自适应虚假目标检测方法、系统及场监自动化系统
阅读：451发布：2020-05-20
专利汇可以提供自适应虚假目标检测方法、系统及场监自动化系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 实施例 公开了一种自适应虚假目标检测方法、检测系统以及场监自动化系统，方法包括：获取机场自适应虚假目标 检测区域 内多个 传感器 的 覆盖 数据；根据覆盖数据构建网格 数据库 ；当待检测目标出现时，根据数据库对待检测目标进行初步确认，以得到虚假目标信息；将虚假目标信息传送至管制 人机界面 进行人工确认。通过该实施例，解决了机场场面多部监视源 信号 覆盖时，场监雷达产生的虚假目标采用设置非初始化区域或屏蔽区域无法有效判别和抑制虚假目标的问题，且能够有效的减少空管以及场监自动化系统中虚假目标的出现，有效减少航空器冲突等虚警，降低管制员的工作负荷。，下面是自适应虚假目标检测方法、系统及场监自动化系统专利的具体信息内容。
1.一种自适应虚假目标检测方法，适用于机场场面目标被多个传感器所覆盖的情形，多个传感器包括场监雷达、MLAT及ADS-B，其特征在于，所述方法包括：
获取机场自适应虚假目标检测区域内多个传感器的覆盖数据；
根据所述覆盖数据构建网格数据库；
当待检测目标出现时，根据所述数据库对所述待检测目标进行初步确认，以得到虚假目标信息；
将所述虚假目标信息传送至管制人机界面进行人工确认。
2.如权利要求1所述的自适应虚假目标检测方法，其特征在于，所述机场自适应虚假目标检测区域包括多个网格，获取机场自适应虚假目标检测区域内多个传感器的覆盖数据具体包括：
统计每个网格中每个传感器的覆盖数据，且每个网格中每个传感器的覆盖数据均达到虚假目标的探测门限值。
3.如权利要求2所述的自适应虚假目标检测方法，其特征在于，当待检测目标出现时，根据所述数据库对所述待检测目标进行初步确认，以得到虚假目标信息具体包括：
当待检测目标出现时，根据所述机场自适应虚假目标检测区域确定所述待检测目标所在的单元格；
查询所述网格数据库，以获取所述待检测目标所在的单元格内各个传感器的覆盖情况；
若覆盖情况表明所述待检测目标所在单元格被至少一个传感器所覆盖，则根据待检测目标的监视源覆盖情况是否达到真实目标应该达到的设定阈值来判断待检测目标是否为虚假目标。
4.如权利要求1-3任一项所述的自适应虚假目标检测方法，其特征在于，将所述虚假目标信息传送至管制人机界面进行人工确认之后，所述方法还包括：
在所述管制人机界面上进行虚假目标提示，且所述待检测目标不再后续航迹跟踪中输出。
5.一种场监自动化系统，适用于机场场面目标被多个传感器所覆盖的情形，多个传感器包括场监雷达、MLAT及ADS-B，其特征在于，所述场监自动化系统包括后台服务器，所述后台服务器包括处理器、输入设备、输出设备和存储器，所述处理器、输入设备、输出设备和存储器相互连接，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器被配置用于调用所述程序指令，执行如权利要求1-3任一项所述的方法。
6.如权利要求5所述的场监自动化系统，其特征在于，所述处理器还配置用于调用所述程序指令，执行以下步骤：
在所述管制人机界面上进行虚假目标提示，且所述待检测目标不再后续航迹跟踪中输出。
7.一种自适应虚假目标检测系统，包括相互通信的多个传感器及场监自动化系统，其特征在于，所述场监自动化系统如权利要求5所述。
8.如权利要求7所述的自适应虚假目标检测系统，其特征在于，所述处理器还配置用于调用所述程序指令，执行以下步骤：
在所述管制人机界面上进行虚假目标提示，且所述待检测目标不再后续航迹跟踪中输出。
9.如权利要求8所述的自适应虚假目标检测系统，其特征在于，所述传感器包括场监雷达、MLAT及ADS-B。
自适应虚假目标检测方法、系统及场监自动化系统
技术领域
[0001] 本发明涉及航空航天技术领域，具体涉及一种自适应虚假目标检测方法、系统及场监自动化系统。
背景技术
[0002] 空管及场监自动化系统为民航空管部门实施对空及对地指挥的核心系统，其通过处理雷达信号、ADS-B/ADS-C、MLAT及SMR等监视数据，为管制员提供空中飞行态势及场面目标的显示和各种飞行冲突及各种异常的告警，通过处理飞行计划和动态电报，为管制员提供飞行计划和飞行动态相关信息以及管理手段，在确保民航空管对空指挥任务的安全实施中发挥着重要的作用。
[0003] 在使用自动化系统对空及对地实施指挥中，监视数据源的处理发挥核心作用，虚假目标的产生不仅会导致不必要的冲突等异常告警产生，还会导致管制员精力分散，将应该处理正常目标的时间浪费在虚假目标的处理上。
[0004] 场监自动化系统中，场监雷达虚假目标的产生主要包括两种：(1)障碍物的反射，由场面建筑物或地面干扰物等反射雷达波而产生的虚假目标；(2)由于周围环境噪声高于场监雷达设定的噪声门限阈值而产生的虚假影像。场监雷达产生的虚假目标实例如：某国内机场塔台管制反应，在跑道边上有一个静止不动的场监雷达航迹出现，持续时间很久，在飞行器滑行过程中，该航迹可能挂上正常的航空器标牌，导致出现跑道冲突告警或管制员的误判。该实例如图1所示。
[0005] 场监自动化系统中的虚假目标判别以及抑制方法和空中发现的虚假目标处理方法类似，通过设置目标非初始化区域以及屏蔽区域来过滤虚假目标。非初始化区域指已经连续跟踪的目标航迹进入该区域时，目标不会被过滤，而在该区域内特定监视源新产生的航迹会被过滤；屏蔽区指只要是进入该区域内的目标都会被过滤。
[0006] 场监系统中常见的虚假目标判别以及抑制方法通常只能针对一些固定出现的虚假目标，对于一些间歇性出现的虚假目标无法做到有效的过滤，会直接影响航迹的跟踪以及目标的计划相关，并且采用设置过滤区域的方式可能会将该区域内出现的正常航空器一起过滤掉，造成航迹跟踪的丢失，严重影响系统的安全性及可靠性。造成这种判别和抑制虚假目标的弊端的一个非常重要的原因是没有有效结合场面上MLAT、ADS-B等信号的覆盖来判别虚假目标，没有有效的对每个目标的真实性进行评估。
发明内容
[0007] 本发明实施例的目的在于提供一种自适应虚假目标检测方法、检测系统以及场监自动化系统，解决机场场面多部监视源信号覆盖时，场监雷达产生的虚假目标采用设置非初始化区域或屏蔽区域无法有效判别和抑制虚假目标的问题。
[0009] 获取机场自适应虚假目标检测区域内多个传感器的覆盖数据；
[0010] 根据所述覆盖数据构建网格数据库；
[0011] 当待检测目标出现时，根据所述数据库对所述待检测目标进行初步确认，以得到虚假目标信息；
[0013] 作为本申请一种优选的实施方式，所述机场自适应虚假目标检测区域包括多个网格，获取机场自适应虚假目标检测区域内多个传感器的覆盖数据具体包括：
[0014] 统计每个网格中每个传感器的覆盖数据，且每个网格中每个传感器的覆盖数据均达到虚假目标的探测门限值。
[0015] 作为本申请一种优选的实施方式，当待检测目标出现时，根据所述数据库对所述待检测目标进行初步确认，以得到虚假目标信息具体包括：
[0016] 当待检测目标出现时，根据所述机场自适应虚假目标检测区域确定所述待检测目标所在的单元格；
[0017] 查询所述网格数据库，以获取所述待检测目标所在的单元格内各个传感器的覆盖情况；
[0018] 若覆盖情况表明所述待检测目标所在单元格被至少一个传感器所覆盖，则根据待检测目标的监视源覆盖情况是否达到真实目标应该达到的设定阈值来判断待检测目标是否为虚假目标。
[0019] 作为本申请一种优选的实施方式，将所述虚假目标信息传送至管制人机界面进行人工确认之后，所述方法还包括：
[0020] 在所述管制人机界面上进行虚假目标提示，且所述待检测目标不再后续航迹跟踪中输出。
[0021] 第二方面，本发明实施例提供了一种场监自动化系统，适用于机场场面目标被多个传感器所覆盖的情形，多个传感器包括场监雷达、MLAT及ADS-B。其中，该场监自动化系统包括后台服务器，包括处理器、输入设备、输出设备和存储器，所述处理器、输入设备、输出设备和存储器相互连接，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器被配置用于调用所述程序指令，执行上述第一方面的方法。
[0022] 第三方面，本发明实施例还提供了一种自适应虚假目标检测系统，包括相互通信的多个传感器及场监自动化系统。其中，所述场监自动化系统如第二方面所述。
[0023] 作为本申请一种优选的实施方式，所述传感器包括场监雷达、MLAT及ADS-B。
[0024] 实施本发明实施例，适用于机场场面目标被多个传感器所覆盖的情形，先获取机场自适应虚假目标检测区域内多个传感器的覆盖数据，再根据所述覆盖数据构建网格数据库，当待检测目标出现时，根据所述数据库对所述待检测目标进行初步确认，以得到虚假目标信息，最后将所述虚假目标信息传送至管制人机界面进行人工确认。通过该实施例，解决了机场场面多部监视源信号覆盖时，场监雷达产生的虚假目标采用设置非初始化区域或屏蔽区域无法有效判别和抑制虚假目标的问题，且能够有效的减少空管以及场监自动化系统中虚假目标的出现，有效减少航空器冲突等虚警，降低管制员的工作负荷。附图说明
[0025] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
[0026] 图1是场监雷达产生的虚假目标实例示意图；
[0027] 图2是自适应虚假目标探测区域示意图；
[0028] 图3是本发明第一实施例提供的自适应虚假目标检测方法的流程示意图；
[0029] 图4是本发明第二实施例提供的自适应虚假目标检测方法的流程示意图；
[0030] 图5是本发明第一实施例提供的自适应虚假目标检测系统的结构示意图；
[0031] 图6是图5中场监自动化系统的后台服务器的结构示意图。
具体实施方式
[0032] 下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。
[0033] 在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。
[0034] 为更好地理解本发明实施例，现做如下说明：
[0035] 本发明实施例所提供的自适应虚假目标检测方法用于机场场面目标有多个传感器覆盖到的情况，并且在多个传感器中有一个是SMR(场监雷达)。机场场面监视传感器通常包含SMR(场监雷达)、MLAT(多点定位)与ADS-B(广播式自动相关监视)。
[0036] 整个机场场面自适应虚假目标检测区域是由可以配置大小的小块网格区域组成，在每个网格中每个传感器的覆盖情况都会进行统计计数。当网格中的历史统计各个传感器的覆盖数据达到可以进行虚假目标的探测门限值时，该网格就可以用来进行虚假目标的检测。如图2所示，根据机场场面的监视源覆盖情况设置了网状单元格，该网格布局的起点为(x0，y0)，终点为(x1，y1)，每个单元格的大小为a×a大小，单位为m。该自适应虚假目标探测方法中各个网格中各个传感器的覆盖情况统计在数据库中，当网格的相关配置发生改变时数据库中的各个网格统计信息需要重新计数。
[0037] 此外，对于新出现的系统航迹，每次一个新产生的航迹在设置的网格中被扫描到都要根据历史信息获取该网络中各个传感器扫描到该目标的概率。如果在各个传感器都正常工作的情况下，该新产生的航迹应该有多个传感器扫描到，不是仅有一个传感器能够扫描到，该新产生的目标可以被认定为虚假目标，在人机界面上该虚假目标应该被提示。
[0038] 另外需要注意的是，在机场场面活动的车辆等活动目标，该目标可能是非协作式目标，MLAT及ADS-B监视设备无法监视到该目标，但是SMR监视设备可以，这时在SMR、MLAT或ADS-B覆盖良好网格区域，该非协作目标不应被识别为虚假目标。反之，在SMR、MLAT或ADS-B覆盖良好区域，如果在网格中出现的目标为协作式目标，但是只有ADS-B或MLAT可以扫描到，SMR设备无法扫描到，该目标应该被识别为虚假目标。
[0039] 请参考图3，是本发明第一实施例提供的自适应虚假目标检测方法的流程示意图，该方法适用于机场场面目标被多个传感器所覆盖的情形，多个传感器包括场监雷达、MLAT及ADS-B。
[0040] 如图所示，该方法可以包括以下步骤：
[0041] S101，获取机场自适应虚假目标检测区域内多个传感器的覆盖数据；
[0042] S102，根据所述覆盖数据构建网格数据库；
[0043] S103，当待检测目标出现时，根据所述数据库对所述待检测目标进行初步确认，以得到虚假目标信息；
[0044] S104，将所述虚假目标信息传送至管制人机界面进行人工确认。
[0045] 通过该实施例，适用于机场场面目标被多个传感器所覆盖的情形，先获取机场自适应虚假目标检测区域内多个传感器的覆盖数据，再根据所述覆盖数据构建网格数据库，当待检测目标出现时，根据所述数据库对所述待检测目标进行初步确认，以得到虚假目标信息，最后将所述虚假目标信息传送至管制人机界面进行人工确认。通过该实施例，解决了机场场面多部监视源信号覆盖时，场监雷达产生的虚假目标采用设置非初始化区域或屏蔽区域无法有效判别和抑制虚假目标的问题，且能够有效的减少空管以及场监自动化系统中虚假目标的出现，有效减少航空器冲突等虚警，降低管制员的工作负荷。
[0046] 请参考图4，是本发明第二实施例提供的自适应虚假目标检测方法的流程示意图，该方法适用于机场场面目标被多个传感器所覆盖的情形，多个传感器包括场监雷达、MLAT及ADS-B。
[0047] 如图所示，该方法可以包括以下步骤：
[0048] S201，获取机场自适应虚假目标检测区域内多个传感器的覆盖数据。
[0049] S202，根据所述覆盖数据构建网格数据库。
[0050] 具体地，所述机场自适应虚假目标检测区域包括多个网格，统计每个网格中每个传感器的覆盖数据，且每个网格中每个传感器的覆盖数据均达到虚假目标的探测门限值。
[0051] 举例来说，若某一场面监视系统中同时引接了SMR(场监雷达)、ADS-B(广播式自动相关监视)及MLAT(多点)监视设备，将每天每个时间点每个网状单元格中各个监视信号源覆盖目标的统计信息存储到数据库中，在数据库的统计信息达到外部设置的时间门限值时，该数据库中的信息即可用来判断在每个网格中新出现的目标是否为虚假目标。
[0052] S203，当待检测目标出现时，根据机场自适应虚假目标检测区域确定所述待检测目标所在的单元格。
[0053] S204，查询网格数据库，以获取所述待检测目标所在的单元格内各个传感器的覆盖情况。
[0054] S205，若覆盖情况表明所述待检测目标所在单元格被至少一个传感器所覆盖，则根据待检测目标的监视源覆盖情况是否达到真实目标应该达到的设定阈值来判断待检测目标是否为虚假目标。
[0055] 举例如：场面上某个待检测目标在多监视源覆盖情况下只能被1个传感器扫描到，但是查询该检测目标所在网格区域覆盖情况后，发现该网格区域至少有3部传感器可以扫描到。若外部设置的多监视源覆盖情况下，判断网格内可以扫描到目标的监视源个数至少为2个(设定阈值)，则该待检测目标可以标识为虚假目标。
[0056] 特别地，若所述待检测目标落入单传感器虚假目标屏蔽区域内，则确定所述待检测目标为虚假目标，并得到所述虚假目标信息。
[0057] S206，将所述虚假目标信息传送至管制人机界面进行人工确认。
[0058] S207，在所述管制人机界面上进行虚假目标提示，且所述待检测目标不再后续航迹跟踪中输出。
[0059] 举例来说，如图2所示，当正在跑道上运动的目标A附近出现了待检测目标B时，确定待检测目标B所在的单元格，从网格数据库中查询待检测目标B所在单元格各个监视源覆盖情况，以得到查询结果，例如查询结果表明SMR、ADS-B、MLAT都可以覆盖到该单元格区域。即，待检测目标B所在单元格被多个监视源(传感器)所覆盖，此时，若进一步检测到在该单元格内、待检测目标B仅被一个监视源(例如SMR)所扫描到，其它监视源没有在该位置扫描到该目标，则认定该目标为虚假目标，并将该假目标信息送到管制人机界面进行确认，在人工确认后，该虚假目标B就可以在之后的航迹跟踪中直接滤除，不再输出。
[0060] 实施本发明实施例的检测方法，适用于机场场面目标被多个传感器所覆盖的情形，先获取机场自适应虚假目标检测区域内多个传感器的覆盖数据，再根据所述覆盖数据构建网格数据库，当待检测目标出现时，根据所述数据库对所述待检测目标进行初步确认，以得到虚假目标信息，最后将所述虚假目标信息传送至管制人机界面进行人工确认。通过该实施例，解决了机场场面多部监视源信号覆盖时，场监雷达产生的虚假目标采用设置非初始化区域或屏蔽区域无法有效判别和抑制虚假目标的问题，且能够有效的减少空管以及场监自动化系统中虚假目标的出现，有效减少航空器冲突等虚警，降低管制员的工作负荷。
[0061] 即，本实施例中，对虚假目标的检测主要依据各个监视源的历史数据的统计，相比于依靠常见的实时监视数据分析，通过历史数据得出的传感器区域覆盖情况更加可靠，且各个区域单元格的分析可以通过控制区域的大小等参数来控制，统计分析参数针对不同机场不同的场面活动情况可以灵活配置，适用性较强。另外，通过将自适应虚假目标网格区域和人工设置的虚假目标过滤区域结合，能够较大程度的提高场面虚假目标的识别成功率，并且能最大程度的避免对真实目标的过滤。该方法能够有效减小场面虚假目标对管制指挥的干扰，减轻管制员的工作负荷。
[0062] 请参考图5，是本发明第一实施例提供的自适应虚假目标检测系统的结构示意图。如图所示，该检测系统包括相互通信的多个传感器100及场监自动化系统200。
[0063] 其中，传感器包括但不仅限于场监雷达、MLAT及ADS-B等。场监自动化系统200包括后台服务器。
[0064] 具体地，如图6所示，该后台服务器包括处理器101、输入设备102、输出设备103和存储器104，上述处理器101、输入设备102、输出设备103和存储器104通过总线105相互连接。所述存储器104用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器101被配置用于调用所述程序指令，执行以下步骤：
[0065] 获取机场自适应虚假目标检测区域内多个传感器的覆盖数据；
[0066] 根据所述覆盖数据构建网格数据库；
[0067] 当待检测目标出现时，根据所述数据库对所述待检测目标进行初步确认，以得到虚假目标信息；
[0068] 将所述虚假目标信息传送至管制人机界面进行人工确认。
[0069] 进一步地，所述机场自适应虚假目标检测区域包括多个网格，所述处理器101还被配置用于调用所述程序指令，执行以下步骤：
[0070] 统计每个网格中每个传感器的覆盖数据，且每个网格中每个传感器的覆盖数据均达到虚假目标的探测门限值。
[0071] 进一步地，所述处理器101还被配置用于调用所述程序指令，执行以下步骤：
[0072] 当待检测目标出现时，根据所述机场自适应虚假目标检测区域确定所述待检测目标所在的单元格；
[0073] 查询所述网格数据库，以获取所述待检测目标所在的单元格内各个传感器的覆盖情况；
[0074] 若覆盖情况表明所述待检测目标所在单元格被至少一个传感器所覆盖，则根据待检测目标的监视源覆盖情况是否达到真实目标应该达到的设定阈值来判断待检测目标是否为虚假目标。
[0075] 特别地，若所述待检测目标落入单传感器虚假目标屏蔽区域内，则确定所述待检测目标为虚假目标，并得到所述虚假目标信息。
[0076] 进一步地，所述处理器101还被配置用于调用所述程序指令，执行以下步骤：
[0077] 在所述管制人机界面上进行虚假目标提示，且所述待检测目标不再后续航迹跟踪中输出。
[0078] 应当理解，在本发明实施例中，所称处理器101可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
[0079] 输入设备102可以包括键盘等，输出设备103可以包括显示器(LCD等)、扬声器等。
[0081] 具体实现中，本发明实施例中所描述的处理器101、输入设备102、输出设备103可执行本发明实施例提供的自适应虚假目标检测方法的实施例中所描述的实现方式，在此不再赘述。
[0082] 实施本发明实施例的自适应虚假目标检测系统，解决了机场场面多部监视源信号覆盖时，场监雷达产生的虚假目标采用设置非初始化区域或屏蔽区域无法有效判别和抑制虚假目标的问题，且能够有效的减少空管以及场监自动化系统中虚假目标的出现，有效减少航空器冲突等虚警，降低管制员的工作负荷。
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