专利名称：一种机载雷达与红外传感器航迹关联方法
技术领域：
本发明涉及一种机载雷达与红外传感器航迹关联方法。
背景技术：
机动目标跟踪是一个典型的不确定性问题，其不确定性主要表现为目标运动状态的不确定性和传感器量测起源的不确定性。在雷达/红外传感器构成的双传感器探测系统中，雷达跟踪精度高，采集全面，包括距离信息和角度等信息，但其干扰能力差；红外传感器只能测量角度信息，而且角度跟踪精度较高，具有较强的抗干扰能力。利用两种传感器各自的优点进行组合跟踪，一方面可同时利用各传感器所接收的信号进行融合，另一方面利用各传感器提供的不同信息实现可靠决策，更充分地利用了信息资源，进而提高跟踪系统的精度和可靠性。异类传感器数据融合的关键是进行异类传感器的航迹关联，即确定主被动传感器建立的航迹是否源于同一个目标。但是，由于被动传感器仅有角度测量而没有距离测量，且主被动传感器的数据率往往不一致，因而在主被动传感器数据关联中存在很大的不确定性，给主被动传感器航迹关联的实现带来许多困难。异类传感器的数据关联与融合已成为当前的一个重要研究方向。目前，传统的航迹关联算法有加权法、修正法、最近邻域法等，但在密集目标环境下，传统的航迹关联算法关联正确率不高，而且当系统包含较大的导航、传感器校准及转换和延迟误差时，这些方法显得力不从心，而且上述传统的航迹关联算法应用于主被动传感器数据关联会面临许多困难。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种机载雷达与红外传感器航迹关联方法，充分利用了机载雷达和红外传感器观测到的角度信息(包括方位角和俯仰角)，首先基于模糊综合函数，利用机载雷达和红外传感器的观测信息建立综合判别函数，然后制定决策准则，最后通过综合判别函数的统计特性及关联率确定其判决门限，进行相关判决。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种机载雷达与红外传感器航迹关联方法，包括如下步骤步骤一、选取航迹关联判别函数( I)求取红外航迹与各个雷达航迹间关于方位角的综合相似度；(2)求取红外航迹与各个雷达航迹间关于俯仰角的综合相似度；(3)求取雷达航迹与红外传感器的综合相似度；(4)选择具有最大综合相似度的雷达与红外传感器相关对作为最可能的雷达与红外航迹相关对S1 ；步骤二、确定雷达与红外航迹关联的决策准则分别设置高、低门限TH、Tl,按照以下决策准则判决雷达和红外的相关情况( I)若S1彡TH，则雷达与红外航迹相关；
(2)若TL<S1<Th,则雷达与红外航迹的相关性不确定；(3)若S1≤TH，则雷达与红外航迹不相关。与现有技术相比，本发明的积极效果是在对传感器量测起源不确定性问题研究的基础上，以机载雷达和红外传感器为实例，基于模糊综合理论，提出了一种主被动传感器航迹关联方法，不仅可以解决多传感器观测信息具有的量测起源的不确定性问题，还可以应用于军事或民用领域中针对多传感器多目标跟踪涉及到的航迹关联问题。
具体实施例方式假设有m条雷达航迹，由于每个雷达目标可以载有多个辐射源，因而，一个雷达航迹可以和多个红外航迹相关，而一个红外航迹至多可以和一个雷达航迹相关。这样，一个红外航迹和多个雷达航迹的相关问题可以化为如下的多假设检验问题Htl :红外航迹和所有雷达航迹不相关；H1 :红外航迹和第j条雷达航迹相关，I ^ j ^ m0而多条红外航迹和多条雷达航迹的相关可以化为多个上述的多假设检验问题。因而，本发明只考虑一条红外航迹和多条雷达航迹的相关。一种机载雷达与红外传感器航迹关联方法，包括如下步骤由于各个传感器的测量误差、采样周期不同，在进行航迹关联之前，需要将来自各传感器的数据进行预处理，通常包括数据间的时空对准、粗大误差剔除等。步骤一、选取航迹关联判别函数航迹关联判别函数的选取需要充分利用红外探测到的方位角和俯仰角信息相结合进行航迹关联。( I)求取红外航迹与各个雷达航迹间关于方位角的综合相似度设Δ Θ j (ti) = Θ Ir(ti)- Θ j (ti) , Θ Ir(ti)为第 & 时刻红外航迹方位测量值；Θ j (ti)为第ti时刻第j条雷达航迹方位值，雷达和红外方位测量误差相互独立，均服从零均值恒定方差的高斯分布，其方差分别为σρ ，令
权利要求
1.一种机载雷达与红外传感器航迹关联方法，其特征在于包括如下步骤 步骤一、选取航迹关联判别函数 (1)求取红外航迹与各个雷达航迹间关于方位角的综合相似度； (2)求取红外航迹与各个雷达航迹间关于俯仰角的综合相似度； (3)求取雷达航迹与红外传感器的综合相似度； (4)选择具有最大综合相似度的雷达与红外传感器相关对作为最可能的雷达与红外航迹相关对S1 ； 步骤二、确定雷达与红外航迹关联的决策准则 分别设置高、低门限Th、Tl,按照以下决策准则判决雷达和红外的相关情况 (1)若S1彡TH，则雷达与红外航迹相关； (2)若T^S1CTh,则雷达与红外航迹的相关性不确定； (3)若S1彡TH，则雷达与红外航迹不相关。
2.根据权利要求I所述的一种机载雷达与红外传感器航迹关联方法，其特征在于所述低门限 Υ的确定方法为 1)给定漏相关概率β、采样点数r^_和MonteCarlo实验次数N，将计数器COUNT清零，并选择一个初始门限值datal ； 2)在计算机上产生两组Iij个相互独立的服从标准正态分布的随机数
3.根据权利要求2所述的一种机载雷达与红外传感器航迹关联方法，其特征在于若TL>TH,则采用以下三种方法来对门限值加以修正 1)若要得到比给定的错误相关概率更低的误相关概率，则选择TH=IY=datal； 2)若要得到比给定的漏相关概率更低的漏相关判决概率，则选择IY=TH=data2； 3)若要在漏相关概率和错误相关概率之间折中，则选择Th=Tl=(datal+data2)/2。
全文摘要
本发明公开了一种机载雷达与红外传感器航迹关联方法，充分利用了机载雷达和红外传感器观测到的角度信息，包括方位角和俯仰角，首先基于模糊综合函数，利用机载雷达和红外传感器的观测信息建立综合判别函数，然后制定决策准则，最后通过综合判别函数的统计特性及关联率确定其判决门限，进行相关判决。本发明的积极效果是在对传感器量测起源不确定性问题研究的基础上，以机载雷达和红外传感器为实例，基于模糊综合理论，提出了一种主被动传感器航迹关联方法，不仅可以解决多传感器观测信息具有的量测起源的不确定性问题，还可以应用于军事或民用领域中针对多传感器多目标跟踪涉及到的航迹关联问题。
文档编号G01S17/58GK102798867SQ20121033121
公开日2012年11月28日 申请日期2012年9月10日 优先权日2012年9月10日
发明者张可, 王泽阳, 张伟 申请人:电子科技大学