一种毫米波雷达多目标跟踪虚假航迹识别系统及方法与流程

本发明涉及信号与信息处理，尤其是一种毫米波雷达多目标跟踪虚假航迹识别系统及方法。

背景技术：

1、毫米波雷达是以毫米波作为载体进行目标位置和速度信息测量的装置，由于其能够在恶劣天气及光照度不足的情况下实现目标位置与速度的检测，有效弥补了光学传感器的不足，基于毫米波雷达的多目标跟踪系统具有跟踪精度高、有效距离远、抗干扰能力强和全时工作等优点，近年来被广泛应用于汽车辅助驾驶领域。在多目标跟踪系统中，毫米波雷达将检测范围内的目标转化为具有位置信息（距离、角度、高度等）和速度信息的点云数据，在数据处理算法和多目标跟踪算法的作用下，将点云数据转化为包含目标实时位置、速度的航迹。然而在检测范围内具有较多且分布密集的目标时，较大概率出现由于错误关联而产生虚假航迹的现象，最终导致无法有效跟踪真实目标，跟踪系统性能降低。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种毫米波雷达多目标跟踪虚假航迹识别系统及方法，能够解决现有技术的不足，以连续两帧毫米波雷达的点云数据以及运动学数据为输入，实现航迹错误关联识别并输出，大幅降低虚假航迹出现概率。

2、为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

3、一种毫米波雷达多目标跟踪虚假航迹识别系统，包括：

4、数据前处理模块，用于初始化算法参数，并读取目标数据和点云数据；

5、位置数据处理模块，用于计算坐标转换矩阵，并使用坐标转换矩阵进行位置坐标变换；

6、速度数据处理模块，用于计算目标的绝对速度；

7、虚假航迹识别模块，用于根据目标速度估计误差识别虚假航迹。

8、一种上述的毫米波雷达多目标跟踪虚假航迹识别系统的识别方法，包括以下步骤：

9、a、数据前处理模块初始化算法参数，并读取目标数据和点云数据；

10、b、位置数据处理模块计算坐标转换矩阵，并使用坐标转换矩阵进行位置坐标变换；

11、c、速度数据处理模块计算目标的绝对速度；

12、d、虚假航迹识别模块根据目标速度估计误差识别虚假航迹。

13、作为优选，步骤a中包括以下步骤，

14、a1、设定速度误差阈值，点云采样间隔；

15、a2、读取第k-1帧目标数据：距离、多普勒速度、角度；读取第k帧点云数据：距离、多普勒速度、角度、自身车辆k-1帧时的速度以及角速度、自身车辆第k帧时的速度；其中k≥2。

16、作为优选，步骤b中包括以下步骤，

17、b1、设目标车辆与自身车辆均为匀速行驶，包括匀速直线行驶与匀速圆周行驶，定义坐标系，其中{g}为全局坐标系；{ok-1}为k-1帧与自身车辆位置重合的右手笛卡尔坐标系，x轴指向车辆行驶方向；{ok}为k帧与自身车辆位置重合的右手笛卡尔坐标系，x轴指向车辆行驶方向，计算k-1帧到第k帧自身车辆在全局坐标系中的位移增量为

18、其中，和分别为x轴方向的位置增量以及y轴方向的位置增量；

19、b2、在坐标系{ok}至{g}的转换矩阵中引入x轴方向的位置增量以及y轴方向的位移增量

20、用以消除自身运动状态变化对于目标车辆估计速度的影响；由于坐标系{ok-1}与{g}重合，故转换矩阵为单位矩阵，；

21、b3、将目标k-1帧位置及第k帧点云位置分别由坐标系{ok-1}和坐标系{ok}变换至全局坐标系{g}，

22、

23、

24、其中，和分别为第k-1帧目标在全局坐标系{g}中的位置坐标，和分别为第k帧点云数据在全局坐标系{g}中的位置坐标。

25、作为优选，步骤c中包括以下步骤，

26、c1、设目标在连续两帧采样间隔中速度保持不变，计算得目标的绝对速度估计值为，其中，为目标在x轴方向的绝对速度估计值，为目标在y轴方向的绝对速度估计值；

27、c2、根据第k-1帧时的量测数据，得到目标在方向的速度，

28、计算第k帧点云数据在方向的速度为，

29、计算目标绝对速度估计值在方向的投影速度为，

30、计算目标绝对速度估计值在方向的投影速度为。

31、作为优选，步骤d中包括以下步骤，

32、d1、计算目标速度估计误差e，

33、；

34、d2、虚假航迹判断条件为：若则识别航迹为虚假航迹并删除，输出识别结果。

35、采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明通过引入自身车辆速度、角速度补偿，消除了自身运动对于目标车辆估计速度的影响，提升速度估计精度。本发明能够基于连续两帧跟踪与点云数据进行虚假航迹识别，降低多目标跟踪算法需要处理的航迹数量，提高多目标跟踪算法正确关联概率，提升算法性能。

技术特征：

1.一种毫米波雷达多目标跟踪虚假航迹识别系统，其特征在于：包括，

2.一种权利要求1所述的毫米波雷达多目标跟踪虚假航迹识别系统的识别方法，其特征在于包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的毫米波雷达多目标跟踪虚假航迹识别系统的识别方法，其特征在于：步骤a中包括以下步骤，

4.根据权利要求3所述的毫米波雷达多目标跟踪虚假航迹识别系统的识别方法，其特征在于：步骤b中包括以下步骤，

5.根据权利要求4所述的毫米波雷达多目标跟踪虚假航迹识别系统的识别方法，其特征在于：步骤c中包括以下步骤，

6.根据权利要求5所述的毫米波雷达多目标跟踪虚假航迹识别系统的识别方法，其特征在于：步骤d中包括以下步骤，

技术总结
本发明公开了一种毫米波雷达多目标跟踪虚假航迹识别系统，包括数据前处理模块，用于初始化算法参数，并读取目标数据和点云数据；位置数据处理模块，用于计算坐标转换矩阵，并使用坐标转换矩阵进行位置坐标变换；速度数据处理模块，用于计算目标的绝对速度；虚假航迹识别模块，用于根据目标速度估计误差识别虚假航迹。本发明还公开了一种基于上述毫米波雷达多目标跟踪虚假航迹识别系统的识别方法。本发明能够改进现有技术的不足，以连续两帧毫米波雷达的点云数据以及运动学数据为输入，实现航迹错误关联识别并输出，大幅降低虚假航迹出现概率。

技术研发人员：王帅,孙浩
受保护的技术使用者：深圳安智杰科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16