一种毫米波雷达目标跟踪方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种毫米波雷达目标跟踪方法及系统，属于智能驾驶领域。本发明专利技术采用目标ID关联和目标位置关联联合处理的方法，能够有效避免多毫米波雷达探测信息偏差导致的目标短暂性丢帧问题和相同位置目标分裂导致的ID冗余标记问题。余标记问题。余标记问题。

【技术实现步骤摘要】
一种毫米波雷达目标跟踪方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种毫米波雷达目标跟踪方法及系统，属于智能驾驶领域。

技术介绍

[0002]随着经济社会的快速发展,人们出行可选的交通方式更加多样，但舒适、便捷的汽车依然是人们交通出行的首选工具之一。更为舒适的乘车环境、更为智能的乘车体验、更高标准的乘车安全，是智慧交通时代人们对汽车技术发展的普遍要求，自动驾驶技术应势而生并蓬勃发展。
[0003]汽车自动驾驶的前提是保证行驶安全，因此需要利用多种传感器获取车辆周围目标环境信息，为车辆安全行驶决策提供充分支持。无论是激光雷达还是摄像头、超声波传感器，都容易受到恶劣天气环境影响导致性能降低甚至失效，对自动驾驶而言是致命隐患，而毫米波雷达由于其可穿透尘、雾、雨、雪，不受恶劣天气影响且能全天候工作的绝对优势，成为了汽车自动驾驶领域不可或缺的传感器，除此之外毫米波雷达还具有体积小、重量轻、成本低、高分辨率高等优点，被许多国家汽车厂商青睐并广泛应用在自适应巡航控制(ACC)、前向防撞报警(FCW)、盲点检测(BSD)、辅助停车(PA)、辅助变道(LCA)等汽车高级驾驶辅助系统(ADAS)中。
[0004]车载毫米波雷达通过天线向外发射毫米波，接收目标反射信号，经后方处理后快速准确地获取汽车车身周围的物理环境信息(如汽车与其他物体之间的相对距离、相对速度、角度、运动方向等)，然后根据所探测的物体信息进行目标追踪和识别分类，进而结合车身动态信息、其他传感器信息进行多源异构信息融合，最终将融合后的目标信息输出给决策层。而决策层会根据目标信息中得到的位置、速度、类型等做出合理决策，进而控制车辆的执行。
[0005]毫米波雷达输出的数据中对探测到的目标分配ID，基于该ID可以对探测到的目标进行追踪，但目前存在如下问题，多个毫米波雷达探测的信息融合过程中会存在一定偏差，对于在前识别到的同一目标，在后的毫米波雷达探测信息融合后的输出数据中可能会因丢帧等原因将其识别为新的目标而分配新的目标ID，或者将同一位置的大型目标识别为多个目标而分配多个目标ID。造成目标追踪失败以及目标冗余标记的问题，导致目标丢失更换以及ID资源的浪费，也对进一步的计算处理及后期的信息融合带来额外的运算量和处理时间，对于智能驾驶和行车安全来讲，车辆做出响应前的任何时间都是极为宝贵的；而且加重了环境感知系统的工作量，增加了出错的可能和硬件的负担，这对智能驾驶的行车安全都是极为不利的。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种毫米波雷达目标跟踪方法及系统，用以解决毫米波雷达丢失目标以及对于探测目标冗余标记的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术的方案包括：
[0008]本专利技术的一种毫米波雷达目标跟踪方法，包括如下步骤：
[0009]1)获取跟踪帧目标数据，所述跟踪帧目标数据包括跟踪帧目标ID和对应的跟踪帧目标位置信息，所述跟踪帧目标数据为从毫米波雷达当前帧之前的帧的输出数据中提取的；
[0010]2)将毫米波雷达探测数据当前帧中的目标ID与跟踪帧目标数据比对，判断当前帧中是否存在新目标ID，所述新目标ID不同于任何跟踪帧目标ID；
[0011]3)若存在新目标ID，则进一步将该新目标ID所对应的目标位置信息与跟踪帧目标数据比对，若存在相同的跟踪帧目标位置信息，则将新目标ID替换为位置信息相同的跟踪帧目标ID；
[0012]4)输出当前帧探测结果，所述当前帧探测结果中包括当前帧中目标的目标信息。
[0013]在上述目标跟踪方法中，采用目标ID关联和目标位置关联联合处理的方法，能够有效避免多毫米波雷达探测信息偏差导致的目标短暂性丢帧问题和相同位置目标分裂导致的ID冗余标记问题。
[0014]进一步的，步骤3)中，若不存在与新目标ID的目标位置信息相同的跟踪帧目标位置信息，则将该新目标ID及其目标位置信息加入所述跟踪帧目标数据。
[0015]跟踪帧目标数据持续更新，保证本专利技术的目标跟踪方法稳定、连续、可靠。
[0016]进一步的，步骤2)中，跟踪帧目标ID不在当前帧中时，则对该丢失的跟踪帧目标进行补帧次数预测，若预测补帧次数小于补帧上限值，则对该丢失的跟踪帧目标进行补帧，所述补帧为在该帧的探测结果中加入该丢失的跟踪帧目标的目标信息。
[0017]在上述方法中，引入目标补帧次数概念，生存周期越长的目标补帧次数上限越高，反之越低，避免多毫米波雷达探测信息出现短暂性丢帧时跟踪目标被直接删除的问题，有效防止系统漏检，提升目标跟踪的连续性和稳定性。
[0018]进一步的，所述补帧次数的预测基于：预测补帧次数与存在该跟踪帧目标ID的帧数成线性关系。
[0019]进一步的，所述补帧上限值与对应跟踪帧存在该跟踪帧目标ID的帧数成正比关系。
[0020]进一步的，步骤4)中，输出的探测结果中的目标信息为卡尔曼滤波后的目标信息。
[0021]进一步的，在对目标信息进行卡尔曼滤波后还进行后验信息校验，所述后验信息校验包括：目标信息进行卡尔曼滤波后得到的目标加速度大于设定上限值，则将卡尔曼滤波前的目标信息作为探测结果输出。
[0022]本专利技术的一种毫米波雷达系统，包括控制器，所述控制器执行实现如上所述的毫米波雷达目标跟踪方法的指令。
[0023]本专利技术以车载毫米波雷达目标跟踪为研究背景，提出了一种可靠的、连续的、稳定的毫米波雷达融合目标跟踪方法及系统，解决目标短暂性丢帧和大目标分裂带来的多目标跟踪难题。
附图说明
[0024]图1是本专利技术的毫米波雷达目标跟踪方法流程图；
[0025]图2是本专利技术的毫米波雷达系统原理图。
具体实施方式
[0026]下面结合附图对本专利技术做进一步详细的说明。
[0027]方法实施例：
[0028]毫米波雷达包括多个毫米波雷达探头，各个探头采集到的信息进行融合后作为毫米波雷达输出数据。本专利技术的方法需首先建立跟踪帧目标列表(跟踪帧目标数据)，在毫米波雷达输出的第一帧数据中，提取信息融合后的全部目标的目标信息，目标信息包括该目标的目标ID、目标位置信息以及速度、轮廓、类型等信息。首帧中的全部目标作为跟踪帧目标，跟踪帧目标的目标信息形成跟踪帧目标列表。在跟踪帧目标列表建立完成后，即可从第二帧开始，执行本专利技术的毫米波雷达目标跟踪方法。
[0029]如图1所示的本专利技术的毫米波雷达目标跟踪方法流程图，包括如下步骤：
[0030]1、a)对于获取到的毫米波雷达当前帧的输出数据，提取当前帧输出数据中的全部目标信息，并将当前帧中全部目标的目标信息与跟踪帧目标列表进行比对，进行目标ID关联，当前帧和跟踪帧目标列表中同时存在该目标ID，则认为该目标的目标ID关联成功，在该帧中完成了该目标的追踪。
[0031]b)若当前帧中的目标ID未关联成功，即跟踪帧目标列表中不存在该目标ID，或者说该目标ID是当前帧输出数据中新分配的目标ID，则提取该目标的目标位置信息，并进行目标位置关联，当本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种毫米波雷达目标跟踪方法，其特征在于，包括如下步骤：1)获取跟踪帧目标数据，所述跟踪帧目标数据包括跟踪帧目标ID和对应的跟踪帧目标位置信息，所述跟踪帧目标数据为从毫米波雷达当前帧之前的帧的输出数据中提取的；2)将毫米波雷达探测数据当前帧中的目标ID与跟踪帧目标数据比对，判断当前帧中是否存在新目标ID，所述新目标ID不同于任何跟踪帧目标ID；3)若存在新目标ID，则进一步将该新目标ID所对应的目标位置信息与跟踪帧目标数据比对，若存在相同的跟踪帧目标位置信息，则将新目标ID替换为位置信息相同的跟踪帧目标ID；4)输出当前帧探测结果，所述当前帧探测结果中包括当前帧中目标的目标信息。2.根据权利要求1所述的毫米波雷达目标跟踪方法，其特征在于，步骤3)中，若不存在与新目标ID的目标位置信息相同的跟踪帧目标位置信息，则将该新目标ID及其目标位置信息加入所述跟踪帧目标数据。3.根据权利要求2所述的毫米波雷达目标跟踪方法，其特征在于，步骤2)中，跟踪帧目标ID不在当前帧中时，则对该丢失的跟踪帧目标...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭小飞，张昆帆，杨文娟，
申请(专利权)人：郑州宇通客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：