一种用于雷达检测跟踪识别的可视化监测系统的制作方法

本发明属于雷达监测，具体涉及一种可视化分析技术。

背景技术：

1、雷达探测的环境复杂化和探测任务多样化，使雷达探测技术向数字化、软件化、智能化发展。智能雷达系统将机器学习方法与传统信号处理相结合，自主实现目标检测、目标跟踪、目标识别，完成复杂场景的探测任务。

2、智能雷达系统在实际应用中，存在流程不可见的问题。雷达使用者、研究人员对系统的运行状态、运行结果、运行效能，缺乏及时有效的认知，导致系统的应用效率受到限制。需要构建监测系统，供用户实时监测系统的运行状态。

3、专利cn115754941a公开了一种基于人工智能的分布式雷达运行状态监测系统及方法，通过构建监测空间场模型，对雷达运行中的异常状态及时预警。该方法用于分布式雷达的干扰异常监测，对智能雷达系统的检测、跟踪、识别的效果及效能，未能有效监测。

技术实现思路

1、为了解决雷达使用者和研究人员实时监测雷达系统状态的技术问题，采用了图形处理和用户界面构建状态监测、态势监测两个模块的技术方案，对雷达系统的运行状态、运行结果、运行效能可视规划和直观展示，产生了直观显示和分析目标的检测跟踪识别的态势、提升雷达系统的运用效率的技术效果。

2、状态监测模块监测雷达系统各算法的运行情况并显示，包括算法监测、数据监测、效能监测三个单元，算法监测单元监测运行的各算法状态并显示，数据监测单元监测数据负载并显示，效能监测单元监测运行效能并显示。

3、进一步的，算法监测单元以方格标签的形式排列每个算法，包括目标检测、目标跟踪、目标识别、学习模型，目标检测从雷达接收的信号中检测出目标回波的位置，形成目标的距离-方位角坐标，学习模型根据雷达回波的预检测结果，分类筛选是否为目标，分类准确率作为算法状态显示，目标跟踪修整关联目标检测结果，将属于同一目标的各坐标关联成一条航迹，学习模型提取和匹配各检测坐标的特征，匹配准确率作为算法状态显示，目标识别分析各目标的特征并判别种类，分类准确率作为算法状态显示。

4、进一步的，数据监测单元用三个数据池管理目标检测、目标跟踪、目标识别的输入输出数据，以三层嵌套的环形图+矩阵排列的信号灯形式显示，数据池负载信息包括写入数据率、读取数据率、存储空间占用量、数据通道运行状态，前一算法输出的数据通过数据池传给当前算法，数据传输速率统计总和显示为环形图的内环，即写入数据率，当前算法从数据池读取前一算法输入的数据，数据读取速率统计总和显示为环形图的中环，即读取数据率，数据池内部数据存储空间的占用量在环形图的外环显示，当前算法通过数据通道对数据池读写操作，各数据通道的运行状态以信号灯形式显示。

5、进一步的，效能监测单元监测的运行效能包括目标检测虚警数量、目标跟踪航迹质量、目标识别准确率、学习样本数量，目标检测结果的非目标视为虚警，统计雷达每圈扫描的目标总数量和虚警数量，以圈数-数量曲线图的形式显示，目标跟踪结果的不同目标或非目标所属坐标关联到同一条航迹，视为错误航迹，统计各错误航迹占总航迹数的比率，以圈数-比率曲线图的形式显示，计算目标识别结果对指定分类任务的准确率，统计各类识别准确率，“圈数-准确率曲线图的形式显示，目标检测、目标跟踪、目标识别用于训练学习模型的样本数量，以柱状图形式显示。

6、错误航迹包括航迹虚假、航迹漏批、航迹断批、航迹混批，航迹虚假表示航迹内部坐标均为非目标，航迹漏批表示目标坐标存在漏失未关联到航迹，航迹断批表示航迹中途中断、后续航迹漏失或被关联到其它目标，航迹混批表示属于不同目标的航迹被关联成一条航迹。

7、用公式acci=pi,j/(pi,j+ni,j)计算准确率，其中i表示识别任务的索引号，j表示识别类别的索引号，pi,j表示分类任务i类别j的正确分类数量，ni表示分类任务i类别j的错误分类数量。

8、态势监测模块将检测跟踪识别结果整理成态势信息并显示，包括态势地图和情报可视两个单元，态势地图单元显示环境态势，情报可视单元分析环境态势的情报并显示。

9、进一步的，态势地图单元以地图形式显示探测场景，提供交互操作，包括背景地图和目标航迹，背景地图在态势地图底层显示海洋和内陆城市的所在范围，海面区域和陆地区域各用一种颜色绘制，海陆界、国界、省界、市界用线条绘制，目标航迹在背景地图上以线条形式显示，航迹末尾以箭头表示目标当前位置和移动方向，航迹线条以不同颜色表示不同类别。

10、交互操作包括移动、缩放、选定三种操作，在地图中拖拽移动视窗范围，前滚、后滚地图分别放大、缩小地图，点击选定地图中的某条航迹高亮显示。

11、进一步的，情报可视单元以文字和图表形式显示态势情报，包括情报文本、目标属性、目标图示、目标特征，用文本形式表示态势情报，包括探测时间和目标总数，显示选定目标的径向速度、回波幅度、信噪比、大小、军民属性、敌我识别，显示选定目标类别的图例，显示选定目标的回波特征，供人工判定。

技术特征：

1.一种用于雷达检测跟踪识别的可视化监测系统，其特征在于，包括：状态监测模块和态势监测模块；状态监测模块监测雷达系统各算法的运行情况并显示，包括算法监测、数据监测、效能监测三个单元，算法监测单元监测运行的各算法状态并显示，数据监测单元监测数据负载并显示，效能监测单元监测运行效能并显示；态势监测模块将检测跟踪识别结果整理成态势信息并显示，包括态势地图和情报可视两个单元，态势地图单元显示环境态势，情报可视单元分析环境态势的情报并显示。

2.根据权利要求1所述的用于雷达检测跟踪识别的可视化监测系统，其特征在于，所述算法监测单元以方格标签的形式排列每个算法，包括目标检测、目标跟踪、目标识别、学习模型；目标检测从雷达接收的信号中检测出目标回波的位置，形成目标的距离-方位角坐标，学习模型根据雷达回波的预检测结果，分类筛选是否为目标，分类准确率作为算法状态显示；目标跟踪修整关联目标检测结果，将属于同一目标的各坐标关联成一条航迹，学习模型提取和匹配各检测坐标的特征，匹配准确率作为算法状态显示；目标识别分析各目标的特征并判别种类，分类准确率作为算法状态显示。

3.根据权利要求1所述的用于雷达检测跟踪识别的可视化监测系统，其特征在于，所述数据监测单元用三个数据池管理目标检测、目标跟踪、目标识别的输入输出数据，以三层嵌套的环形图+矩阵排列的信号灯形式显示，数据池负载信息包括写入数据率、读取数据率、存储空间占用量、数据通道运行状态；前一算法输出的数据通过数据池传给当前算法，数据传输速率统计总和显示为环形图的内环，即写入数据率；当前算法从数据池读取前一算法输入的数据，数据读取速率统计总和显示为环形图的中环，即读取数据率；数据池内部数据存储空间的占用量在环形图的外环显示；当前算法通过数据通道对数据池读写操作，各数据通道的运行状态以信号灯形式显示。

4.根据权利要求1所述的用于雷达检测跟踪识别的可视化监测系统，其特征在于，所述效能监测单元监测的运行效能包括目标检测虚警数量、目标跟踪航迹质量、目标识别准确率、学习样本数量；目标检测结果的非目标视为虚警，统计雷达每圈扫描的目标总数量和虚警数量，以圈数-数量曲线图的形式显示；目标跟踪结果的不同目标或非目标所属坐标关联到同一条航迹，视为错误航迹，统计各错误航迹占总航迹数的比率，以圈数-比率曲线图的形式显示；计算目标识别结果对指定分类任务的准确率，统计各类识别准确率，“圈数-准确率曲线图的形式显示；目标检测、目标跟踪、目标识别用于训练学习模型的样本数量，以柱状图形式显示。

5.根据权利要求4所述的用于雷达检测跟踪识别的可视化监测系统，其特征在于，所述错误航迹包括航迹虚假、航迹漏批、航迹断批、航迹混批，航迹虚假表示航迹内部坐标均为非目标，航迹漏批表示目标坐标存在漏失未关联到航迹，航迹断批表示航迹中途中断、后续航迹漏失或被关联到其它目标，航迹混批表示属于不同目标的航迹被关联成一条航迹。

6.根据权利要求4所述的用于雷达检测跟踪识别的可视化监测系统，其特征在于，所述准确率用公式acci=pi,j/(pi,j+ni,j)计算，其中i表示识别任务的索引号，j表示识别类别的索引号，pi,j表示分类任务i类别j的正确分类数量，ni表示分类任务i类别j的错误分类数量。

7.根据权利要求1所述的用于雷达检测跟踪识别的可视化监测系统，其特征在于，所述态势地图单元以地图形式显示探测场景，提供交互操作，包括背景地图和目标航迹，背景地图在态势地图底层显示海洋和内陆城市的所在范围，海面区域和陆地区域各用一种颜色绘制，海陆界、国界、省界、市界用线条绘制，目标航迹在背景地图上以线条形式显示，航迹末尾以箭头表示目标当前位置和移动方向，航迹线条以不同颜色表示不同类别。

8.根据权利要求7所述的用于雷达检测跟踪识别的可视化监测系统，其特征在于，所述交互操作包括移动、缩放、选定三种操作，在地图中拖拽移动视窗范围，前滚、后滚地图分别放大、缩小地图，点击选定地图中的某条航迹高亮显示。

9.根据权利要求1所述的用于雷达检测跟踪识别的可视化监测系统，其特征在于，所述情报可视单元以文字和图表形式显示态势情报，包括情报文本、目标属性、目标图示、目标特征，用文本形式表示态势情报，包括探测时间和目标总数，显示选定目标的径向速度、回波幅度、信噪比、大小、军民属性、敌我识别，显示选定目标类别的图例，显示选定目标的回波特征，供人工判定。

技术总结
一种用于雷达检测跟踪识别的可视化监测系统，包括状态监测模块和态势监测模块；状态监测模块监测雷达系统各算法的运行情况并显示，包括算法监测、数据监测、效能监测三个单元，算法监测单元监测运行的各算法状态并显示，数据监测单元监测数据负载并显示，效能监测单元监测运行效能并显示；态势监测模块将检测跟踪识别结果整理成态势信息并显示，包括态势地图和情报可视两个单元，态势地图单元显示环境态势，情报可视单元分析环境态势的情报并显示。

技术研发人员：冯元力,于俊朋
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第十四研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16