一种多传感器自适应航迹起始方法技术

本发明专利技术提供多传感器自适应航迹起始方法，包括：步骤1、对第一传感器、第二传感器的量测数据进行GNN数据关联；步骤2、对已关联的第一传感器、第二传感器的量测进行合并，形成等效单传感器的量测，并判断是否可以起始航迹，是则进入下一步，否则返回上一步；步骤3、按照单传感器逻辑法航迹起始；步骤4、判断当前待起始航迹是否为等效单传感器航迹，是则进入下一步，否则判定所述待起始航迹为有效航迹，输出到系统航迹；步骤5、判断当前待起始航迹所属的传感器，并更新该传感器的滤波性能；步骤6、根据所述该传感器的滤波性能确定航迹的延迟起始周期；步骤7、重复步骤4～6，直至所有待起始航迹遍历完毕。本发明专利技术降低了多传感器虚假航迹起始概率。

A multi sensor adaptive track initiation method

The invention provides a multi-sensor adaptive track initiation method, including: step 1, GNN Data Association for the measurement data of the first sensor and the second sensor; step 2, merging the measurements of the first sensor and the second sensor, forming an equivalent single sensor measurement, and judging whether the navigation can be started or not. Track, is to enter the next step, otherwise return to the previous step; Step 3, track initiation in accordance with the single sensor logic method; Step 4, to determine whether the current track to be started is equivalent to a single sensor track, is to enter the next step, otherwise determine that the track to be started is an effective track, output to the system track; Step 5, judge when Step 6. Determine the delay initiation period of the track according to the filtering performance of the sensor; Step 7, repeat steps 4 to 6 until all the tracks to be initiated are traversed. The invention reduces the probability of false start of multisensor.

【技术实现步骤摘要】
一种多传感器自适应航迹起始方法
本专利技术涉及一种多传感器自适应航迹起始方法。
技术介绍
航迹起始指的是传感器对目标进行跟踪期间，对未进入稳定跟踪(已经确认目标的运动轨迹)目标的轨迹进行确认的过程。一般情况下，传感器的量测数据不仅包含真实目标，还包含有其他干扰目标形成的虚假目标(杂波)，在航迹起始过程中，尤其是多目标航迹起始，杂波与杂波互联，或杂波与真实目标互联，形成虚假航迹。这种虚假航迹对后续的数据关联，航迹维护与目标跟踪产生巨大影响。对于多传感器数据融合系统，各个传感器有自己的观测区域，且各传感器对目标的感知能力不一样，对同一个目标，有的传感器可以检测到，而有的传感器检测不到，且在实际环境中，有些虚假目标被单传感器持续检测到。对于这些被单传感器检测到的目标，本专利技术认为可以适当地延迟其航迹起始周期，提高集中式数据融合的鲁棒性。逻辑法航迹起始方法简单便捷，对传感器的先验知识没有要求。但在杂波密度较大的情况下容易起始大量虚假航迹，且没有充分利用传感器历史性能表现信息，在多传感器航迹起始过程中，容易起始多传感器非公共区域的虚假航迹。
技术实现思路
本专利技术提供一种多传感器自适应航迹起始方法，旨在解决现有技术中的缺陷，实现降低多传感器虚假航迹起始概率，提高系统的鲁棒性。为达到上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：本专利技术提供一种多传感器自适应航迹起始方法，包括：步骤1、对第一传感器、第二传感器的量测数据进行GNN数据关联；步骤2、对已关联的第一传感器、第二传感器的量测进行合并，形成等效单传感器的量测，并判断是否可以起始航迹，是则进入下一步，否则返回上一步；步骤3、按照单传感器逻辑法航迹起始；步骤4、判断当前待起始航迹是否为等效单传感器航迹，是则进入下一步，否则判定所述待起始航迹为有效航迹，输出到系统航迹；步骤5、判断当前待起始航迹所属的传感器，并更新该传感器的滤波性能；步骤6、根据所述该传感器的滤波性能确定航迹的延迟起始周期；步骤7、重复步骤4～6，直至所有待起始航迹遍历完毕。具体地，步骤3包括：步骤31、使用系统最初两个时刻的量测数据建立临时航迹头；步骤32、以所述临时航迹头建立候选航迹；步骤33、对所述候选航迹，使用预设二阶多项式进行外推；步骤34、判断所述候选航迹连续4个时刻是否与所述等效单传感器的量测关联，是则判定所述候选航迹为待起始航迹，否则终止所述候选航迹；步骤35、重复上述步骤31～步骤34，直到所有量测数据处理完毕为止，输出待起始的航迹。具体地，步骤32包括：步骤321、对所述临时航迹头进行一阶多项式外推，得到系统第三个时刻目标点的外推点；步骤322、以所述外推点为中心建立跟踪门；步骤323、判断系统第三时刻的量测数据是否落入所述跟踪门内，是则选择距离所述外推点最近的量测点作为目标第三个时刻的量测点，建立候选航迹，否则终止该航迹起始。具体地，所述跟踪门为球形跟踪门。具体地，步骤6包括：如果所述该滤波性能均值小于预设阈值，则将由该传感器起始的航迹起始周期延迟第一预设采样周期(例如6个传感器采样周期)，否则，将由该传感器起始的航迹起始周期延迟第二预设采样周期。具体地，第一预设采样周期小于第二预设采样周期。具体地，所述第一预设采样周期为6个传感器采样周期，所述第二预设采样周期为8个传感器采样周期。本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过将多传感器量测等效为单传感器的量测，并基于传感器的滤波性能来确定等效单传感器起始的航迹是否需要延迟起始，实现降低多传感器虚假航迹起始概率，提高系统的鲁棒性。附图说明图1是本专利技术的多传感器自适应航迹起始方法的流程示意图。具体实施方式下面结合附图具体阐明本专利技术的实施方式，附图仅供参考和说明使用，不构成对本专利技术专利保护范围的限制。如图1所示，本专利技术的实施例提供一种多传感器自适应航迹起始方法，包括：步骤1、对传感器A、传感器B的量测数据进行GNN数据关联。在本专利技术中，传感器A是雷达，传感器B是摄像头。理论上，两个传感器对同一个目标的量测映射到同一个坐标系下，它们的空间位置应该重合。考虑到传感器本身的测量误差以及坐标转换误差，给定一个距离阈值，代价矩阵为欧式距离，使用匈牙利分配算法进行GNN数据关联，被关联到的数据则认为是同一个目标的两个不同量测。GNN数据关联已有成熟算法，此处不再赘述。步骤2、对已关联的传感器A、传感器B的量测进行合并，形成等效单传感器的量测，并判断是否可以起始航迹，是则进入下一步，否则返回上一步。所述判断是否可以起始航迹为：如果当前系统存储了合并之后的连续4个时刻的量测，则判断为可以起始航迹。对已关联的传感器A、传感器B的量测进行合并，即把传感器A、传感器B的量测等效为单传感器的量测，量测合并按下式进行：式(1)中，δAx、δBx分别表示传感器A、B的量测在x维度上的方差，xA、xB分别表示传感器A、B在x维度上的的量测值，x'表示传感器量测信息在x维度上合并之后的值，RA、RB分别表示传感器A、B的量测的误差协方差矩阵，R表示传感器A、B的量测合并之后的量测的误差协方差矩阵。定义航迹T＝[C1,C2,C3,C4],其中，Ci＝(Ai,Bi)(i＝1,2,3,4)表示第i时刻的航迹数据Ci由传感器A和B的量测Ai、Bi合并而来，并且Ai、Bi不能同时为空。如果Bi为空，则Ci＝Ai，表示航迹T第i时刻的数据只来自于传感器A；反之，如果Ai为空，则Ci＝Bi，表示航迹T第i个时刻的数据只来自于传感器B。步骤3、按照单传感器逻辑法航迹起始。逻辑法航迹起始算法适用于单传感器多目标的情形航迹起始。对接收到的连续N个时刻的量测进行航迹起始，假设起始的航迹包含M个时刻的量测，则认为该航迹是真实航迹。在本专利技术中，N＝M＝4，即只有当一条航迹包含所有时刻的量测才认为该航迹是真实航迹。按照单传感器逻辑法航迹起始的具体步骤是：步骤31、使用系统最初两个时刻的量测数据建立临时航迹头。假设系统依次接收到每个传感器的N次量测数据z1,z2,z3,…,zN，zi＝[zAi,zBi](i＝1,2,3…N)，zN表示当前时刻的量测，z1、z2则表示系统最初两个时刻的量测。按步骤1、2对这些量测数据进行关联、合并，用表示合并之后的k时刻第i个量测的第l个分量，这里的l＝1,…,p，其中，p指的是量测分量的个数，i＝1,…,m，m指的是当前时刻的量测的数量，例如，在当前时刻，传感器A前方有3辆车，则传感器A在此时可以返回3个量测，即m＝3。相邻两个时刻量测zi(k)与zj(k+1)之间的距离矢量dij的第l个分量：其中，t是传感器扫描时间间隔，分别是目标最大速度的第l个分量值。假设量测误差是独立、零均值、高斯分布的，协方差为Rt(k)，则定义归一化距离：Dij(k)服从自由度为p的χ2分布，给定门限概率查自由度为p的χ2分布表可得门限γ，若Dij(k)≤γ，则可以认为两个量测互联，即认为这两个量测属于同一个目标在不同时刻的量测，可以起始为临时航迹头。步骤32、以所述临时航迹头建立候选航迹。具体步骤是：步骤321、对所述临时航迹头进行一阶多项式外推，得到系统第三个时刻目标点的外推点。步骤322、以所述外推点为中心建立跟踪门。在本实施例中，所述跟踪门为球形跟踪门。步骤323、判断系统第三时刻的量测数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多传感器自适应航迹起始方法，其特征在于，包括：步骤1、对第一传感器、第二传感器的量测数据进行GNN数据关联；步骤2、对已关联的第一传感器、第二传感器的量测进行合并，形成等效单传感器的量测，并判断是否可以起始航迹，是则进入下一步，否则返回上一步；步骤3、按照单传感器逻辑法航迹起始；步骤4、判断当前待起始航迹是否为等效单传感器航迹，是则进入下一步，否则判定所述待起始航迹为有效航迹，输出到系统航迹；步骤5、判断当前待起始航迹所属的传感器，并更新该传感器的滤波性能；步骤6、根据所述该传感器的滤波性能确定航迹的延迟起始周期；步骤7、重复步骤4～6，直至所有待起始航迹遍历完毕。

【技术特征摘要】
1.一种多传感器自适应航迹起始方法，其特征在于，包括：步骤1、对第一传感器、第二传感器的量测数据进行GNN数据关联；步骤2、对已关联的第一传感器、第二传感器的量测进行合并，形成等效单传感器的量测，并判断是否可以起始航迹，是则进入下一步，否则返回上一步；步骤3、按照单传感器逻辑法航迹起始；步骤4、判断当前待起始航迹是否为等效单传感器航迹，是则进入下一步，否则判定所述待起始航迹为有效航迹，输出到系统航迹；步骤5、判断当前待起始航迹所属的传感器，并更新该传感器的滤波性能；步骤6、根据所述该传感器的滤波性能确定航迹的延迟起始周期；步骤7、重复步骤4～6，直至所有待起始航迹遍历完毕。2.根据权利要求1所述的多传感器自适应航迹起始方法，其特征在于，步骤3包括：步骤31、使用系统最初两个时刻的量测数据建立临时航迹头；步骤32、以所述临时航迹头建立候选航迹；步骤33、对所述候选航迹，使用预设二阶多项式进行外推；步骤34、判断所述候选航迹连续4个时刻是否与所述等效单传感器的量测关联，是则判定所述候选航迹为待起始航迹，否则终止所述候选航迹；步骤35、重复上述步骤31～步骤34，直到所有量...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明阳，徐焕东，
申请(专利权)人：惠州华阳通用电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44