本發(fā)明涉及高空目標(biāo)識別領(lǐng)域，具體而言，涉及一種基于地面雷達(dá)的高空氣球的識別方法及裝置。
背景技術(shù)：
1、平流層表現(xiàn)出氣流穩(wěn)定、空氣流動相對緩慢的特性。特別是在一定時(shí)間內(nèi)，平流層底部的準(zhǔn)零風(fēng)層區(qū)域可用于實(shí)施長時(shí)間駐留在空中的低動態(tài)飛行器，用于執(zhí)行高分辨率的地面觀測、通信中繼等任務(wù)。對平流層高空氣球的研究越來越受到關(guān)注。與遠(yuǎn)程飛行器相比，氣球平臺更依賴浮力來保持懸浮狀態(tài)，而無需消耗更多能源以克服自身的重力。這使得氣球平臺在高空能夠?qū)崿F(xiàn)更長時(shí)間的駐留飛行。
2、在識別階段，常用的方法包括模板匹配、基于模型的方法和機(jī)器學(xué)習(xí)。模板匹配通過計(jì)算目標(biāo)與模板之間的相似度來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的識別，其結(jié)果取決于模板的尺寸、方向和圖像元素等特征。針對模板匹配和基于模型的方法中存在的計(jì)算量大、效率低的問題，研究者們紛紛轉(zhuǎn)向研究機(jī)器學(xué)習(xí)算法，如支持向量機(jī)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和自適應(yīng)增強(qiáng)等，以實(shí)現(xiàn)sar目標(biāo)的自動解譯。然而，這些方法仍然面臨計(jì)算量龐大的問題。
3、在特定目標(biāo)，如高空氣球的識別方面，上述問題更加顯著。與此同時(shí)，這些方法對雷達(dá)性能的要求也較高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種高空氣球的識別方法及裝置，以至少解決現(xiàn)有技術(shù)中的高空氣球識別方法無法同時(shí)滿足快速和高精確度識別要求的技術(shù)問題，以及對雷達(dá)性能要求高的問題。
2、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面，提供了一種高空氣球的識別方法，包括：
3、建立拉格朗日粒子釋放擴(kuò)散模型。其中，拉格朗日粒子釋放擴(kuò)散模型是基于湍流統(tǒng)計(jì)理論所得到的擴(kuò)散模型，它通過追蹤大量粒子的運(yùn)動過程以達(dá)到對粒子在大氣中的擴(kuò)散模擬。氣象數(shù)據(jù)是用常規(guī)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式預(yù)報(bào)得到的分析數(shù)據(jù)或短期預(yù)報(bào)的數(shù)據(jù)，其用作拉格朗日粒子釋放擴(kuò)散模型的輸入。具體地，氣象數(shù)據(jù)包括但不限于不同時(shí)刻、不同地點(diǎn)、不同高度的空氣溫度、露點(diǎn)溫度、總降水量、平均海平面氣壓、表面氣壓、風(fēng)速。拉格朗日粒子釋放擴(kuò)散模型的輸出是粒子在不同時(shí)刻的空間位置信息。
4、獲取待識別的高空目標(biāo)的軌跡點(diǎn)信息。利用雷達(dá)探測待識別高空目標(biāo)的軌跡點(diǎn)信息。其中，軌跡點(diǎn)信息包括：探測到高空目標(biāo)的時(shí)間、高空目標(biāo)的經(jīng)度坐標(biāo)、緯度坐標(biāo)以及高度。
5、使用拉格朗日粒子釋放擴(kuò)散模型預(yù)測待識別的高空目標(biāo)的軌跡。將待識別的高空目標(biāo)的軌跡點(diǎn)信息，輸入拉格朗日粒子釋放擴(kuò)散模型，經(jīng)過計(jì)算之后，得到待識別的高空目標(biāo)的預(yù)測軌跡點(diǎn)。
6、根據(jù)軌跡點(diǎn)相似性算法，識別高空目標(biāo)是否為高空氣球。軌跡點(diǎn)相似性算法，是利用兩條軌跡中對應(yīng)軌跡點(diǎn)之間的距離來度量軌跡之間的相似性。然后，根據(jù)相似度值和相似性判別的閾值，確定待識別的高空目標(biāo)是否為高空氣球。
7、本發(fā)明實(shí)施例還提供基于地面雷達(dá)的高空氣球識別裝置，所述識別裝置包括：中央處理器，其可以根據(jù)存儲在存儲器中的數(shù)據(jù)和程序而執(zhí)行各種適當(dāng)?shù)膭幼骱吞幚怼Ｍㄟ^總線，中央處理器、存儲器、輸入輸出部分、外部存儲部分和網(wǎng)絡(luò)部分之間實(shí)現(xiàn)了相互連接
1.一種基于地面雷達(dá)的高空氣球識別方法，其特征在于包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的識別方法，建立拉格朗日粒子釋放擴(kuò)散模型，其特征在于包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2所述的識別方法，獲取待識別的高空目標(biāo)的軌跡點(diǎn)信息，其特征在于包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的識別方法，使用拉格朗日粒子釋放擴(kuò)散模型預(yù)測待識別的高空目標(biāo)的軌跡，其特征在于包括：
5.基于地面雷達(dá)的高空氣球識別裝置，其特征在于包括：