基于LightGBM的航迹自动起始判决方法与流程

本发明涉及雷达跟踪领域。

背景技术：

1、雷达探测距离远，发现目标多，对于航迹自动起始的要求也逐步提高。现有的航迹自动起始判决方法主要有m/n逻辑方法、hough变换方法等。m/n逻辑方法计算量较小，但在复杂场景下易出错且信息处理能力不具备成长性；hough变换方法相较于m/n逻辑方法检测概率有所提高，但算法复杂度高、占用资源量高，在工程应用中难以满足实时性要求。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，提升目标监视跟踪能力，降低复杂环境下的虚假航迹起始概率，针对曲线目标起始和虚假航迹起始过多的情况，本发明实现了一种基于lightgbm的航迹自动起始判决方法，包含以下步骤：

2、步骤1：对输入临时航迹数据进行预处理；

3、步骤2：根据临时航迹中关联点个数及总点数判定是否符合传统m/n准则；

4、步骤3：对符合m/n准则的临时航迹信息进行特征工程处理：

5、步骤4：训练得到局部最优lightgbm模型，包括：

6、步骤4-1：对经特征工程处理后的数据构建数据集；

7、步骤4-2：按3:1比例选取训练集和验证集，且保证训练集和验证集中正负样本比例一致；

8、步骤4-3：经hyperopt中的tpe算法进行超参数搜索以获取最优参数；

9、步骤4-4：训练lightgbm模型；

10、步骤4-5：测试lightgbm模型；

11、步骤4-6：保留最佳lightgbm模型；

12、步骤4-7：若迭代次数达到最大迭代次数或固定迭代次数内模型性能无提升，结束训练并保存最佳模型，反之返回步骤4-3；

13、步骤5：将经过特征工程处理后的数据以固定格式输入lightgbm模型；

14、步骤6：lightgbm模型所得临时航迹置信度如果大于阈值，则临时航迹转为正式航迹，反之则暂存临时航迹，待再次满足m/n准则后再进行上述流程。

15、本发明充分利用雷达在常规探测模式下的点航迹数据，计算量较小，对硬件资源需求较小，所占用内存较低，提升目标监视跟踪能力，降低复杂环境下的虚假航迹起始概率，具备在工程中使用的实时性和可靠性。

技术特征：

1.基于lightgbm的航迹自动起始判决方法，其特征在于

2.根据权利要求1所述的基于lightgbm的航迹自动起始判决方法，其特征在于：所述步骤3还包括：舍弃历史航迹点中经算法形成的外推点，仅保留最新的m个具有关联点的临时航迹历史点迹；根据临时航迹关联点点迹数据提取模型训练所需要的相关特征，相关特征包括：相邻点迹间的时间变化、欧式距离变化、方位变化、航向变化、航速变化、加速度变化、距离展宽变化；剔除批号、绝对时间、距离、方位的无关特征。

技术总结本发明涉及一种基于LightGBM的航迹自动起始判决方法，属于雷达跟踪领域。本发明对输入临时航迹数据进行预处理，根据临时航迹中关联点个数及总点数判定是否符合传统m/n准则，对符合m/n准则的临时航迹信息进行特征工程处理，提取算法所需要的相关特征并剔除无用特征，并以此训练得到局部最优LightGBM模型，随后将经过特征工程处理后的雷达实时数据以固定格式输入LightGBM模型，LightGBM模型所得临时航迹置信度如果大于阈值，则临时航迹转为正式航迹，反之则暂存临时航迹，待再次满足m/n准则后再进行上述流程。本发明能够在复杂环境下保证目标连续跟踪率不降低，抑制虚假航迹起始，且具备在工程中应用的实时性，有效提升了目标跟踪质量。技术研发人员：陆赢,朱星辰,管军受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七二四研究所技术研发日：技术公布日：2024/9/29