目标检测与跟踪系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种目标检测与跟踪系统和方法，该目标检测与跟踪系统包括：毫米波雷达组和中央控制模块，其中，毫米波雷达组包括：多个毫米波雷达，多个毫米波雷达分别用于根据使能信号发送第一探测信号，并接收相应的第二探测信号，以及根据第二探测信号获取目标物的待检测信息，并根据待检测信息对目标物进行目标滤波，以获取当前帧目标物的跟踪信息，并根据目标物的跟踪信息获取目标物的状态信息和分类信息，其中，第二探测信号为第一探测信号经过目标物反射后的探测信号；中央控制模块用于根据跟踪信息、状态信息和分类信息执行相应的控制策略。由此，不仅提升了探测范围，而且大大提高了系统的灵活性和鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
目标检测与跟踪系统和方法
本专利技术涉及雷达检测
，具体涉及一种目标检测与跟踪系统和目标检测与跟踪方法。
技术介绍
毫米波雷达因其全天候工作，并且不受光照、雨雪、沙尘等恶劣天气影响，同时具有探测距离远、精度高、成本低和私密性较高等方面的优势，广泛在智能驾驶，智慧城市等领域应用。比如在室内雷达应用中，毫米波雷达可以在不侵犯隐私的前提下，高精度感知人员类别、位置、活动状态等关键信息，为智能家居相关控制器决策提供必要的感知端数据。相关技术中，毫米波雷达系统不仅探测范围有限，容易产生信息孤岛的情况，而且灵活性和鲁棒性较差。
技术实现思路
本专利技术为解决上述技术问题，提供了一种目标检测与跟踪系统，采用多个毫米波雷达进行目标检测和跟踪，不仅提升了探测范围，从而有效地避免产生信息孤岛的情况，而且大大提高了系统的灵活性和鲁棒性。本专利技术采用的技术方案如下：一种目标检测与跟踪系统，包括：毫米波雷达组和中央控制模块，其中，所述毫米波雷达组包括多个毫米波雷达，所述多个毫米波雷达分别用于根据使能信号向雷达待感知区域发送第一探测信号，并接收相应的第二探测信号，以及根据所述第二探测信号获取所述目标物的待检测信息，并根据所述待检测信息对所述目标物进行目标滤波，以获取当前帧所述目标物的跟踪信息，并根据所述目标物的跟踪信息获取所述目标物的状态信息和分类信息，其中，所述第二探测信号为所述第一探测信号经过目标物反射后的探测信号；所述中央控制模块用于根据所述跟踪信息、所述状态信息和所述分类信息执行相应的控制策略。所述毫米波雷达包括微处理单元，所述微处理单元用于：将所述第二探测信号由模拟射频信号转换为数字基带信号；对所述数据基带信号进行时域到频域的转换，并利用目标检测器在距离维、多普勒维和角度维进行杂波抑制，以获取所述待检测信息。所述待检测信息包括径向速度、径向距离、方位角、仰望角和信噪比中的一种或多种信息。所述微处理单元具体还用于：采用跟踪算法和关联算法根据所述待检测信息对所述目标物进行目标滤波，其中，所述跟踪算法包括卡尔曼滤波、无迹卡尔曼滤波和扩展卡尔曼滤波中的一种或多种算法，关联算法包括GNN、JPDA、PDA、MHT和KBEST中的一种或多种算法。所述中央控制模块在根据所述目标物的跟踪结果、状态信息和分类信息执行相应的控制策略之前还用于：对所述多个毫米波雷达的坐标系转换为场景全局坐标系，并对所述目标物进行目标融合。一种目标检测与跟踪方法，包括以下步骤：根据使能信号向雷达待感知区域发送第一探测信号，并接收相应的第二探测信号，其中，所述第二探测信号为所述第一探测信号经过目标物反射后的探测信号；根据所述第二探测信号获取所述目标物的待检测信息，并根据所述待检测信息对所述目标物进行目标滤波，以获取当前帧所述目标物的跟踪信息，以及根据所述目标物的跟踪信息获取所述目标物的状态信息和分类信息；根据所述跟踪信息、所述状态信息和所述分类信息执行相应的控制策略。一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现上述的目标检测与跟踪方法。一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的目标检测与跟踪方法。本专利技术的有益效果：本专利技术采用多个毫米波雷达进行目标检测和跟踪，不仅提升了探测范围，从而有效地避免产生信息孤岛的情况，而且大大提高了系统的灵活性和鲁棒性。附图说明图1为本专利技术实施例的目标检测与跟踪系统的方框示意图；图2为本专利技术一个具体实施例的多个毫米波雷达部署方位的示意图；图3为本专利技术实施例的目标检测与跟踪方法的流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1是根据本专利技术实施例的目标检测与跟踪系统的方框示意图。如图1所示，本专利技术实施例的目标检测与跟踪系统可包括毫米波雷达组100和中央控制模块200，其中，毫米波雷达组100包括多个毫米波雷达110(图1中仅示出两个)。其中，多个毫米波雷达110分别用于根据使能信号发送第一探测信号，并接收相应的第二探测信号，以及根据第二探测信号获取目标物的待检测信息，并根据待检测信息对目标物进行目标滤波，以获取当前帧目标物的跟踪信息，并根据目标物的跟踪信息获取目标物的状态信息和分类信息，其中，第二探测信号为第一探测信号经过目标物反射后的探测信号；中央控制模块130用于根据跟踪信息、状态信息和分类信息执行相应的控制策略。具体而言，对于给定应用场景(例如，室内场景)，可先确定感兴趣区域(ROI)，即雷达待感知区域。通常对于房间区域，如图2所示，A区域可为ROI区域，B区域可为非ROI区域。进一步而言，对于给定应用场景，可部署多个毫米波雷达110构成传感网络，如图2所示，可在房间内部署4个毫米波雷达110，使得毫米波雷达110的探测范围覆盖整个ROI区域。在多个毫米波雷达110部署完成后，可发送使能信号给各毫米波雷达110，其中，使能信号来源于主雷达和中央控制模块200中的至少一种，主雷达为传感网路中认为选取的毫米波雷达，即各毫米波雷达可由使能信号统一触发。每个毫米波雷达110在接收到使能信号后，可通过其内部设置的天线和射频前端(MMIC)发送第一探测信号至雷达待感知区域，并接收相应的第二探测信号。之后由毫米波雷达110内部设置的微处理单元对第二探测信号进行信号处理以获取目标物的待检测信息。其中，待检测信息包括径向速度、径向距离、方位角、仰望角和信噪比中的一种或多种信息。需要说明的是，每个毫米波雷达110均设置有天线，其中，该天线为微带贴片天线，天线周围区域可能放置吸波材料，用于降低信号多次反射造成的干扰。天线为N发射M接收配置，N和M均为大于等于1的整数。其中，微带天线与射频前端(MMIC)可以是分立方案也可以是集成方案，集成方案为片上天线方案(AOP)，毫米波雷达110的频段范围可为30GHz～300GHz。射频前端(MMIC)与微处理单元可以是分立芯片方案，也可以是集成SOC，其中，微处理单元120可包括ARM、DSP和FPGA中的一种或多种。每个毫米波雷达110还可包括电源模块和存储器，其中，电源模块用于为装置电路供电，输入电源可以是强电，如220V电源，也可以为弱电，如12V电源；存储器用于存储数据信号处理、数据处理算法等指令。根据本专利技术的一个实施例，毫米波雷达可包括微处理单元，其中，微处理单元用于：将第二探测信号由模拟射频信号转换为数字基带信号；对数据基带信号进行时域到频域的转换，并利用目标检测器在距离维、多普勒维和角度维上进行杂波抑制，以获取待检测信息。具体而言，首先，可通过微处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种目标检测与跟踪系统，其特征在于，包括：毫米波雷达组和中央控制模块，其中，/n所述毫米波雷达组包括多个毫米波雷达，所述多个毫米波雷达分别用于根据使能信号向雷达待感知区域发送第一探测信号，并接收相应的第二探测信号，以及根据所述第二探测信号获取所述目标物的待检测信息，并根据所述待检测信息对所述目标物进行目标滤波，以获取当前帧所述目标物的跟踪信息，并根据所述目标物的跟踪信息获取所述目标物的状态信息和分类信息，其中，所述第二探测信号为所述第一探测信号经过目标物反射后的探测信号；/n所述中央控制模块用于根据所述跟踪信息、所述状态信息和所述分类信息执行相应的控制策略。/n

【技术特征摘要】
1.一种目标检测与跟踪系统，其特征在于，包括：毫米波雷达组和中央控制模块，其中，
所述毫米波雷达组包括多个毫米波雷达，所述多个毫米波雷达分别用于根据使能信号向雷达待感知区域发送第一探测信号，并接收相应的第二探测信号，以及根据所述第二探测信号获取所述目标物的待检测信息，并根据所述待检测信息对所述目标物进行目标滤波，以获取当前帧所述目标物的跟踪信息，并根据所述目标物的跟踪信息获取所述目标物的状态信息和分类信息，其中，所述第二探测信号为所述第一探测信号经过目标物反射后的探测信号；
所述中央控制模块用于根据所述跟踪信息、所述状态信息和所述分类信息执行相应的控制策略。


2.根据权利要求1所述的目标检测与跟踪系统，其特征在于，所述毫米波雷达包括微处理单元，所述微处理单元用于：
将所述第二探测信号由模拟射频信号转换为数字基带信号；
对所述数据基带信号进行时域到频域的转换，并利用目标检测器在距离维、多普勒维和角度维进行杂波抑制，以获取所述待检测信息。


3.根据权利要求2所述的目标检测与跟踪系统，其特征在于，所述待检测信息包括径向速度、径向距离、方位角、仰望角和信噪比中的一种或多种信息。


4.根据权利要求2所述的目标检测与跟踪系统，其特征在于，所述微处理单元具体还用于：采用跟踪算法和关联算法根据所述待检测信息对所述目标物进行目标滤波，其中，所述跟踪算法包...

【专利技术属性】
技术研发人员：王姗，
申请(专利权)人：江西商思伏沌科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36