图像跟踪测量数据与雷达测量数据互补融合的实现方法
【专利摘要】一种图像跟踪测量数据与雷达测量数据互补融合的实现方法，步骤包括：(1)当在远距离时雷达接收到目标数据，解调出目标的位置信息，驱动图像跟踪系统，对准目标；(2)将目标拖至屏幕有效区域，采集视频图像信息进行图像跟踪测量，完善指挥引导地图；(3)在对图像跟踪测量的同时，应用同轴激光测距仪辅助测距判定，解调精确的目标位置信息；(4)经过对雷达探测目标参数、外推数据图像和跟踪测量数据进行数据精度校验、判别处理，用鉴别后的高精度数据替换指挥引导地图的驱动数据；(5)利用优化后的二次雷达信号引导飞机监控引导跟踪系统更精确地对准目标，扩展飞机监控引导跟踪系统的作用距离。本发明可以实现近场飞行中目标伪航迹的鉴别和处理，实现补盲。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及图像跟踪测量数据与雷达测量数据互补融合的技术方法，适用于指挥 引导地图中航迹处理和数据精度算法的研究，属于机场雷达数据融合处理相关【技术领域】。 图像跟踪测量数据与雷达测量数据互补融合的实现方法
【背景技术】
[0002] 由于雷达自身特点、架设环境干扰和传输等原因，使雷达近空区域有伪航迹、假目 标和进近测量精度等不足的问题，伪航迹的鉴别和处理较难，严重影响了指挥性能分析。
【发明内容】
[0003] 为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种适用于图像跟踪测量数据与雷达 测量数据互补融合的技术方法。
[0004] 该方法应用飞机自动跟踪系统的图像跟踪测量数据与雷达测量数据，进行互补融 合应用，完善了指挥引导地图，弥补了雷达近空区域伪航迹、假目标和进近测量精度等不足 之处，极大提升了指挥性能分析的手段。
[0005] 本发明目的是通过下述技术方案实现的：
[0006] 图像跟踪测量数据与雷达测量数据互补融合的实现方法，其特征在于：包括如下 步骤：
[0007] (1)当在远距离时雷达接收到目标数据，解调出目标的位置信息，驱动图像跟踪系 统，对准目标；
[0008] (2)将目标拖至屏幕有效区域，采集视频图像信息进行图像跟踪测量，经对目标参 数进行多坐标系转换处理，完善指挥引导地图；
[0009] (3)在对图像跟踪测量的同时，应用同轴激光测距仪辅助测距判定，解调精确的目 标位置信息，经多坐标系转换成雷达坐标系下的数据，再进行编码调制与解调处理，输入 到分析校准器中；
[0010] (4)经过对雷达探测目标参数、外推数据图像和跟踪测量数据进行数据精度校验、 判别处理，用鉴别后的高精度数据替换指挥引导地图的驱动数据；
[0011] (5)利用优化后的二次雷达信号引导飞机监控引导跟踪系统更精确地对准目标， 扩展飞机监控引导跟踪系统的作用距离。
[0012] 所述步骤（3)编码调制与解调处理过程如下：将图像跟踪数据经过坐标转换后， 对编码进行加密，形成雷达的伪雷达数据，加密后的编码字段包括：码头+同步+增位符+ 数据+识别码+校验。
[0013] 所述步骤（4)中数据精度校验、判别处理过程如下：
[0014] (a)判别依据：如果E1相关E2,那么融合后的数据为E(x，y)
[0015] X 合=(σ;] Χι2+σ;2Χ2〇 / (C1.0^2) y 合=(<"!2+?2) "元+4)
[0016] (b)用均方差上下限进行检验：
[0017] 计算样本标准差S，根据Grubbs法则，剔除异常数据；确定可靠概率a，利用X2分 布表作出1( ±和1^系数表，根据试验次数η从表中查出后1(±和1^;计算σ ±(〇 ±=K±S) 和σ τ ( σ τ= K下S);最后比较判别。
[0018] (c)数据精度校验分析判断依据：如果雷达数据可靠性不在σ ±和σ τ，那么指挥 引导数据与图像跟踪解算数据进行对比，如果误差在85m以上，那么选取图像跟踪解算数 据进行引导地图的解算，再将该数据反债给雷达数据进行解析替换，如果误差在85m以上， 那么应用雷达和图像跟踪融合后的数据进行引导地图的解算；如果图跟踪解算数据校验比 不合格，那么仍然应用雷达上报数据，需要对雷达实时数据进行分析过滤。
[0019] 本发明的有益效果：本发明采用上述方案，实现近场飞行中目标伪航迹的鉴别和 处理，实现补盲；能够实现对对跟踪目标进近着陆的过程进行实时测量计算，完善指挥引 导地图。实现多种数据格式的编解码传输处理。与现有技术相比，具有目标鉴别处理准确、 精度高和数据信息同步传输、格式转换灵活，等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 图1是本发明的流程图。
【具体实施方式】
[0021] 本发明方法实现的理论依据及工作原理：
[0022] ( -）理论依据：利用信号滤波器设计、多坐标系转换和激光测距等先进的技术和 方法，实现优化二次雷达的近程和远区信号，减少由于多径干扰和反射导致的假目标。利用 优化后的二次雷达信号引导飞机监控引导跟踪系统更精确地对准目标，扩展飞机监控引导 跟踪系统的作用距离，将视频测量飞机的高度、角度、航向和速度信息，进行编码成雷达信 号格式，接入指挥系统，在机场近区起到低空补盲的作用。
[0023] (二）工作原理：当在远距离时雷达接收到目标数据，解调出目标的位置信息，驱 动图像跟踪系统，对准目标，将目标拖至屏幕有效区域，采集视频图像信息进行图像跟踪测 量，经对目标参数进行多坐标系转换处理，完善指挥引导地图。在对图像跟踪测量的同时， 应用同轴激光测距仪辅助测距判定，解调精确的目标位置信息，经多坐标系转换成雷达坐 标系下的数据，再进行编码调制与解调处理，输入到分析校准器中，与雷达探测目标参数信 息及外推数据进行比对鉴别，大大允许差值时，用图像跟踪数据替换指挥引导地图的雷达 数据。利用优化后的二次雷达信号引导飞机监控引导跟踪系统更精确地对准目标，扩展飞 机监控引导跟踪系统的作用距离。
[0024] 基于上述理论依据及工作原理，本发明图像跟踪测量数据与雷达测量数据互补融 合的技术方法，包括如下步骤：
[0025] 1、当在远距离时雷达接收到目标数据，解调出目标的位置信息，驱动图像跟踪系 统，对准目标；
[0026] 2、将目标拖至屏幕有效区域，采集视频图像信息进行图像跟踪测量，经对目标参 数进行多坐标系转换处理，完善指挥引导地图。
[0027] 3、在对图像跟踪测量的同时，应用同轴激光测距仪辅助测距判定，解调精确的目 标位置信息，经多坐标系转换成雷达坐标系下的数据，再进行编码调制与解调处理，输入到 分析校准器中；
[0028] 4、经过对雷达探测目标参数、外推数据图像和跟踪测量数据进行数据精度校验、 判别处理，用鉴别后的高精度数据替换指挥引导地图的驱动数据。减少由于多径干扰和反 射产生的假目标。
[0029] 5、利用优化后的二次雷达信号引导飞机监控引导跟踪系统更精确地对准目标，扩 展飞机监控引导跟踪系统的作用距离；
[0030] 其中步骤2所述应用图像跟踪与雷达引导的优势互补的方法，提高了近场指挥引 导地图的精度。
[0031] 步骤3编码调制与解调处理过程如下：将图像跟踪数据经过坐标转换后，对编码 进行加密扩展，形成雷达的伪雷达数据，加密扩展后的编码字段包括：码头+同步+增位符 +数据+识别码+校验。增强数据信息格式的同步和格式转换的灵活性。
[0032] 所述步骤4中数据精度校验、判别处理过程如下：
[0033] (1)将二次雷达航迹状态外推到图像跟踪时雷达数据，记为民(Xl，yi)，其X轴y轴 测量误差为（Wi，
[0034] (2)图像跟踪坐标转换后数据，记为E2(x2, y2)，其X轴y轴测量误差为
[0035] (3)判别依据：如果El相关Ε2,那么融合后的数据为E(x，y)
[0036]
【权利要求】
1. 图像跟踪测量数据与雷达测量数据互补融合的实现方法，其特征在于：包括如下步 骤： (1) 当在远距离时雷达接收到目标数据，解调出目标的位置信息，驱动图像跟踪系统， 对准目标； (2) 将目标拖至屏幕有效区域，采集视频图像信息进行图像跟踪测量，经对目标参数进 行多坐标系转换处理，完善指挥引导地图； (3) 在对图像跟踪测量的同时，应用同轴激光测距仪辅助测距判定，解调精确的目标位 置信息，经多坐标系转换成雷达坐标系下的数据，再进行编码调制与解调处理，输入到分析 校准器中； (4) 经过对雷达探测目标参数、外推数据图像和跟踪测量数据进行数据精度校验、判别 处理，用鉴别后的高精度数据替换指挥引导地图的驱动数据； (5) 利用优化后的二次雷达信号引导飞机监控引导跟踪系统更精确地对准目标，扩展 飞机监控引导跟踪系统的作用距离。
2. 根据权利要求1所述的图像跟踪测量数据与雷达测量数据互补融合的实现方法，其 特征在于：所述步骤（3)编码调制与解调处理过程如下：将图像跟踪数据经过坐标转换后， 对编码进行加密，形成雷达的伪雷达数据，加密后的编码字段包括：码头+同步+增位符+ 数据+识别码+校验。
3. 根据权利要求1所述的图像跟踪测量数据与雷达测量数据互补融合的实现方法，其 特征在于：所述步骤（4)中数据精度校验、判别处理过程如下： (a) 判别依据：如果E1相关E2,那么融合后的数据为E(x，y) x 合=(4 Χ|2+σ〉2χ22) / ( σχ2, + σχ22) y 合=(σ" y 丨 2+ 2 y 22) / ( 2 + 1) (b) 用均方差上下限进行检验： 计算样本标准差S，根据Grubbs法则，剔除异常数据；确定可靠概率a，利用X2分布表 作出KjPKT系数表，根据试验次数η从表中查出后KjPKT ;计算σ ± (〇 ±= K±S)和 σ下（σ下=K下S);最后比较判别。 (c) 数据精度校验分析判断依据：如果雷达数据可靠性不在〇 ±和〇 τ，那么指挥引导 数据与图像跟踪解算数据进行对比，如果误差在85m以上，那么选取图像跟踪解算数据进 行引导地图的解算，再将该数据反债给雷达数据进行解析替换，如果误差在85m以上，那么 应用雷达和图像跟踪融合后的数据进行引导地图的解算；如果图跟踪解算数据校验比不合 格，那么仍然应用雷达上报数据，需要对雷达实时数据进行分析过滤。
【文档编号】G08G5/00GK104064057SQ201410264791
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月13日 优先权日:2014年6月13日
【发明者】王小凌, 史文浩 申请人:沈阳飞机工业（集团）有限公司