动向报文与雷达目标态势信息全航迹段数据关联方法_3

文档序号:9216116阅读:来源:国知局
于上述四个模糊因子的两航迹的相似隶属度为:
[0080] rk=exp{_tk( yk/ 〇 k)},k=l,2,3,4
[0081] 式中,〇k是模糊集中因素的展度,而T k是调整度;
[0082] 在分别计算各因素的隶属度后,就可采用加权平均进行综合评价,于是综合相似 度为:
[0083]
[0084] 对于来自文本的ng条目标航迹i和来自雷达态势的nh条目标航迹j便构成了模 糊关联矩阵:
[0085]
[0086] 子步骤S34:航迹关联检验
[0087] 采用最大综合相似度和阈值判别原则进行航迹关联检验。过程是:首先在矩阵F 中找出最大元素fu,如果e,则判定航迹i与j是试验关联,然后从矩阵中删除对应 行列元素后,
[0088] 得到新的降阶模糊关联矩阵,重复上述过程直到矩阵中所有元素均小于e为止; 参数e是阈值,取值为0.5。
[0089] 为了控制航迹关联检验的完结与终止,引入航迹关联质量。基于双门限准则,取 正整数#和NM,在上述检验过程中,若试验关联成功,则关联质量
[0090]
[0091] 其数值代表#丨时刻航迹i与j被判为满足关联检验的次数。
[0092] 若试验关联不成功,航迹脱离质量:
[0093]
[0094]也就是说如果在1时刻计划航迹i与综合航迹j判为不关联,则其漏关联质量数 加1,代表了航迹i与j在1时刻判为不关联的次数。
[0095]在NM次关联检验完成后,有:
[0096] miJ(NM)彡 I,i G Ug,j G Uh
[0097] I为航迹质量门限,则判决航迹i和j为关联完成。
[0098] 若对于某一个i,使得上式成立的j不止一个,则要后续进行多义性处理。对给定 的冗和#,若在# - i时刻存在:DyW- 1) > - I,则停止模糊关联检验。
[0099] 步骤S4,全航迹段形状关联流程如图5所示,包括如下子步骤:
[0100] 子步骤S41航迹预处理:
[0101] 由于报文抽取目标航迹和雷达态势目标航迹的长度不一致,因此需要进行航迹重 采样,将两者规整到同样的长度。其中,重采样通过抽样法来将原始轨迹处理成相同长度。
[0102] 子步骤S42航迹形状分析:
[0103] 针对航迹形状进行分析,判断航迹形状是否满足特殊性并适合后续形状特征关 联。判断的依据包括航迹的点位数、复杂度和目标属性对应的航迹知识。
[0104] 在计算航迹复杂度时,主要利用的特征包括:
[0105] 线性复杂度:使用轨迹公共点位的头尾两点建立总斜率,其余轨迹点间的斜率与 总斜率的差异度小于给定门限,则认为整条航迹不符合线性复杂度要求;否则认为其符合 线性复杂度要求;
[0106] 方向复杂度:航迹方向上拐角点出现两次以上,认为航迹满足方向复杂度要求;
[0107] 目标属性符合度:根据文本提取的目标类型属性,结合用户经验判断目标航迹是 否具有复杂性,如:预警机和侦察机等;
[0108] 航迹形状特殊性度量:当航迹满足上述三个要求时,认为航迹形状符合特殊性度 量。
[0109] 上面所述的拐角点的判别方法如下:
[0110] 定义差别累加值:d(i) = (^(0+4(1)
[0111] 其中
[0114] 式中i为航迹点的索引值,I (i)为对应航迹点的链码值,dji)为差别值,d2(i) 为二次差别值。得到d(i)后,利用下面准则判断航迹点中的拐角点:
[0115] (1)若d(i)彡3,则认为该点是拐角点;
[0116] (2)否贝1J,认为该点是非拐角点;
[0117] 子步骤S43航迹特征提取:
[0118] 提取目标航迹的形状特征,便于后续的形状匹配。所提取的航迹形状特征采用归 一化链码。
[0119] 归一化链码:链码是用于表示有顺连接的具有指定方向的线段组成的边界线,通 常用8段链码表示边界线。
[0120] 由于链码只有平移和缩放不变性,对因为探测误差而存在的同名目标航迹间的旋 转不具有适应能力,同时,为了克服链码随起点选择不同而不同带来的问题,采用归一化一 阶差分Freeman链码来描述航迹形状,S卩具有旋转不变性。八方向Freeman链码的取值如 图6所示。
[0121] Freeman链码充分利用了像素之间的空间位置关系,将形状的轮廓点用八个表示 方向的数字来表示,从而大大节省了存储空间和计算时间。
[0122] 子步骤S44航迹形状匹配:
[0123] 根据提取出的目标航迹特征,通过链码匹配方法计算航迹间的相关度。航迹形状 匹配不做硬判决,只把匹配的结果以数值的方式保存,以便进行后续的关联综合评估。
[0124] 链码匹配的方法如下:
[0125]
[0126] 上式表示文本第k个归一化差分链码与雷达第?#个归一化差分链码的差异 度,对链码中每个元素I求差后用链码的元素总数进行归一化,y表示对拐角点因子的加 权。
[0127] 最后设定匹配阈值TSM,取值为0. 2,如果<Tsm,认为两个航迹符合形状 关联,否则认为不关联。
[0128] 步骤S5,关联航迹的综合处理,包括多义性处理和排序输出。其中,多义性处理指 当满足关联要求的一组航迹中,关联航迹个数不止一个时的处理。
[0129] 首先,确定多义性处理准则如下:
[0130] 在全航迹段整体匹配关联出现多义性时,使用相似性向量范数 进行关联衡量准则;
[0131] 航迹形状关联出现多义性时,使用归一化差分链码的差异度:R2=T(xfx|^作为 关联衡量准则。
[0132] 最终排序输出的准则是,全航迹段整体匹配关联的结果排在航迹形状关联结果之 前,当单个关联方式存在多义性时,则根据R1和R2的值大小分别排序。
【主权项】
1. 一种动向报文与雷达目标态势信息全航迹段数据关联方法,其特征在于包括如下步 骤: 步骤S1,获取传感器原始数据并提取目标航迹信息:将存储于数据库的雷达目标态势 信息中,采用直接抽取目标项的方式,从雷达目标态势信息中提取目标全航迹段航迹信息, 采用正则表达式的方法从动向报文中获取目标全航迹原始数据; 步骤S2,两级关联粗判:通过计算机自动计算模糊关联口限和形状口限,利用双关联 口限规则对动向报文与雷达目标态势信息中的目标全航迹段数据进行两级关联粗判,形成 动向报文与雷达目标态势信息的目标关联航迹对; 步骤S3,全航迹段模糊匹配关联;对符合模糊匹配口限的航迹对数据,根据目标航迹 点位的对应信息构造模糊因子,对符合模糊匹配口限的航迹对数据进行模糊化处理,然后 根据模糊因子的重要性分配权重和多个特征的模糊综合处理,W实现全航迹段模糊匹配关 联; 步骤S4,全航迹段形状关联;对不符合模糊匹配口限,但符合形状关联口限的航迹对 数据,计算公共点位区域,针对符合形状关联口限的航迹对数据,在公共区域内采用链码来 描述航迹形状,然后通过链码匹配的方法,结合全航迹段的形状特征综合计算目标航迹之 间的关联度; 步骤S5,关联航迹的综合处理;包括多义性处理和排序输出,进行关联航迹的综合处 理,使用相似性向量范数和差分链码的差异度作为关联衡量准则,得出最终的动向报文本 与雷达态势信息的目标航迹特征关联结果。2. 根据权利要求1所述的动向报文与雷达目标态势信息全航迹段数据关联方法,其特 征在于,所述步骤S2中两级粗判的方法为: 首先确定双口限:模糊关联口限和形状关联口限,其中,模糊关联距离口限Ad"和形状 关
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