對每個能夠的航跡外推，以外推點為中心，第三次掃描量測落入后繼相關(guān)波門離外推點最近的給予關(guān)聯(lián)；邏輯法(3)、假設(shè)后繼相關(guān)波門中沒有有效量測，那么撤銷能夠航跡，或用加速度限制擴展相關(guān)波門調(diào)查第三次掃描量測能否落入其中；(4)、繼續(xù)以上步驟，直到構(gòu)成穩(wěn)定航跡；(5

4、)、歷次掃描中，未落入相關(guān)波門參與判別的量測自在量測均作為新的航跡頭，重新起始。邏輯法Hough變換法 Hough變換最早用于圖像處置中，是檢測圖像空間中圖像特性的一種根本方法，主要用于檢測圖像中的直線。由于可以將雷達多次掃描的數(shù)據(jù)看做是一幅圖像，因此hough變換可以用于檢測直線航跡。如今hough變換以廣泛運用于多傳感器航跡起始和檢測低可觀測目的的重要方法。 Hough變換時將笛卡爾坐標系中的觀測數(shù)據(jù)變換到參數(shù)空間中的坐標，即： 式中， ，對于一條直線上的點 ，必有兩個獨一的參數(shù) 滿足 也就是說，笛卡爾坐標系空間中的一條直線可以經(jīng)過從原點到這條直線的間隔 和 與x軸的夾角 來定義cossi

5、nxy0,180( , )x y00(,) 000cossinxy000Hough變換法00.511.522.533.544.5500.511.522.533.544.55a1x方 向 上 的 距 離x方向上的距離a2a3a400.511.522.533.5-4-3-2-101234502040600501001500123400.511.522.533.544.5500.511.522.533.544.55a1a2a3a4 為了能在參數(shù)空間中將目的檢測出來，需求將參數(shù)空間 離散的分解為假設(shè)干個小方格，經(jīng)過檢測3-D直方圖中的峰值來判別公共的交點。每個方格中心為： 為參數(shù)theta的分割段數(shù)，

6、 為參數(shù)p的分割段數(shù)。 多次掃描后，對于直線運動目的而言，在某一個對應(yīng)的單元格內(nèi)的點數(shù)會得到積累。當(dāng)積累的數(shù)目超越一定的門限時，就可以宣布檢測到了一條航跡。 -p1/2n1,2.1/2n1,2.nnnNnNNpNHough變換法Hough變換法00.511.522.533.544.5500.511.522.533.544.55a1x方 向 上 的 距 離x方向上的距離a2a3a4a5a6a7a8a9a10a11a12a13a14a15a1600.511.522.533.5-4-3-2-10123456thetap020406005010015001234thetapN00.511.522.53

7、3.544.5500.511.522.533.544.55a1a2a3a4a5a6a7a8a9a10a11a12a13a14a15a16n_p=150 delta_theta=3 Hough變換中的參量空間單元格長度的選擇至關(guān)重要。Hough變換法1.51.551.61.650.80.911.11.21.3thetap1.51.551.61.650.80.911.11.21.3thetap0123450.40.60.811.21.41.6a1a2a3a4012345600.20.40.60.811.21.41.6a1a2a3a4實驗仿真雜波產(chǎn)生方法： 每個周期的雜波個數(shù)數(shù)按照泊松分布產(chǎn)生的，即

8、給定參數(shù) ，首先產(chǎn)生(0,1)上的隨機數(shù)r，然后按照下式 確定J，J即為要產(chǎn)生的雜波個數(shù)。確定J以后，每個周期的J個雜波按照均勻分布隨機分布在雷達的探測區(qū)域內(nèi)。目的數(shù)：5初始位置(21,90)(35,20)(55,50)(85,90)(75,40)速度500m/s，方位角150,-45,30,180,90采樣次數(shù)4，采樣周期5s雷達威力區(qū)域簡化為橫向a b,縱向c d1001,2,3! JJjjjjereJjj實驗仿真性能評價目的 (1)、虛偽航跡起始率：式中N為monte-karlo仿真次數(shù)，fi為在第i次仿真中起始的虛偽航跡數(shù)，ni為在第i次起始航跡總數(shù)(2)、目的t正確起始概率：式中l(wèi)i

9、t代表第i次仿真實驗中目的航跡t能否被正確起始11NiiNiifFn1NititlCN10正確起始 沒有正確起始itl實驗仿真Lambda=50 四個掃描周期的雜波點與真實點態(tài)勢圖01020304050607080901000102030405060708090100 x方 向 上 的 距 離y方向上的距離1-11-21-31-41-51-61-71-81-91-101-111-121-131-141-151-161-171-181-191-201-211-221-231-241-251-261-271-281-291-301-311-321-331-341-351-361-371-381-3

10、91-401-411-421-431-441-451-461-471-481-491-501-511-521-531-5401020304050607080901000102030405060708090100 x方 向 上 的 距 離y方向上的距離1-11-21-31-41-51-61-71-81-91-101-111-121-131-141-151-161-171-181-191-201-211-221-231-241-251-261-271-281-291-301-311-321-331-341-351-361-371-381-391-401-411-421-431-441-451-46

11、1-471-481-491-501-511-521-531-542-12-22-32-42-52-62-72-82-92-102-112-122-132-142-152-162-172-182-192-202-212-222-232-242-252-262-272-282-292-302-312-322-332-342-352-362-372-382-392-402-412-422-432-442-452-462-472-482-492-502-512-522-532-5401020304050607080901000102030405060708090100 x方 向 上 的 距 離y方向上

12、的距離1-11-21-31-41-51-61-71-81-91-101-111-121-131-141-151-161-171-181-191-201-211-221-231-241-251-261-271-281-291-301-311-321-331-341-351-361-371-381-391-401-411-421-431-441-451-461-471-481-491-501-511-521-531-542-12-22-32-42-52-62-72-82-92-102-112-122-132-142-152-162-172-182-192-202-212-222-232-242-2

13、52-262-272-282-292-302-312-322-332-342-352-362-372-382-392-402-412-422-432-442-452-462-472-482-492-502-512-522-532-543-13-23-33-43-53-63-73-83-93-103-113-123-133-143-153-163-173-183-193-203-213-223-233-243-253-263-273-283-293-303-313-323-333-343-353-363-373-383-393-403-413-423-433-443-453-463-473-48

14、3-493-503-513-523-533-5401020304050607080901000102030405060708090100 x方 向 上 的 距 離y方向上的距離1-11-21-31-41-51-61-71-81-91-101-111-121-131-141-151-161-171-181-191-201-211-221-231-241-251-261-271-281-291-301-311-321-331-341-351-361-371-381-391-401-411-421-431-441-451-461-471-481-491-501-511-521-531-542-12-

15、22-32-42-52-62-72-82-92-102-112-122-132-142-152-162-172-182-192-202-212-222-232-242-252-262-272-282-292-302-312-322-332-342-352-362-372-382-392-402-412-422-432-442-452-462-472-482-492-502-512-522-532-543-13-23-33-43-53-63-73-83-93-103-113-123-133-143-153-163-173-183-193-203-213-223-233-243-253-263-2

16、73-283-293-303-313-323-333-343-353-363-373-383-393-403-413-423-433-443-453-463-473-483-493-503-513-523-533-544-14-24-34-44-54-64-74-84-94-104-114-124-134-144-154-164-174-184-194-204-214-224-234-244-254-264-274-284-294-304-314-324-334-344-354-364-374-384-394-404-414-424-434-444-454-464-474-484-494-50

17、4-514-524-534-54直觀法航跡起始01020304050607080901000102030405060708090100 x方 向 上 的 距 離y方向上的距離1-11-21-31-41-51-61-71-81-91-101-111-121-131-141-151-161-171-181-191-201-211-221-231-241-251-261-271-281-291-301-311-321-331-341-351-361-371-381-391-401-411-421-431-441-451-461-471-481-491-501-511-521-531-542-12-2

18、2-32-42-52-62-72-82-92-102-112-122-132-142-152-162-172-182-192-202-212-222-232-242-252-262-272-282-292-302-312-322-332-342-352-362-372-382-392-402-412-422-432-442-452-462-472-482-492-502-512-522-532-543-13-23-33-43-53-63-73-83-93-103-113-123-133-143-153-163-173-183-193-203-213-223-233-243-253-263-27

19、3-283-293-303-313-323-333-343-353-363-373-383-393-403-413-423-433-443-453-463-473-483-493-503-513-523-533-544-14-24-34-44-54-64-74-84-94-104-114-124-134-144-154-164-174-184-194-204-214-224-234-244-254-264-274-284-294-304-314-324-334-344-354-364-374-384-394-404-414-424-434-444-454-464-474-484-494-504

20、-514-524-534-54邏輯法航跡起始01020304050607080901000102030405060708090100 x方 向 上 的 距 離y方向上的距離1-11-21-31-41-51-61-71-81-91-101-111-121-131-141-151-161-171-181-191-201-211-221-231-241-251-261-271-281-291-301-311-321-331-341-351-361-371-381-391-401-411-421-431-441-451-461-471-481-491-501-511-521-531-542-12-22

21、-32-42-52-62-72-82-92-102-112-122-132-142-152-162-172-182-192-202-212-222-232-242-252-262-272-282-292-302-312-322-332-342-352-362-372-382-392-402-412-422-432-442-452-462-472-482-492-502-512-522-532-543-13-23-33-43-53-63-73-83-93-103-113-123-133-143-153-163-173-183-193-203-213-223-233-243-253-263-273

22、-283-293-303-313-323-333-343-353-363-373-383-393-403-413-423-433-443-453-463-473-483-493-503-513-523-533-544-14-24-34-44-54-64-74-84-94-104-114-124-134-144-154-164-174-184-194-204-214-224-234-244-254-264-274-284-294-304-314-324-334-344-354-364-374-384-394-404-414-424-434-444-454-464-474-484-494-504-

23、514-524-534-54Hough變換法00.511.522.53-100-50050100thetap02040608005010005101520thetapN01020304050607080900102030405060708090100 theta p02468101201020304050607080901000102030405060708090100 x方 向 上 的 距 離y方向上的距離1-11-21-31-41-51-61-71-81-91-101-111-121-131-141-151-161-171-181-191-201-211-221-231-241-251-2

24、61-271-281-291-301-311-321-331-341-351-361-371-381-391-401-411-421-431-441-451-461-471-481-491-501-511-521-531-541-551-561-571-581-591-601-611-621-631-641-651-661-671-681-691-702-12-22-32-42-52-62-72-82-92-102-112-122-132-142-152-162-172-182-192-202-212-222-232-242-252-262-272-282-292-302-312-322-33

25、2-342-352-362-372-382-392-402-412-422-432-442-452-462-472-482-492-502-512-522-532-542-552-562-572-582-592-602-612-622-632-642-652-662-672-682-692-703-13-23-33-43-53-63-73-83-93-103-113-123-133-143-153-163-173-183-193-203-213-223-233-243-253-263-273-283-293-303-313-323-333-343-353-363-373-383-393-403

26、-413-423-433-443-453-463-473-483-493-503-513-523-533-543-553-563-573-583-593-603-613-623-633-643-653-663-673-683-693-704-14-24-34-44-54-64-74-84-94-104-114-124-134-144-154-164-174-184-194-204-214-224-234-244-254-264-274-284-294-304-314-324-334-344-354-364-374-384-394-404-414-424-434-444-454-464-474-

27、484-494-504-514-524-534-544-554-564-574-584-594-604-614-624-634-644-654-664-674-684-694-70Hough變換法01020304050607080901000102030405060708090100 x方 向 上 的 距 離y方向上的距離1-11-21-31-41-51-61-71-81-91-101-111-121-131-141-151-161-171-181-191-201-211-221-231-241-251-261-271-281-291-301-311-321-331-341-351-361-371-381-391-401-411-421-431-441-451-461-471-481-491-501-511-521-531-542-12-22-32-42-52-62-72-82-92-102-112-122-132-142-152-162-172-182-192-202-212-222-232-242-252-262-272-282-292-302-312-32