专利名称：红外机动目标跟踪系统的制作方法
技术领域：
本发明属于多传感器信息融合技术领域，更具体地涉及一种红外机动目标跟踪系统及方法。
背景技术：
目标跟踪问题无论在军事还是民用方面都有着广泛的应用，在军事弹道导弹防御、空中预警、空中攻击、海洋监视、战场监视中具有一系列的应用；民用方面包括空中管制，航运管制等交通领域，目标跟踪的应用受到各国广泛的重视。由于红外和可见光的侦查、监视设备在军事上的大量应用，也推动了目标跟踪技术的快速发展，通常红外和可见光侦察、监视设备距离目标较远，由于大气对红外的辐射有衰减作用，系统可视的目标、背景亮度对比度显著下降，多目标跟踪问题就成了强杂波背景下或复杂背景下对弱小目标检测和跟踪的问题。要想从复杂变化的背景中检测出目标并进行跟踪并非易事，涉及到背景杂波抑制，有效地目标分割，目标轨迹跟踪，目标轨迹预测等难题。在目标跟踪领域，信息表现形式的多样性、信息的容量以及信息的处理速度等方面已大大超出人脑的信息综合处理能力，为了能够及时发现并跟踪任何公开或隐蔽的目标，多传感器数据融合技术便迅速地发展起来。数据融合是对来自多个传感器的数据进行综合处理的一种自动化信息综合处理技术。美国著名科学家Bar-Shalom是数据融合领域的先驱者。他最先于70年代提出了概率数据关联滤波器的概念，被认为是数据融合的雏形。随后美国军事研究机构发现对多个连续声纳信号进行概率数据关联滤波，可以较高精度检测出敌方舰艇的位置，从而推动了数据融合理论和方法的发展，并研制成功了多个实用的军用数据融合系统。Edward Waltz等给出了如下定义,数据融合是一种多层次的、多方面的处理过程, 这个过程是对多源数据进行检测、结合、相关、估计和组合，以达到精确的状态估计和身份估计，以及完整、及时的态势评估和威胁估计。由于红外系统是被动跟踪，仅有角度量信息，面临的主要困难是系统对目标的距离状态存在固有的非线性和不可观测性。多波段的红外传感器进行目标跟踪与其他的目标跟踪系统存在着不同的特点，跟踪器进行航迹起始的数据实际上只来自单个传感器，在传感器对目标的探测概率为I时， 通过航迹关联方法将同一个目标的航迹融合到一起，得到目标更为准确的位置，不同的目标具有不同的探测概率是红外传感器的特点，所以当传感器对目标的探测概率到不到I 时，单个传感器的信息不能完成航迹起始的测量。

发明内容
本发明公开了一种红外机动目标跟踪系统，能够有效的提高目标定位的精确度， 降低误差。
红外机动目标跟踪系统，系统结构如图I所示，包括传感器、航迹判断器、数据融合器、输出显不器。探测目标的传感器与航迹判断器相连；航迹判断器与数据融合器相连；数据融合器与结果显示器相连。传感器可以是同类传感器，比如红外传感器，也可以是不同类传感器。红外机动目标跟踪方法，算法流程如图2所示，包括如下步骤A :传感器I、传感器2得到的探测数据集为Pi = {P1，P2. . . pnl}，初始化单元得到点集 P = P1 η ρ2 η · · · η ρΝ;B :使用目标起始方法得到航迹集合τ = It1, t2... tN}, Nt为初始化得到的航迹数目；C :分别对传感器的点集数据带入到决策函数L(X)；D :根据虚警率和误警率的要求，设置阀值L，并对数据与阀值对比判断，判定航迹是否存在，存在转E步骤，航机不存在则重复步骤B和C ;E :将航迹存在的数据传输到跟踪器，机动目标进行实时跟踪；F :对跟踪器的数据进行数据融合；G :结果输出。通过将不同传感器的数据融合，大大减少了误差，提高了精度，实现了功能和性能上的互补。


图I为本系统的系统结构2为本发明的算法流程图。
具体实施例方式实施例红外机动目标跟踪系统，传感器采用相同型号的红外传感器。红外机动目标跟踪方法，在算法步骤B中，将航迹起始和航迹继续分开处理，先进行航迹继续，再进行航迹起始，航迹起始和航迹继续可以看成双红外多目标跟踪系统的子系统，两个子系统可以采用不同的结构。航迹起始也可以根据当前情况自适应采用分布式或集中式结构，决定航迹起始采用什么结构主要取决于最近几帧的噪声情况，噪声数量相对多时采用分布式结构，数量少时采用集中式结构。在算法步骤C中，对所有的i，当Li (X) > L时，判定航迹存在。上述实施例不以任何方式限制本发明，凡是采用等同替换或等效变换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。
权利要求
1.红外机动目标跟踪系统，其特征在于包括传感器、航迹判断器、数据融合器、输出显示器；探测目标的传感器与航迹判断器相连；航迹判断器与数据融合器相连；数据融合器与结果显示器相连。
2.根据权利要求I所述的红外机动目标跟踪系统，其特征在于传感器可以是同类传感器，也可以是不同类传感器。
3.红外机动目标跟踪方法，其特征在于包括如下步骤A :传感器I、传感器2得到的探测数据集为Pi = {pi，p2... pnl}，初始化单元得到点集P =P1 n p2 η ... π ρΝ;B :使用目标起始方法得到航迹集合T = It1, t2... tN}, Nt为初始化得到的航迹数目；C :分别对传感器的点集数据带入到决策函数L(X)；D :根据虚警率和误警率的要求，设置阀值L，并对数据与阀值对比判断，判定航迹是否存在，存在转E步骤，航机不存在则重复步骤B和C ;E :将航迹存在的数据传输到跟踪器，机动目标进行实时跟踪；F :对跟踪器的数据进行数据融合；G :结果输出。
4.根据权利要求3所述的红外机动目标跟踪方法，其特征在于将航迹起始和航迹继续分开处理，先进行航迹继续，再进行航迹起始，航迹起始和航迹继续可以看成双红外多目标跟踪系统的子系统，两个子系统可以采用不同的结构。
5.根据权利要求3和4所述的红外机动目标跟踪方法，其特征在于航迹起始可以根据当前情况自适应采用分布式或集中式结构，决定航迹起始采用什么结构主要取决于最近几帧的噪声情况，噪声数量相对多时采用分布式结构，数量少时采用集中式结构。
全文摘要
本发明属于多传感器数据融合技术领域，公开了一种红外机动目标跟踪系统。包括传感器、航迹判断器、数据融合器、输出显示器；探测目标的传感器与航迹判断器相连；航迹判断器与数据融合器相连；数据融合器与结果显示器相连。首先传感器取得探测数据集，使用目标起始方法得到航迹集合，分别对传感器的点集数据带入到决策函数，根据虚警率和误警率的要求，设置阀值，并判定航迹是否存在，将航迹存在的数据传输到跟踪器，机动目标进行实时跟踪，对跟踪器的数据进行数据融合，最后将结果输出。通过将不同传感器的数据融合，大大减少了误差，提高了目标定位的精确度。
文档编号G01S17/66GK102608616SQ20121007372
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月19日 优先权日2012年3月19日
发明者马小云 申请人:南京理工大学常熟研究院有限公司