一种基于角特征匹配的编队中关键目标识别方法

本发明属于目标识别领域，涉及一种基于角特征匹配的编队中关键目标识别方法。

背景技术：

1、随着现代战争网络化、体系化作战程度的提高，使用多船舶、多飞行器编队技术实施对敌打击，已经成为一种常态化的攻击手段，是各国军事领域的研究重点。由于编队目标具有机动性强、战术性队形变化复杂等特点，在实际作战中灵活性更强、威胁性更大、对抗难度更高。受实际作战条件所限，对敌方编队实施群目标打击极其困难。因此，需要根据所获取的战场目标信息，识别敌方编队中的关键目标，有助于更好地理解战场态势，并为军事决策提供重要参考依据，具有良好的军事价值。

2、现有的编队识别方法主要是通过雷达探测设备感知编队目标的位置信息，与情报数据库的编队结构相匹配，排序并识别编队预定目标。这类方法存在侧重于队形识别而非关键目标选择、对编队末端态势变化考虑不足等问题。同时，编队群目标在运动过程中，基于特定的突防战术或目的，随时会发生转弯、等整体机动，还会出现分裂、合并、新编队目标进入、旧编队目标脱离等编队群目标特有的机动模式，对关键目标识别带来严峻挑战。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于角特征匹配的编队中关键目标识别方法，以解决现有技术中难以识别关键目标，对编队末端态势考虑不足的问题。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、一种基于角特征匹配的编队中关键目标识别方法，包括以下步骤：

4、步骤1，判断实时编队的队形是否为直线式的队形，所述直线式的队形包括纵队队形、横队队形和梯形队形；否则为分散式；

5、步骤2，识别关键目标，包括以下四种情况：

6、若实时编队是直线式，且基准编队和实时编队的目标总数相等，通过位置坐标排序法，识别实时编队的关键目标；

7、若实时编队是直线式，且基准编队和实时编队的目标总数不相等，通过相对距离法识别实时编队的关键目标；

8、若实时编队是分散式，且基准编队和实时编队的目标总数相等，通过对应点关系法或中心点角度法识别实时编队的关键目标；

9、若实时编队是分散式，且基准编队和实时编队的目标总数不相等，通过最远点角度法识别实时编队的关键目标。

10、本发明的进一步改进在于：

11、优选的，步骤1中，判断实时编队的队形是否为直线式中队形的方法为：

12、以实时编队中的最小y坐标或最大y坐标为基准，判断基准到其余点向量的方向角di是否均满足||di|-90°|＜d，若满足，实时编队的队形为纵队队形；

13、以实时编队中的最小x坐标或最大x坐标为基准，判断基准到其余点向量的方向角||di|-0°|＜d，或||di|-180°|＜d，若满足，实时编队的队形为横队队形；

14、以最小x坐标、最大x坐标、最小y坐标或最大y坐标为基准，计算基准到其余点向量的方向角nb为基准编队中目标个数，以其中的任意一个di为基准d基准，若其余所有向量的方向角均满足|di-d基准|＜d,i≠基准，认为实时编队的队形为梯形队形。

15、优选的，步骤1中，所述坐标排序法的过程为：

16、若实时编队的队形为纵队队形，根据y方向坐标分别对基准编队和实时编队中的目标进行排序，与基准编队中关键目标位置对应的实时编队的目标为关键目标；

17、若实时编队的队形为横队队形，根据x方向坐标分别对基准编队和实时编队中的目标进行排序，与基准编队中关键目标位置对应的实时编队的目标为关键目标；

18、若实时编队的队形为梯形队形，根据x方向坐标或y方向坐标，分别对基准编队和实时编队中的目标进行排序，与基准编队中关键目标位置对应的实时编队的目标为关键目标。

19、优选的，所述相对距离法为：确定基准编队中关键目标在基准编队中相对位置一，确定实时编队中每个目标在编队中相对位置二，相对位置一在实时编队中对应的最接近的相对位置二处的目标为关键目标。

20、优选的，若实时编队是分散式，且基准编队和实时编队的目标总数相等，判断基准编队和实时编队中目标形成的平面图形是否相似，如果相似，通过对应点关系法识别实时编队的关键目标，如果不相似，通过中心点角度法识别实时编队的关键目标。

21、优选的，判断基准编队和实时编队中目标形成的平面图形是否相似的过程为，以基准编队中任意一个点的角度为基准角度，判断实时编队是否有点的角度与基准角度的差满足设定条件；遍历基准编队中每一个点，且每一个点的角都能在实时编队中找到对应的角，认定两个编队相似。

22、优选的，在判断实时编队是否有点的角度与基准角度的差满足设定条件时，若有多个角度和基准角度匹配，角平分线方向最接近基准角度角平分线方向的角度为基准角度在实时编队中对应的角度。

23、优选的，所述对应点关系法为：角平分线方向最接近基准角度角平分线方向的角度为基准角度在实时编队中对应的角度。

24、优选的，所述中心点角度法的过程为：计算基准编队的几何中心和实时编队的几何中心；获得基准编队中关键目标与几何中心连线绝对角度获得实时编队中每一个目标与几何中心连线的绝对角度与差值最小的角对应的目标为实时编队中的关键目标。

25、优选的，所述最远点角度法的过程为，获得基准编队中关键目标在基准编队几何中心的所在侧，选择所述侧最远的目标作为基准参考点mb，实时编队中相同所述侧最远的目标作为基准参考点mr；

26、获得基准编队中关键目标与mb连线的绝对角度为实时编队中每个目标到mr连线的绝对角度为与相差最小的点为实时编队中的关键目标。

27、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

28、针对现有的编队识别方法存在的问题，本发明提出一种基于角特征匹配的编队中关键目标识别方法，该方法首先构建空中编队模型，并创建编队队形识别规则，基于基准编队中普通目标及关键目标位置的先验信息，对实时编队中的关键目标进行识别，对于目标总数相同的直线式编队，采用位置坐标排序法识别关键目标；对于目标总数相同的直线式编队，判断是否相似，相似则根据点的对应关系确定关键目标，不相似则采用基于中心点角度的方法识别关键目标；对于目标总数不同的直线式编队，采用相对距离法识别关键目标；对于目标总数不同的分散式编队，采用基于最远点角度的方法识别关键目标；该方法具有计算复杂度低，鲁棒性高的特点，能够适应多种不同场景下的任务需求。

技术特征：

1.一种基于角特征匹配的编队中关键目标识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于角特征匹配的编队中关键目标识别方法，其特征在于，步骤1中，判断实时编队的队形是否为直线式中队形的方法为：

3.根据权利要求1所述的一种基于角特征匹配的编队中关键目标识别方法，其特征在于，步骤1中，所述坐标排序法的过程为：

4.根据权利要求1所述的一种基于角特征匹配的编队中关键目标识别方法，其特征在于，所述相对距离法为：确定基准编队中关键目标在基准编队中相对位置一，确定实时编队中每个目标在编队中相对位置二，相对位置一在实时编队中对应的最接近的相对位置二处的目标为关键目标。

5.根据权利要求1所述的一种基于角特征匹配的编队中关键目标识别方法，其特征在于，若实时编队是分散式，且基准编队和实时编队的目标总数相等，判断基准编队和实时编队中目标形成的平面图形是否相似，如果相似，通过对应点关系法识别实时编队的关键目标，如果不相似，通过中心点角度法识别实时编队的关键目标。

6.根据权利要求5所述的一种基于角特征匹配的编队中关键目标识别方法，其特征在于，判断基准编队和实时编队中目标形成的平面图形是否相似的过程为，以基准编队中任意一个点的角度为基准角度，判断实时编队是否有点的角度与基准角度的差满足设定条件；遍历基准编队中每一个点，且每一个点的角都能在实时编队中找到对应的角，认定两个编队相似。

7.根据权利要求6所述的一种基于角特征匹配的编队中关键目标识别方法，其特征在于，在判断实时编队是否有点的角度与基准角度的差满足设定条件时，若有多个角度和基准角度匹配，角平分线方向最接近基准角度角平分线方向的角度为基准角度在实时编队中对应的角度。

8.根据权利要求1所述的一种基于角特征匹配的编队中关键目标识别方法，其特征在于，所述对应点关系法为：基准编队中关键目标对应点的角度在实时编队中对应角度的目标为关键目标。

9.根据权利要求1所述的一种基于角特征匹配的编队中关键目标识别方法，其特征在于，所述中心点角度法的过程为：计算基准编队的几何中心和实时编队的几何中心；获得基准编队中关键目标与几何中心连线绝对角度获得实时编队中每一个目标与几何中心连线的绝对角度与差值最小的角对应的目标为实时编队中的关键目标。

10.根据权利要求1所述的一种基于角特征匹配的编队中关键目标识别方法，其特征在于，所述最远点角度法的过程为，获得基准编队中关键目标在基准编队几何中心的所在侧，选择所述侧最远的目标作为基准参考点mb，实时编队中相同所述侧最远的目标作为基准参考点mr；

技术总结
本发明公开了一种基于角特征匹配的编队中关键目标识别方法，该方法基于基准编队中普通目标及关键目标位置的先验信息，对实时编队中的关键目标进行识别，对于目标总数相同的直线式编队，采用位置坐标排序法识别关键目标；对于目标总数相同的直线式编队，判断是否相似，相似则根据点的对应关系确定关键目标，不相似则采用基于中心点角度的方法识别关键目标；对于目标总数不同的直线式编队，采用相对距离法识别关键目标；对于目标总数不同的分散式编队，采用基于最远点角度的方法识别关键目标；该方法具有计算复杂度低，鲁棒性高的特点，能够适应多种不同场景下的任务需求。

技术研发人员：李少毅,李雨松,杨曦,孟中杰,卫孟杰
受保护的技术使用者：西北工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/6/5