一种基于相参双基MIMO雷达的多目标融合、跟踪方法技术

本发明专利技术公开了一种基于相参双基MIMO雷达的多目标融合、跟踪方法。通过ESPRIT算法实现发射方位角DoD和接收方位角DoA估计，获得双基雷达对目标位置的联合估计结果。通过中间距离变量匹配，获得接收雷达对目标位置的计算结果。将收发雷达、接收雷达各自的目标位置计算结果和双基雷达联合估计结果进行匹配，进而获得目标的矢量速度。根据目标多维位置结果和矢量速度进行多维卡尔曼滤波，实现目标跟踪。本发明专利技术具有显著提高融合准确度、目标跟踪准确度，以及缩短从目标检测到目标跟踪时长等优点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于相参双基MIMO雷达的多目标融合、跟踪方法


[0001]本专利技术属于毫米波雷达检测器
，尤其涉及雷达目标检测融合
，特别是一种基于相参双基MIMO雷达的多目标融合、跟踪方法。

技术介绍

[0002]随着车路协同、自动驾驶产业的发展，多传感器融合成为成为提升系统感知能力、实现精确感知、全息感知、赋能自动驾驶的重点研究方向。多雷达融合能够扩展检测范围，提升检测精度。其中面向多个MIMO制式的毫米波雷达融合领域成为热点领域。现有的交通领域多雷达融合主要基于非相参模式构建系统，各雷达传感器独立工作，独立解算，目标融合在边缘节点或云端进行，融合方法以目标轨迹为基础，存在融合准确度低、从目标检测到目标跟踪时间较长等缺点。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种基于相参双基MIMO雷达的多目标融合、跟踪方法。利用目标漫反射原理，以双基相参MIMO雷达为基础，实现双基雷达对同一目标输出至少三个检测结果，三个检测结果匹配融合后，获得目标矢量速度信息，从而实现三位置坐标加矢量速度的四维卡本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于相参双基MIMO雷达的多目标融合、跟踪方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1，构建双基相参MIMO雷达系统，包括雷达A和雷达B；步骤2，获取多目标相对雷达A法线方向的夹角，记为向量θ，并获取多目标相对雷达B法线方向的夹角，记为向量α，由ESPRIT算法获得θ与α的对应关系，建立匹配矩阵(θ,α)；步骤3，由矩阵(θ,α)，计算获得多目标在雷达A坐标系下的极坐标矩阵(R,θ)，R为极径，θ为极角；步骤4，雷达A接收多目标反射的雷达A的发射信号，解算获得多目标在雷达A坐标系下的极坐标矩阵(R
A
,θ
A
)和径向速度矩阵V
A
，R
A
为目标在雷达A坐标系下的极径，θ
A
为目标在雷达A坐标系下的极角；步骤5，雷达B接收目标反射的雷达A的发射信号，解算获得多目标在雷达B坐标系下的极坐标矩阵(R
A
+R
B
,α
B
)和径向速度矩阵V
B
；R
B
为目标在雷达B坐标系下的极径，α
B
为目标在雷达B坐标系下的极角；步骤6，将(R
A
+R
B
,α
B
)和V
B
转换为雷达A坐标系下的结果((R
A
+R
B
)',α
B
')和V
B
'；步骤7，对矩阵(R
A
,θ
A
)、((R
A
+R
B
)',α
B
')与(R,θ)进行匹配，获得建立匹配对应关系的多目标坐标矩阵[(R
A
,θ
A
)、(R
B
,α
B
')、(R,θ)]和多目标速度矩阵[V
A
,V
B
']；步骤8，由[V
A
,V
B
']获得目标矢量速度矩阵V
C
＝(V
A
+V
B
')；步骤9，根据[(R
A
,θ
A
)、(R
B
,α
B
')、(R,θ)]和V
C
，进行多目标的多维卡尔曼滤波及跟踪。2.根据权利要求1所述的基于相参双基MIMO雷达的多目标融合、跟踪方法，其特征在于，所述雷达A同时具备发射和接收功能，雷达B具备接收功能，也可具有发射功能。3.根据权利要求2所述的基于相参双基MIMO雷达的多目标融合、跟踪方法，其特征在于，所述雷达A与雷达B的法线方向平行或相交，雷达B不能在雷达A的发射信号覆盖范围内。4.根据权利要求1所述的基于相参双基MIMO雷达的多目标融合、跟踪方法，其特征在于，在步骤2执行之前，该方法还包括：实现双基雷达晶振和本振信号的同步，以实现双基雷达即雷达A和雷达B的相参。5.根据权利要求2所述的基于相参双基MIMO雷达的多目标融合、跟踪方法，其特征在于，所述晶振和本振信号通过射频光学调制器、射频光学解调器或光纤进行传输，实现双基雷达晶振和本振信号的同步。6.根据权利要求1所述的基于相参双基MIMO雷达的多目标融合、跟踪方法，其特征在于，步骤3具体为：针对某目标M，其与雷达A法线夹角θ，与雷达B法线夹角α，其中θ∈{θ}，α∈{α}；雷达A到目标M的连线为L1，雷达B到目标M的连线为L2，L1和L2的交汇点即为目标位置：根据θ，建立直线L1在雷达A坐标系下的方程：y＝a1x+b1根据α，通过坐标系转换，建立直线L2在雷达A坐标系下的方程y＝a2x+b2；其中a1、b1、a2、b2均为已知，求解上述两个方程构成的方程组，得到目标M的位置(x,y)，转换为极坐标(R,θ)，其中R∈{R}，θ∈{θ}。7.根据权利要求6所述的基于相参双基MIMO雷达的多目标融合、跟踪方法，其特征在于，步骤5的计算方式为：设从雷达A发射信号到雷达B接收到目标M的回波信号的时长为c/(L1+L2)，c为光速；
由LFMCW雷达原理，已知雷达B接收的差频f
b
，可解算获得雷达B坐标系下L1+L2的距离，其中(L1+L2)∈(R
A
+R
B
)。8.根据权利要求1所述的基于相参双基MIMO雷达的多目标融合、跟踪方法，其特征在于，步骤7通过匈牙利匹配方法进行匹配，具体过程包括：先匹配(R
A
,θ
A
)与((R

【专利技术属性】
技术研发人员：孙浩凯，章涛涛，钱超，刘昌杰，王东乐，高超，费凯，叶伟强，杨茜，常天馨，范永，刘栋，王帅，
申请(专利权)人：连云港杰瑞电子有限公司，
类型：发明
国别省市：