一种提升雷达测量物体尺寸准确度的方法及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种提升雷达测量物体尺寸准确度的方法及其系统，所述方法包括测点校正步骤、单帧内目标预测点与实测点相融合步骤以及目标在若干连续帧中运动趋势确定最终尺寸。本发明专利技术公开的方法通过步骤S1对目标点的位置信息完成的校正，提高了目标点测量的准确度，通过步骤S2中预测点与实测点的融合可以增加目标的点数，从而大大有利于提高目标尺寸计算准确度。通过步骤S3中对目标在若干连续帧中的运动趋势判定，以及基于运动趋势‑尺寸关联函数的数据修正，确定了目标最终尺寸，并提升了目标尺寸测量准确度。

A method and system to improve the accuracy of radar measuring object size

【技术实现步骤摘要】
一种提升雷达测量物体尺寸准确度的方法及其系统
本专利技术属于雷达测量
，尤其涉及一种提升雷达测量物体尺寸准确度的方法及其系统。
技术介绍
现代雷达系统测量目标时，通常一个目标在雷达视野中会呈现出多个点，每个点都有对应的距离、角度与速度等信息，这些点来自于目标对雷达发射波的反射。雷达测量目标尺寸时，即是通过聚合这些点的信息来计算目标的尺寸。通常来说，雷达获取到的关于目标的点越多，越能准确计算目标的尺寸。从技术上来说，雷达要获取更多的点则需要提升雷达的分辨率。而提升雷达分辨率，则需要提高雷达的硬件规格，例如对于调频连续波(FMCW,Frequency-ModulatedContinuous-Wave)雷达，需要提高雷达的分辨率则需要提高发射波带宽、增加发射天线与接收天线数等等，这必然导致雷达功耗以及成本的上升。因此目前来说，分辨率高的雷达系统功耗与成本都比低分辨率雷达更高。如图1所示，目前一般雷达系统对目标尺寸的计算都是通过对雷达获取到的目标点进行聚类来实现的。其过程有：1.目标反射雷达波被雷达接收处理，得到目标点，同时可能其中混有环境杂点和其它目标的点2.雷达的目标处理模块通过一些聚类算法(如DBScan、kNN等等)获得该目标所属的目标点。3.通过聚类所得目标点信息，计算目标的几何尺寸。以上步骤通常都在一个固定的周期中完成，这个固定周期被称为帧(frame)。由于目标的移动、环境的干扰以及雷达本身的探测性能(例如雷达对相对于雷达角度较大以及距离较远的目标获得的点会减少或者点之间的距离变大)的影响，同一个目标在不同位置以及不同帧中得到的目标尺寸可能不一样，这就容易导致雷达对目标尺寸的计算不正确。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，为克服现有技术问题，提出了一种不用增加雷达的硬件条件下，提高现有雷达的目标尺寸测量准确度的方法和系统。本专利技术目的通过下述技术方案来实现：一种提升雷达测量物体尺寸准确度的方法，所述方法至少包括如下步骤：S1：将当前帧获取的目标点的位置信息，按照已有的雷达探测性能校正函数Calibrate()对目标点的位置信息进行校正；S2：根据上一帧中获取到的目标各个点的位置信息，根据动力学公式预测各点在本帧中的位置信息，并和本帧中实际测得并经第1步校正后的目标点根据制定的融合规则函数Combine()进行融合，以融合之后的目标点计算目标在本帧中的尺寸；S3：将经过步骤S1和S2处理后获得的目标点数据运用几何公式计算目标在若干连续帧中的目标尺寸，并根据目标在这段时间的运动趋势，按照运动趋势-尺寸关联函数FindBest()确定目标最终的尺寸值。通过步骤S1对目标点的位置信息完成的校正，提高了目标点测量的准确度。通过步骤S2中预测点与实测点的融合可以增加目标的点数，从而大大有利于提高目标尺寸计算准确度。通过步骤S3中对目标在若干连续帧中的运动趋势判定，以及基于运动趋势-尺寸关联函数的数据修正，确定了目标最终尺寸，并提升了目标尺寸测量准确度。根据一个优选的实施方式，所述目标点的位置信息至少包括距离、速度和角度信息。根据一个优选的实施方式，所述步骤S3中的运动趋势至少包括远离雷达、靠近雷达或者先靠近再远离的运动趋势。根据一个优选的实施方式，探测性能校正函数Calibrate()、融合规则函数Combine()以及运动趋势-尺寸关联函数FindBest()预置于雷达的目标处理模块中。一种提升雷达测量物体尺寸准确度的系统，所述系统至少包括目标处理模块，所述目标处理模块被配置为采用如权利要求1所述的方法完成目标尺寸计算。具体方法步骤包括：S1：将当前帧获取的目标点的位置信息，按照已有的雷达探测性能校正函数Calibrate()对目标点的位置信息进行校正；S2：根据上一帧中获取到的目标各个点的位置信息，根据动力学公式预测各点在本帧中的位置信息，并和本帧中实际测得并经第1步校正后的目标点根据制定的融合规则函数Combine()进行融合，以融合之后的目标点计算目标在本帧中的尺寸；S3：将经过步骤S1和S2处理后获得的目标点数据运用几何公式计算目标在若干连续帧中的目标尺寸，并根据目标在这段时间的运动趋势，按照运动趋势-尺寸关联函数FindBest()确定目标最终的尺寸值。根据一个优选的实施方式，所述系统还包括雷达前端和应用模块。根据一个优选的实施方式，所述雷达前端至少包括信号产生器、发射芯片、接收芯片以及收发天线。根据一个优选的实施方式，所述应用模块对应为各种应用终端。前述本专利技术主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本专利技术可采用并要求保护的方案；且本专利技术，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本专利技术方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本专利技术所要保护的技术方案，在此不做穷举。本专利技术的有益效果：本专利技术公开的方法通过结合目标单个点测量值(包括但不限于距离、角度、速度)的校正、单帧内目标预测点与实测点相融合以及目标在若干连续帧中运动趋势确定最终尺寸而使目标尺寸测量准确度提升。附图说明图1是本专利技术方法进行探测校正的效果示意图；图2是本专利技术方法的预测点和校正后实测点进行融合的效果示意图；图3是本专利技术方法基于运动趋势-尺寸关联确定目标最终尺寸的示意图；图4是本专利技术雷达系统结构示意图。具体实施方式下列非限制性实施例用于说明本专利技术。实施例1：本专利技术公开了一种提升雷达测量物体尺寸准确度的方法，所述方法至少包括如下步骤：步骤S1：将当前帧获取的目标点的位置信息，按照已有的雷达探测性能校正函数Calibrate()对目标点的位置信息进行校正。优选地，所述目标点的位置信息至少包括距离、速度和角度信息。优选地，探测性能校正函数Calibrate()能够以雷达测得目标点的距离r、角度a、速度v为参数，通过其它可靠手段实测得到目标点对应的距离、角度、速度来作为函数值来得到。如图1所示，通过步骤S1对目标点的位置信息完成的校正，提高了目标点测量的准确度。步骤S2：根据上一帧中获取到的目标各个点的位置信息，根据动力学公式预测各点在本帧中的位置信息，并和本帧中实际测得并经第1步校正后的目标点根据制定的融合规则函数Combine()进行融合，以融合之后的目标点计算目标在本帧中的尺寸。优选地，融合规则函数Combine()则可以根据预测点与雷达实际测得并校正后的点之间距离、角度和速度差delta来判断是否将预测点丢弃、添加或者与实测点合并成新的点。如delta<合并阈值，则将预测点与实测点合并成一个新点，合并阈值<delta<添加阈值，则将该预测点添加成为目标点，若delta>添加阈值，则将该预测点丢弃。如图2所示，步骤S2中通过目标的预测点与实测点相融合的方式，提高了雷达测得目标点密度，从而大大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提升雷达测量物体尺寸准确度的方法，其特征在于，所述方法至少包括如下步骤：/nS1：将当前帧获取的目标点的位置信息，按照已有的雷达探测性能校正函数Calibrate()对目标点的位置信息进行校正；/nS2：根据上一帧中获取到的目标各个点的位置信息，根据动力学公式预测各点在本帧中的位置信息，并和本帧中实际测得并经第1步校正后的目标点根据制定的融合规则函数Combine()进行融合，以融合之后的目标点计算目标在本帧中的尺寸；/nS3：将经过步骤S1和S2处理后获得的目标点数据运用几何公式计算目标在若干连续帧中的目标尺寸，并根据目标在这段时间的运动趋势，按照运动趋势-尺寸关联函数FindBest()确定目标最终的尺寸值。/n

【技术特征摘要】
1.一种提升雷达测量物体尺寸准确度的方法，其特征在于，所述方法至少包括如下步骤：
S1：将当前帧获取的目标点的位置信息，按照已有的雷达探测性能校正函数Calibrate()对目标点的位置信息进行校正；
S2：根据上一帧中获取到的目标各个点的位置信息，根据动力学公式预测各点在本帧中的位置信息，并和本帧中实际测得并经第1步校正后的目标点根据制定的融合规则函数Combine()进行融合，以融合之后的目标点计算目标在本帧中的尺寸；
S3：将经过步骤S1和S2处理后获得的目标点数据运用几何公式计算目标在若干连续帧中的目标尺寸，并根据目标在这段时间的运动趋势，按照运动趋势-尺寸关联函数FindBest()确定目标最终的尺寸值。


2.如权利要求1所述一种提升雷达测量物体尺寸准确度的方法，其特征在于，所述目标点的位置信息至少包括距离、速度和角度信息。


3.如权利要求1所述一种提升雷达测量物体尺寸准确度的方法，其特征在于，所述步骤S3中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：易越凡，
申请(专利权)人：富临精工先进传感器科技成都有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51