一種情報(bào)處理目標(biāo)關(guān)聯(lián)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理尤其是目標(biāo)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)信息的融合領(lǐng)域，尤其是多傳感器情況 下目標(biāo)識(shí)別以及目標(biāo)運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模型的設(shè)計(jì)，具體而言涉及一種情報(bào)處理目標(biāo)關(guān)聯(lián)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目標(biāo)關(guān)聯(lián)在數(shù)據(jù)融合領(lǐng)域是核心技術(shù)之一，相關(guān)的研究非常多，其突破始于上個(gè) 世紀(jì)70年代。1971年，R.A.Singer和R.G.Sea提出了最近鄰算法，認(rèn)為在某一時(shí)刻的所 有量測(cè)中，距離與被跟蹤目標(biāo)預(yù)測(cè)位置最近的量測(cè)應(yīng)該作為目標(biāo)的真實(shí)量測(cè)，并預(yù)測(cè)目標(biāo) 在下一時(shí)刻的預(yù)測(cè)位置。實(shí)際上，目標(biāo)的真實(shí)量測(cè)未必與目標(biāo)的預(yù)測(cè)位置最近，因此，最近 鄰法在雜波環(huán)境下容易導(dǎo)致目標(biāo)的丟失或誤跟。1972年，Bar-shalom和Tse提出了概率數(shù) 據(jù)互聯(lián)算法，將跟蹤波門中所有的量測(cè)進(jìn)行概率意義上的加權(quán)平均作為濾波輸出，。隨后， Shalom又針對(duì)多個(gè)目標(biāo)跟蹤門相交情況進(jìn)行了詳盡的研究，提出了確認(rèn)矩陣的概念，將概 率數(shù)據(jù)互聯(lián)算法推廣為適用于多目標(biāo)跟蹤的聯(lián)合概率數(shù)據(jù)互聯(lián)算法。2000年以后，國(guó)外有 大量學(xué)者針對(duì)多目標(biāo)跟蹤做出了大量的研究成果。
[0003] 與歐美國(guó)家相比，國(guó)內(nèi)的相關(guān)技術(shù)起步較晚，目前開展相關(guān)研究的單位有：中電 29所，中電14所，中電28所等，他們?cè)诙鄠鞲衅髂繕?biāo)跟蹤領(lǐng)域研制出一批目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)。 盡管我國(guó)在多目標(biāo)理論和應(yīng)用實(shí)踐方面有了一定的研究成果，但是與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家相比， 我國(guó)仍有較大差距，需要進(jìn)一步深入研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的在于提供一種情報(bào)處理目標(biāo)關(guān)聯(lián)方法，針對(duì)不同傳感器發(fā)送過來的報(bào) 文進(jìn)行自適應(yīng)的選擇關(guān)聯(lián)波門，并根據(jù)已有目標(biāo)個(gè)數(shù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)算法的自適應(yīng)，從而提高信 息報(bào)的去重率，降低誤關(guān)聯(lián)率，提高多源多目標(biāo)背景下目標(biāo)融合的精度。
[0005] 本發(fā)明的上述目的通過獨(dú)立權(quán)利要求的技術(shù)特征實(shí)現(xiàn)，從屬權(quán)利要求以另選或有 利的方式發(fā)展獨(dú)立權(quán)利要求的技術(shù)特征。
[0006] 為達(dá)成上述目的，本發(fā)明提出一種情報(bào)處理目標(biāo)關(guān)聯(lián)方法，包括：
[0007] 步驟1、針對(duì)不同傳感器發(fā)送過來的報(bào)文進(jìn)行自適應(yīng)的選擇關(guān)聯(lián)波門，選擇的關(guān)聯(lián) 波門包括橢圓形關(guān)聯(lián)門、環(huán)形關(guān)聯(lián)門以及截尾扇形關(guān)聯(lián)門；
[0008] 步驟2、根據(jù)報(bào)文內(nèi)容選取關(guān)聯(lián)波門之后，對(duì)關(guān)聯(lián)波門的有效區(qū)域內(nèi)的多個(gè)傳感器 量測(cè)值進(jìn)行選擇，其中選擇策略是根據(jù)已有目標(biāo)個(gè)數(shù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)算法自適應(yīng)。
[0009] 進(jìn)一步的實(shí)施例中，前述步驟1中，對(duì)于不同傳感器發(fā)送的報(bào)文進(jìn)行自適應(yīng)的選 擇關(guān)聯(lián)波門，其實(shí)現(xiàn)包括：
[0010] 1)對(duì)于速度、運(yùn)動(dòng)方向以及速度最大值、最小值均未知的報(bào)文，選擇橢圓形關(guān)聯(lián)門 進(jìn)行目標(biāo)關(guān)聯(lián)，將可能與目標(biāo)關(guān)聯(lián)的量測(cè)值包括在有效區(qū)域內(nèi)；
[0011] 2)對(duì)于運(yùn)動(dòng)方向未知，速度已知或者速度最大值、最小值已知的報(bào)文，選取環(huán)形關(guān) 聯(lián)門進(jìn)行目標(biāo)關(guān)聯(lián)，將可能與目標(biāo)關(guān)聯(lián)的量測(cè)值包括在有效區(qū)域內(nèi)；
[0012] 3)對(duì)于目標(biāo)初始運(yùn)動(dòng)方向明確，且速度的最大值、最小值均可知時(shí)，選取截尾扇形 關(guān)聯(lián)門進(jìn)行目標(biāo)關(guān)聯(lián)，將可能與目標(biāo)關(guān)聯(lián)的量測(cè)值包括在有效區(qū)域內(nèi)。
[0013]進(jìn)一步的實(shí)施例中，前述步驟2中，對(duì)關(guān)聯(lián)波門的有效區(qū)域內(nèi)的多個(gè)傳感器量測(cè) 值進(jìn)行選擇，根據(jù)已有目標(biāo)個(gè)數(shù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)算法自適應(yīng)，其實(shí)現(xiàn)包括：
[0014] 1)目標(biāo)個(gè)數(shù)小于判定閾值的情況下，選取最近鄰域算法對(duì)多個(gè)傳感器量測(cè)值進(jìn)行 選擇；
[0015] 2)目標(biāo)個(gè)數(shù)大于判定閾值時(shí)，則選取聯(lián)合概率數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)方法對(duì)多個(gè)傳感器量測(cè)值 進(jìn)行選擇。
[0016]應(yīng)當(dāng)理解，前述構(gòu)思以及在下面更加詳細(xì)地描述的額外構(gòu)思的所有組合只要在這 樣的構(gòu)思不相互矛盾的情況下都可以被視為本公開的發(fā)明主題的一部分。另外，所要求保 護(hù)的主題的所有組合都被視為本公開的發(fā)明主題的一部分。
[0017]結(jié)合附圖從下面的描述中可以更加全面地理解本發(fā)明教導(dǎo)的前述和其他方面、實(shí) 施例和特征。本發(fā)明的其他附加方面例如示例性實(shí)施方式的特征和/或有益效果將在下面 的描述中顯見，或通過根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的【具體實(shí)施方式】的實(shí)踐中得知。
【附圖說明】
[0018]附圖不意在按比例繪制。在附圖中，在各個(gè)圖中示出的每個(gè)相同或近似相同的組 成部分可以用相同的標(biāo)號(hào)表示。為了清晰起見，在每個(gè)圖中，并非每個(gè)組成部分均被標(biāo)記。 現(xiàn)在，將通過例子并參考附圖來描述本發(fā)明的各個(gè)方面的實(shí)施例，其中：
[0019] 圖1是說明根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的橢圓形關(guān)聯(lián)門的示意圖。
[0020] 圖2是說明根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的環(huán)形關(guān)聯(lián)門的示意圖。
[0021] 圖3是說明根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的截尾扇形關(guān)聯(lián)門的示意圖。
[0022] 圖4是說明根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的情報(bào)處理目標(biāo)關(guān)聯(lián)方法的流程示意圖。
[0023] 圖5是說明根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的利用橢圓形關(guān)聯(lián)門進(jìn)行目標(biāo)關(guān)聯(lián)的示意圖。
[0024]圖6是說明根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的環(huán)形關(guān)聯(lián)門進(jìn)行目標(biāo)關(guān)聯(lián)的示意圖。
[0025] 圖7是說明根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的截尾扇形關(guān)聯(lián)門進(jìn)行目標(biāo)關(guān)聯(lián)的示意圖。
[0026]圖8是說明根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的最近鄰域數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0027]為了更了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉具體實(shí)施例并配合所附圖式說明如下。
[0028]在本公開中參照附圖來描述本發(fā)明的各方面，附圖中示出了許多說明的實(shí)施例。 本公開的實(shí)施例不必定意在包括本發(fā)明的所有方面。應(yīng)當(dāng)理解，上面介紹的多種構(gòu)思和 實(shí)施例，以及下面更加詳細(xì)地描述的那些構(gòu)思和實(shí)施方式可以以很多方式中任意一種來實(shí) 施，這是因?yàn)楸景l(fā)明所公開的構(gòu)思和實(shí)施例并不限于任何實(shí)施方式。另外，本發(fā)明公開的一 些方面可以單獨(dú)使用，或者與本發(fā)明公開的其他方面的任何適當(dāng)組合來使用。
[0029]本發(fā)明提出一種自適應(yīng)的情報(bào)處理目標(biāo)關(guān)聯(lián)方法，針對(duì)不同傳感器發(fā)送過來的報(bào) 文進(jìn)行自適應(yīng)的選擇關(guān)聯(lián)波門，對(duì)于速度、運(yùn)動(dòng)方向以及速度最大值、最小值均未知的報(bào)文 選取橢圓形關(guān)聯(lián)門；對(duì)于運(yùn)動(dòng)方向未知，速度已知或者速度最大最小值已知的報(bào)文選取環(huán) 形關(guān)聯(lián)門；對(duì)于速度未知，運(yùn)動(dòng)方向已知的報(bào)文選取扇形關(guān)聯(lián)門；對(duì)于速度和方向均已知 的報(bào)文選取截尾扇形關(guān)聯(lián)門；再根據(jù)已有目標(biāo)個(gè)數(shù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)算法自適應(yīng)，小于判定閾值的 選取最近領(lǐng)域算法，大于判定閾值則選取聯(lián)合概率數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)方法。
[0030] 下面結(jié)合圖1-3所示的關(guān)聯(lián)波門模型以及圖4、5_8所示，更加具體地說明本發(fā)明 的實(shí)施例的目標(biāo)關(guān)聯(lián)方法的實(shí)現(xiàn)。
[0031] 圖1、圖2以及圖3所示的關(guān)聯(lián)波門的模型示例圖中，灰色區(qū)域均為關(guān)聯(lián)門的有效 區(qū)域，三角圖標(biāo)為預(yù)測(cè)值，方形圖標(biāo)為觀測(cè)值。
[0032] (1)橢圓形關(guān)聯(lián)門
[0033] 橢圓形關(guān)聯(lián)門是對(duì)兩個(gè)已知目標(biāo)通過所選運(yùn)動(dòng)模型預(yù)測(cè)到與新信息報(bào)同時(shí)刻，分 別使用各自的關(guān)聯(lián)門與新信息報(bào)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，如圖1所示。
[0034] 其關(guān)聯(lián)方程為：
[0036] 對(duì)于橢圓形關(guān)聯(lián)門，其橢圓中心是點(diǎn)（x。，y。)，為已知目標(biāo)的預(yù)測(cè)值，a，b分別為橢 圓的長(zhǎng)軸和短軸，如果預(yù)測(cè)值落入有效區(qū)域外，則認(rèn)為該量測(cè)值與目標(biāo)不關(guān)聯(lián)。這樣就可以 很大程度上排除其它目標(biāo)和干擾。
[0037] 特別指出，當(dāng)橢圓關(guān)聯(lián)門在a=b的情況下轉(zhuǎn)化為圓形關(guān)聯(lián)門。所以也可以說圓 形關(guān)聯(lián)門是橢圓關(guān)聯(lián)門的一種特殊情況。
[0038] (2)環(huán)形關(guān)聯(lián)門
[0039] 環(huán)形關(guān)聯(lián)門與矩形和橢圓形關(guān)聯(lián)門的情況有些不同，如圖2所示。其關(guān)聯(lián)公式為：
[0040] R12^ (x-x1)2+(y-y1)2^R22 (1~2)
[0041] 式中：
[0042] R1=vnint
[0043] R2=vnaxt
[0044] 其中：RpR2環(huán)的內(nèi)徑和外徑；
[0045] Vmin--速度的最小值；
[0046] Vmax--速度的最大值；
[0047]t目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的持續(xù)時(shí)間。
[0048] (3)截尾扇形關(guān)聯(lián)門
[0049] 截尾扇形關(guān)聯(lián)門是扇形關(guān)聯(lián)門的一種，在目標(biāo)初始運(yùn)動(dòng)方向明確，速度的最大值、 最小值也可知的情況下使用的，如圖3所示。
[0050] 其關(guān)聯(lián)方程為：
[0052] 式中：A0--運(yùn)動(dòng)方向偏離軸向的角度大?。?br>[0053] a--偏尚軸向的最大的角度值。
[0054] 結(jié)合圖4所示，總體來說，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，一種情報(bào)處理目標(biāo)關(guān)聯(lián)方法，包 括：步驟1、針對(duì)不同傳感器發(fā)送過來的報(bào)文進(jìn)行自適應(yīng)的選擇關(guān)聯(lián)波門，選擇的關(guān)聯(lián)波門 包括橢圓形關(guān)聯(lián)門、環(huán)形關(guān)聯(lián)門以及截尾扇形關(guān)聯(lián)門；步驟2、根據(jù)報(bào)文內(nèi)容選取關(guān)聯(lián)波門 之后，對(duì)關(guān)聯(lián)波門的有效區(qū)域內(nèi)的多個(gè)傳感器量測(cè)值進(jìn)行選擇，其中選擇策略是根據(jù)已有 目標(biāo)個(gè)數(shù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)算法自適應(yīng)。
[0055] 根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的情報(bào)處理目標(biāo)關(guān)聯(lián)方法，針對(duì)情報(bào)處理工程應(yīng)用背景 中，不同傳感器發(fā)送的報(bào)文內(nèi)容不同，有的傳感器發(fā)送的報(bào)文目標(biāo)屬性信息比較全面，有的 傳感器發(fā)送的報(bào)文屬性信息則比較簡(jiǎn)單，以及報(bào)文內(nèi)容可能缺失，采用單一的關(guān)聯(lián)門進(jìn)行 目標(biāo)關(guān)聯(lián)可能會(huì)導(dǎo)致誤關(guān)聯(lián)和消息冗余的問題，提出一種自適應(yīng)的目標(biāo)關(guān)聯(lián)方法，提高信 息報(bào)的去重率，降低誤關(guān)聯(lián)率，提高多源多目標(biāo)背景下目標(biāo)融合的精度。
[0056] 在一些例子中，前述步驟1中，對(duì)于不同傳感器發(fā)送的報(bào)文進(jìn)行自適應(yīng)的選擇關(guān) 聯(lián)波門，其實(shí)現(xiàn)包括：
[0057] 1)對(duì)于速度、運(yùn)動(dòng)方向以及速度最大值、最小值均未知的報(bào)文，選擇橢圓形關(guān)聯(lián)門 進(jìn)行目標(biāo)關(guān)聯(lián)，將可能與目標(biāo)關(guān)聯(lián)的量測(cè)值包括在有效區(qū)域內(nèi)；
[0058] 2)對(duì)于運(yùn)動(dòng)方向未知，速度已知或者速度最大值、最小值已知的報(bào)文，選取環(huán)形關(guān) 聯(lián)門進(jìn)行目標(biāo)關(guān)聯(lián)，將可能與目標(biāo)關(guān)聯(lián)的量測(cè)值包括在有效區(qū)域內(nèi)；
[0059] 3)對(duì)于目標(biāo)初始運(yùn)動(dòng)方向明確，且速度的最大值、最小值均可知時(shí)，選取截尾扇形 關(guān)聯(lián)門進(jìn)行目標(biāo)關(guān)聯(lián)，將可能與目標(biāo)關(guān)聯(lián)的量測(cè)值包括在有效區(qū)域內(nèi)。
[0060] 下面結(jié)合圖5、圖6與圖7,對(duì)前述三種不同情形下的關(guān)聯(lián)門的自適應(yīng)選擇