估计移动目标在水平面中速度大小的方法和雷达检测系统技术方案

估计移动目标在水平面中的速度大小的方法和雷达检测系统。本发明专利技术涉及一种利用由雷达检测系统接收到的雷达信号来估计移动目标在水平面中的速度大小的方法，所述雷达检测系统被配置成解析在单个测量实例中来自移动目标的多个主要反射点，即，接收来自移动目标的多个雷达信号，其中，被解析的反射点中的每一个用与所述单个雷达测量实例中的所述反射点的距离、方位角以及原始距离变化率有关的数据来描述。本发明专利技术还涉及雷达检测系统。

Method of estimating velocity of moving target in horizontal plane and radar detection system

A method for estimating the velocity of a moving target in the horizontal plane and a radar detection system. The invention relates to a method for estimating the speed of a moving target in a horizontal plane by using the radar signal received by the radar detection system, which is configured to analyze a plurality of main reflection points from the moving target in a single measurement example, that is, to receive a plurality of radar signals from the moving target, wherein each of the analyzed reflection points is used for Data related to the distance, azimuth and original distance change rate of the reflection point in the single radar measurement example. The invention also relates to a radar detection system.

【技术实现步骤摘要】
估计移动目标在水平面中速度大小的方法和雷达检测系统
本专利技术涉及一种利用雷达检测系统接收到的雷达信号来估计移动目标在水平面中的速度大小的方法，所述雷达检测系统被配置成解析在单个测量实例中来自移动目标的多个主要反射点，即，接收来自移动目标的多个雷达信号，其中，被解析的反射点中的每一个用与所述单个雷达测量实例中的反射点的距离、方位角以及原始距离变化率有关的数据来描述。本专利技术还涉及雷达检测系统。
技术介绍
车辆可配备有雷达系统，其被用于对车辆邻近区域的环境进行分类，以便例如检测车辆周围的移动或静止物体。例如，这种系统被用于汽车感知系统以估计其它车辆的运动状态，并且可以用于主动安全、驾驶员辅助以及自主驾驶应用。由于系统的感知能力，特别是感测其它车辆的能力，因此，配备有该系统的车辆通常被表示为主车辆。通常情况下，雷达系统包括实现在雷达传感器单元中的多普勒(Doppler)雷达技术，该雷达传感器单元被配置成接收从主车辆发射并被目标反射的信号。通常，所捕获的数据包括雷达检测测量结果，在该测量结果上确定表示空间中的位置的基础反射点(或点检测)。假设这些反射点位于目标的表面上并且可以被认为在水平面中(即，在二维平面视图/地图上)具有x坐标和y坐标。另选地，可以在(径向)距离和方位角的极坐标中考虑反射点的位置。对于自主驾驶领域中的许多应用，必需提供对主车辆邻近区域中的一个或更多个目标的速度的准确估计。给定目标的速度可以根据假定位于目标上的多个反射点(检测点)获得。这就是说，多普勒雷达从单个目标(这种目标通常被称为分布式/刚性目标)捕获到多个点检测。由于使用雷达，因此，对于每个反射点，可以容易地确定距离变化率，即，在该测量实例中主车辆的传感器单元与目标之间的(径向)距离的变化率。该距离变化率可以补偿车辆的速度，以便得到对假定位于目标上的“反射点的速度”的指示。然而，该指示(其可以被表示为补偿的距离变化率)因劣化影响因素(如噪声)而通常不能准确估计目标的速度。此外，给定集群中的邻近反射点的距离变化率可以变化，从而导致根据反射点估计速度的不确定度。尤其是，所谓的车轮旋转检测(即，根据主车辆的车轮速度测得的速度与因车轮打滑而造成的车辆的真实速度不匹配)以及混杂(即，不位于目标上的反射点)会劣化估计的准确度。事实上，即使根据大量反射点获得了所谓的速度分布方程，也会由于少量的噪声反射点(即，异常值)而严重劣化估计。因此，使用鲁棒的估计算法来减少噪声反射点的影响。与现有技术中已知的并且可以被用于估计上述情形中的目标速度的鲁棒估计算法相关联的一个问题是不能容易地控制估计的质量。此外，由于所需迭代的次数(例如，迭代重加权最小二乘算法的所需迭代的次数)，所述估计在使用计算资源方面对工作量和成本的需求过多。当速度的估计需要尽可能快地(即，实时地)可用时，不希望进行大量迭代，这在主动安全、驾驶员辅助以及自主驾驶应用中至关重要。另一方面，简单地减少迭代次数可能导致无效的估计，即，估计相对于地面实况具有较大的误差。在这方面，应注意到，当使用云算法时，存在某种“云模糊”。这意味着云算法不能在目标偏航时匹配速度，因此必须找到确定速度或速度大小的不同方法，以便在偏航时有效地确定目标的速度。这是因为目标速度只能使用云算法基于使用同步的两个雷达来进行有效确定，但是，并不总是可以使用两个雷达。因此，需要提供一种在目标仅在雷达检测系统的一个视场中可见时确定偏航目标的速度大小的方法。
技术实现思路
为此，本专利技术的一个目的是提供一种使用雷达估计移动目标的速度大小的改进方法。本专利技术的另一目的是最小化雷达检测系统的计算复杂度，以便减少用于评估速度大小估计的计算机系统的工作量和成本需求。该目的通过根据权利要求1的利用雷达检测系统接收到的雷达信号来估计移动目标在水平面中的速度大小的方法来满足。在这样的系统中，所述雷达检测系统被配置成解析在单个测量实例中来自移动目标的多个反射点，其中，被解析的反射点中的每一个用与所述单个雷达测量实例中的所述反射点的距离、方位角以及原始距离变化率有关的数据来描述。该方法包括以下步骤：假设针对所述多个接收到的反射点中的每一个计算出的航向角等于所述移动目标的取向角；以及作为根据所述单个雷达测量实例中的来自所述反射点和航向角的各个距离变化率和方位的估计的多个估计的加权平均值计算所述移动目标的速度大小，其中航向角是假设值。形成雷达检测系统，以使其被配置成解析多个主要反射点，其被配置成接收多个雷达信号，这些雷达信号也称为分散信号或简称为检测信号。应注意，针对所述多个接收到的雷达信号(即，反射点)中的每一个计算出的航向角被假设等于取向角：这意味着所述移动目标的ht＝γt(即，相应航向角)与移动目标的纵轴方向相关。航向方差高于所估计的取向方差，并且优选满足条件：具体为从而可以进一步提高所述速度估计的有效性。通过采用估计的加权平均值，即使由其它算法估计的速度不可靠，也可以估计移动目标的速度大小。为了便于该测量，并入已知的测量准确度来改进所述速度估计。优选地，在作为估计的加权平均值计算所述速度大小的步骤之前对具有所述距离变化率的解析反射点进行验证，其中仅那些满足预定条件的反射点被用于计算步骤。以这种方式，所述速度大小估计的有效性得到改善，并且仅利用经验证的反射点来执行计算，从而导致输出所述速度大小估计所需的计算时间的减少。其在下面的情况下是优选的：对作为估计的加权平均值的所述目标速度大小的估计Vt,i是根据具有满足下面的方程的距离变化率的反射点来估计的：具体来说，其中，并且，wV,i是与第i个估计相关联的权重。使用估计的加权平均值可以避免使用过滤和/或跟踪，这对于降低计算力的工作量和成本需求特别有益。从而使该算法因其低计算复杂度而适用于生产嵌入式系统。有利地，验证每个反射点，以便检查是否能够合理地估计所述速度大小。以这种方式，可以减少错误计算的数量，从而进一步提高所述速度大小估计的可靠性。优选地，如果满足下面的条件，则各反射点被被认为有效：|COsαa，i＞kmin_cos_aspect_angle，其中，αa,i是视界角，并且被定义为所述检测的取向角与方位角之差。以这种方式，不需要估计偏航率，从而导致本文所述方法的计算复杂度进一步降低。其在下面的情况下是优选的：目标的速度大小的单个估计被计算为：具体为其中，是补偿第i个原始检测的距离变化率。这是一种快速且可靠的估计目标速度大小的方法。优选地，在对估计的加权平均值进行估计的步骤期间，权重被选择为针对相应估计的估计方差的倒数。这进一步减少了计算中的误差，从而使该方法更可靠。其在下面的情况下是优选的：与估计相关联的权重满足下面的方程：具体为其中，是所考虑速度大小估计的方差。以这种方式，可以更进一步减少计算中的误差。其在下面的情况下是特别优选的：单个速度大小估计的方差可以利用不确定度传播来计算。以这种方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用雷达检测系统(5')接收到的雷达信号来估计移动目标(2)在水平面中的速度大小的方法，所述雷达检测系统(5')被配置成解析在单个测量实例中来自所述移动目标(2)的多个反射点(6')，其中，各被解析的反射点(6')用与所述单个雷达测量实例中的所述反射点的距离(r

【技术特征摘要】
20180523 EP 18173846.91.一种利用雷达检测系统(5')接收到的雷达信号来估计移动目标(2)在水平面中的速度大小的方法，所述雷达检测系统(5')被配置成解析在单个测量实例中来自所述移动目标(2)的多个反射点(6')，其中，各被解析的反射点(6')用与所述单个雷达测量实例中的所述反射点的距离(ri)、方位角(θi)以及原始距离变化率有关的数据来描述；
所述方法包括以下步骤：
假设针对多个接收到的反射点(6')中的每一个计算出的航向角等于所述移动目标(2)的取向角；以及
作为根据所述单个雷达测量实例中的所述反射点(6')的各距离变化率和方位以及航向角估计出的多个估计的加权平均值，计算所述移动目标(2)的所述速度大小，其中所述航向角是假设值。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，在作为估计的加权平均值计算所述速度大小的步骤之前，对具有所述距离变化率的所述被解析的反射点(6')进行验证，并且仅满足预定条件的反射点(6')被用于计算步骤。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，作为估计Vt,i的加权平均值而得的所述目标速度大小的估计是根据具有满足以下方程的距离变化率的反射点(6')来估计的：



具体地，其中，



并且，wV,i是与第i个估计相关联的权重。


4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，对各反射点(6')进行验证，以便检查是否能够合理地估计所述速度大小。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，如果满足如下条件，则认为各反射点(6')有效：
|cosαa,i|＞kmin_cos_aspect_angle，
其中，αa,i是视界角，并且被定义为所述检测的取向角与方位角之差。


6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，对所述目标(2)的所述速度大小的单个估计被计算为：



具体地，
其中，是补偿第i个原始检测的距离变化率。


7....

【专利技术属性】
技术研发人员：M·斯塔希尼克，D·凯斯拉尔，
申请(专利权)人：APTIV技术有限公司，
类型：发明
国别省市：巴巴多斯;BB