相控阵多目标跟踪方法、装置、设备及存储介质与流程

本发明涉及相控阵，尤其涉及到一种相控阵多目标跟踪方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、相控阵雷达是一种采用多个天线阵列进行综合信号处理的雷达系统。相对于传统的机械扫描雷达，相控阵雷达的主要优势在于其快速响应速度和高分辨态能力，相控阵雷达能够更快地对待测目标进行跟踪和定位，并且能够精确地获取目标的特征信息；同时，相控阵雷达有相当密集的天线阵列，在传统雷达天线面的面积上可安装大量相控阵天线，任何一个天线都可收发雷达波，而相邻的数个天线即具有一个雷达的功能。由此，使得相控阵雷达具有同时实现多项探测任务的能力。

2、然而，在一些场景下，相控阵雷达会面临具有大量探测目标的探测任务（例如在航空领域，特别是在起飞降落阶段，不但要对航空飞机进行监测，针对出现在探测区域中干扰航空飞机的飞行物同样要进行探测与跟踪），而受限于尺寸与成本影响，相控阵的阵元数量是有限的，在面临越来越大的航空飞机探测需求以及极端情况下出现的干扰航空飞机的大量飞行物探测需求时，现有相控阵雷达面对较大数量探测目标的处理能力不够理想，出现阵元资源浪费或探测分辨率不达标等问题。

3、因此，如何提高相控阵雷达的多目标探测与跟踪能力，是一个亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种相控阵多目标跟踪方法、装置、设备及存储介质，旨在解决目前现有相控阵雷达面对较大数量探测目标的处理能力不够理想，出现阵元资源浪费或探测分辨率不达标的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种相控阵多目标跟踪方法，包括以下步骤：

3、根据接收到的目标探测任务，生成目标相控阵执行目标监测区域的区域搜索任务的第一控制信号；

4、将所述第一控制信号发送至目标相控阵，以使所述目标相控阵的搜索区域阵元执行第一探测信号发射；

5、在检测到所述第一探测信号对应的第一回波信号时，根据所述第一回波信号，确定所述目标监测区域中每个探测目标的目标类型；

6、基于所述目标探测类型和当前时刻的阵元使用状态列表，为每个探测目标分配所述目标相控阵的跟踪区域阵元，并更新所述阵元使用状态列表；

7、根据每个探测目标对应的跟踪区域阵元，生成目标相控阵执行目标跟踪任务的第二控制信号；

8、将所述第二控制信号发送至目标相控阵，以使目标相控阵的跟踪区域阵元执行第二探测信号发射，并根据所述第二探测信号对应的第二回波信号，生成每个探测目标的位置信息。

9、可选的，根据接收到的目标探测任务，生成目标相控阵执行目标监测区域的区域搜索任务的第一控制信号步骤，具体包括：

10、在接收到目标探测任务时，提取所述目标探测任务中的目标相控阵的目标标识信息和目标监测区域的第一位置信息；

11、基于所述目标标识信息，在存储有每个相控阵的标识信息与位置信息的映射关系的数据库中，匹配所述目标标识信息对应的第二位置信息；

12、根据所述第一位置信息和所述第二位置信息，生成目标相控阵执行目标监测区域的区域搜索任务的第一控制信号。

13、可选的，所述第一位置信息被配置为所述目标监测区域的区域范围坐标集，所述第二位置信息被配置为所述目标相控阵的位置坐标；根据所述第一位置信息和所述第二位置信息，生成目标相控阵执行目标监测区域的区域搜索任务的第一控制信号步骤，具体包括：

14、提取所述区域范围坐标集中的每一个区域范围坐标，计算任意两个所述区域范围坐标分别到所述目标相控阵的位置坐标的连线夹角；

15、将所述连线夹角最大时对应的两个所述区域范围坐标与所述目标相控阵的位置坐标的连线作为目标监测区域的区域搜索范围；

16、基于所述区域搜索范围，确定目标相控阵的波束形成方向，利用所述波束形成方向，生成目标相控阵执行目标监测区域的区域搜索任务的第一控制信号。

17、可选的，所述第一控制信号包括针对目标相控阵中每个搜索区域阵元的相位延迟控制指令集；将所述第一控制信号发送至目标相控阵，以使所述目标相控阵的搜索区域阵元执行第一探测信号发射步骤，具体包括：

18、将所述第一控制信号发送至目标相控阵，以使所述目标相控阵的控制端提取所述第一控制信号中的每个搜索区域阵元的相位延迟控制指令集；

19、将所述相位延迟控制指令集中按时间排序的相位延迟控制指令依次发送至对应的搜索区域阵元，以使所述目标相控阵的搜索区域阵元向目标监测区域发射用于执行区域搜索任务的第一探测信号。

20、可选的，在检测到所述第一探测信号对应的第一回波信号时，根据所述第一回波信号，确定所述目标监测区域中每个探测目标的目标类型步骤，具体包括：

21、在检测到所述第一探测信号对应的第一回波信号时，根据预设时段内第一回波信号的变化，获得每个探测目标的的飞行特征信息；其中，所述飞行特征信息包括探测目标的距离、速度、方位和高度中的一种或组合；

22、将所述飞行特征信息输入训练完成的飞行物体识别模型中进行探测目标识别，获得探测目标的目标类型；其中，所述飞行物体识别模型被配置为经标注有飞行物体类型的若干组飞行特征信息组作为训练样本输入神经网络训练收敛获得的模型。

23、可选的，基于所述目标探测类型和当前时刻的阵元使用状态列表，为每个探测目标分配所述目标相控阵的跟踪区域阵元，并更新所述阵元使用状态列表步骤，具体包括：

24、调用当前时刻的阵元使用状态列表；其中，所述阵元使用状态列表中记录有当前时刻的跟踪区域阵元的使用状态信息以及跟踪区域阵元与已跟踪探测目标的关联信息；

25、根据当前时刻的跟踪区域阵元的使用状态信息，按目标类型对应的跟踪区域阵元标准数量为每个探测目标的分配目标跟踪区域阵元，并根据分配结果对所述阵元使用状态列表进行第一更新。

26、可选的，所述目标类型包括任务探测目标和非任务探测目标；根据分配结果对所述阵元使用状态列表进行第一更新步骤之后，所述方法，还包括：

27、提取第一更新后的所述阵元使用状态列表中所述任务探测目标所使用的跟踪区域阵元的数量；

28、判断跟踪区域阵元的数量占比是否超过预设占比值，若是，根据所述数量占比超过预设占比值的溢出占比值，按照第一预设关系对所述非任务探测目标对应被分配的跟踪区域阵元标准数量进行调整；

29、在所述非任务探测目标对应被分配的跟踪区域阵元标准数量被调整至探测最低数量要求时，根据所述溢出占比值，按照第二预设关系对所述任务探测目标对应被分配的跟踪区域阵元标准数量进行调整，直至所述任务探测目标对应被分配的跟踪区域阵元标准数量被调整至探测最低数量要求；

30、在每次调整后，根据调整结果对所述阵元使用状态列表进行第二更新；

31、其中，所述第一预设关系为将所述溢出占比值相对于预设单位溢出占比值的倍数与第一系数μ1的乘积作为所述非任务探测目标对应被分配的跟踪区域阵元标准数量进行数量减少调整的比例；

32、其中，所述第二预设关系为将所述溢出占比值相对于预设单位溢出占比值的倍数与第二系数μ2的乘积作为所述任务探测目标对应被分配的跟踪区域阵元标准数量进行数量减少调整的比例。

33、此外，为了实现上述目的，本发明还提供了一种相控阵多目标跟踪装置，包括：

34、第一生成模块，用于根据接收到的目标探测任务，生成目标相控阵执行目标监测区域的区域搜索任务的第一控制信号；

35、发送模块，用于将所述第一控制信号发送至目标相控阵，以使所述目标相控阵的搜索区域阵元执行第一探测信号发射；

36、确定模块，用于在检测到所述第一探测信号对应的第一回波信号时，根据所述第一回波信号，确定所述目标监测区域中每个探测目标的目标类型；

37、更新模块，用于基于所述目标探测类型和当前时刻的阵元使用状态列表，为每个探测目标分配所述目标相控阵的跟踪区域阵元，并更新所述阵元使用状态列表；

38、第二生成模块，用于根据每个探测目标对应的跟踪区域阵元，生成目标相控阵执行目标跟踪任务的第二控制信号；

39、跟踪模块，用于将所述第二控制信号发送至目标相控阵，以使目标相控阵的跟踪区域阵元执行第二探测信号发射，并根据所述第二探测信号对应的第二回波信号，生成每个探测目标的位置信息。

40、此外，为了实现上述目的，本发明还提供了一种相控阵多目标跟踪设备，所述相控阵多目标跟踪设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的相控阵多目标跟踪程序，所述相控阵多目标跟踪程序被所述处理器执行时实现如上所述的相控阵多目标跟踪方法的步骤。

41、此外，为了实现上述目的，本发明还提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有相控阵多目标跟踪程序，所述相控阵多目标跟踪程序被处理器执行时实现上述的相控阵多目标跟踪方法的步骤。

42、本发明的有益效果在于：提出了一种相控阵多目标跟踪方法、装置、设备及存储介质，通过将目标相控阵中的阵元划分为搜索区域阵元和跟踪区域阵元，利用搜索区域阵元确定每个探测目标的类型，以此为每个探测目标分配对应数量的跟踪区域阵元，由此，高效的实现了相控阵的阵元资源管理，能够解决现有相控阵雷达面对较大数量探测目标的处理能力不够理想，容易出现阵元资源浪费或探测分辨率不达标等现象的问题。