一种基于轨迹点匹配的跨区域目标跟踪方法技术

本发明专利技术公开了一种基于轨迹点匹配的跨区域目标跟踪方法，该方法通过解析雷视重叠感知区域目标结构化数据，获得目标在不同雷视下的目标状态信息；对重叠感知区域不同雷视下的目标状态信息进行轨迹特征点提取，利用特征点之间的相互关系进行配准，确定上下游雷视感知目标位置转化函数；计算下游雷视感知预匹配目标轨迹点与上游待匹配目标轨迹点的距离，根据匹配概率最大方法确定重叠感知区域内上下游雷视感知目标对应关系，完成跨感知区域目标跟踪。本发明专利技术增加了目标感知信息的完整性，将不同雷视协同起来进行连续交通感知，为智能交通管理提供了新办法。管理提供了新办法。管理提供了新办法。

【技术实现步骤摘要】
一种基于轨迹点匹配的跨区域目标跟踪方法


[0001]本专利技术属于智能交通检测
，特别是一种基于轨迹点匹配的跨区域目标跟踪方法，尤其涉及一种基于多雷视存在共同检测区域的目标跟踪方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着城市交通智能化进程加快，能够提供更加丰富、全面感知信息的高等级道路面临更大的需求，雷视作为一种受环境影响较小，探测距离较长的路侧感知设备，在高等级道路建设中得到了广泛的应用，同时雷视结合了毫米波雷达和视频优势，对物体静态信息和动态信息都能够获得较高精度的检测结果。
[0003]在高等级路段建设过程中，雷视的布置为交通系统提供了丰富的路侧数据。雷视在检测目标过程中对于检测到的车辆利用随机数进行车辆标识，该标识只在一定时间内唯一。在不同的雷视中，同一目标的标识不存在任何联系。因此，通过雷视进行道路连续检测的过程中出现跨越不同雷视感知区域相同目标不能连续跟踪的问题，而轨迹去重和跟踪是建设高等级道路的重要方面。
[0004]利用重叠感知区域目标轨迹特征进行目标跟踪是解决目标跨感知区域连续跟踪的重要方法。雷视在高等级道路布置中常采用连续布置的方案，上下游雷视检测区域中间存在重叠感知区域，在重叠感知区域处上下游雷视都能感知到同一目标，利用感知目标的轨迹特征进行目标匹配，可以获得目标跨感知区域的连续动态运动轨迹，提高高等级道路感知能力。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于针对现有技术中不同雷视对相同目标给出不同标识的缺点，提出一种基于轨迹点匹配的跨区域目标跟踪方法，采用上下游雷视重叠感知区域数据，重叠感知区域内目标动态运动特征数据，利用特征点配准和轨迹点匹配的方法，将上下游雷视感知到的目标对应起来，形成目标跨区域感知与跟踪。
[0006]实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种基于轨迹点匹配的跨区域目标跟踪方法，所述方法包括以下步骤：
[0007]步骤1，采集雷视输出的目标结构化数据并解析，获得被感知目标的位置、速度、航向角、时间和当前雷视感知下的局部；
[0008]步骤2，对比当前雷视感知区域边界和被感知目标位置，根据目标位置与感知区域边界关系动态更新雷视感知区域边界；
[0009]步骤3，对比上下游雷视感知区域边界，根据感知区域边界相对位置，得到上下游雷视之间的重叠感知区域；
[0010]步骤4，对比目标位置与重叠感知区域边界，重叠感知区域以外目标，在全局唯一标识为空时，根据目标检测时间和雷视编号生成唯一标识，重叠感知区域以内目标，构建上下游目标轨迹数据集，对存在唯一标识的目标进行输出；
[0011]步骤5，分析重叠感知区域中上下游雷视感知的目标数据集，寻找下游雷视感知目标的多时刻特征点集，直至特征点集满足配准需求，根据下游雷视感知目标选取的特征点集动态更新上游雷视感知目标等待配准的对应点集；
[0012]步骤6，对重叠感知区域下游雷视多时刻特征点集和上游雷视选取的对应点集进行配准，建立上下游轨迹点配准转换矩阵；
[0013]步骤7，筛选下游雷视感知预匹配目标，当采集的目标历史轨迹点数量达到一定阈值时，选取该预匹配目标历史轨迹点集，建立目标匹配器，计算所有选择的历史轨迹点中与上游雷视采集待匹配目标接近程度；
[0014]步骤8，筛选上下游感知目标匹配器，完成上下游雷视感知目标匹配，下游雷视预匹配目标获得匹配成功的对应上游雷视待匹配目标的唯一标识，上游雷视结束已完成匹配目标输出，下游雷视开始输出已完成匹配的目标数据。
[0015]进一步地，步骤2的具体过程包括：
[0016]按车道方向构建所有雷视感知区域边界表，边界为对应车道方向的最近点和最远点的经纬度，初始边界根据雷视安装角度初始化；
[0017]以感知区域的最边界轨迹点做垂线，最边界轨迹点沿垂线移动对应道路宽度作为感知区域边界判别点坐标；
[0018]依据动态雷视感知目标状态信息，实时动态更新雷视感知区域边界。
[0019]进一步地，感知区域边界计算公式为：
[0020][0021]式中，x
boundary
和y
boundary
为雷视感知区域边界；x
o
和y
o
为边界采集的目标轨迹点位置；n表示轨迹点距道路边缘的车道数；α为道路宽度与经度之间的转化系数；β为道路宽度与纬度之间的转化系数；width表示车道宽度。
[0022]进一步地，步骤3中更新上下游雷视之间的重叠感知区域，具体过程包括：
[0023]根据雷视预定安装位置和检测方向，初步判断不同雷视之间所有可能存在的上下游关系，建立雷视上下游关系表；
[0024]按固定间隔对可能存在上下游关系的雷视边界进行比较，判断两个雷视之间是否存在重叠感知区域；
[0025]对存在重叠感知区域的雷视，建立目标匹配通知器，对任何进入雷视感知区域的目标，开启目标跨重叠感知区域跟踪。
[0026]进一步地，步骤4中对重叠感知区域以内的目标，具体处理过程包括：
[0027]构建上下游目标轨迹数据集，目标轨迹信息包括经度、纬度、速度、航向角、采集时间；
[0028]判断目标位置，对于上游雷视采集的目标，若不位于重叠感知区域且无唯一标识，根据全局唯一id生成算法生成目标唯一标识并进行目标输出；若不位于重叠感知区域但存在唯一标识，直接进行目标输出；若位于重叠感知区域则输出目标，并在上游目标轨迹数据集和上游目标匹配器中输入目标参数；
[0029]目标不存在全局唯一id时，在未匹配成功前，不输出目标。
[0030]进一步地，为避免雷视感知系统误差，进行目标位置转换；选取重叠感知区域下游雷视感知区域的轨迹特征点，确定上游雷视该位置处对应轨迹特征点，构建目标位置转换矩阵。
[0031]进一步地，步骤5所述查找重叠感知区域配准特征点，具体过程包括：
[0032]建立特征点匹配器，用于存储上下游雷视选取的特征点，以下游雷视存储的轨迹数据集为出发点进行特征点选取；
[0033]遍历下游雷视存储的轨迹数据集，分别以最左侧和最右侧车道选取若干目标，以这些目标作为配准点，获得这些目标的轨迹线；
[0034]根据轨迹线内所有轨迹点的出现时间和出现位置，在上游雷视采集的目标轨迹点集中，选择最接近的同样数量的最左侧车道目标和最右侧车道目标。
[0035]进一步地，步骤6所述基于所述配准特征点，对重叠感知区域上下游雷视感知区域位置进行配准，具体过程包括包括：
[0036]建立上下游雷视感知区域道路最左侧和最右侧的配准点集和对应点集；
[0037]计算上下游雷视检测同一个位置区域时存在的误差，以该区域附近所选轨迹线之间的距离最短建立目标函数，获得下游雷视至上游雷视感知位置配准转换函数，由如下配准转换矩阵表示：
[0038][0039]式中，lon
a
和lat
a
为转换后的经度和纬度；lon
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于轨迹点匹配的跨区域目标跟踪方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1，采集雷视输出的目标结构化数据并解析，获得被感知目标的位置、速度、航向角、时间和当前雷视感知下的局部标识；步骤2，对比当前雷视感知区域边界和被感知目标位置，根据该目标位置与感知区域边界关系动态更新雷视感知区域边界；步骤3，对比上下游雷视感知区域边界，根据感知区域边界相对位置，获得并实时更新上下游雷视之间的重叠感知区域；步骤4，输出待匹配重叠感知区域目标：对比目标位置与重叠感知区域边界，针对重叠感知区域以外的目标，在全局唯一标识为空时，根据目标检测时间和雷视编号生成唯一标识，针对重叠感知区域以内的目标，构建上下游目标轨迹数据集，并对存在唯一标识的目标进行输出；步骤5，查找重叠感知区域配准特征点；步骤6，基于所述配准特征点，对重叠感知区域上下游雷视感知区域位置进行配准；步骤7，在重叠感知区域内匹配上下游雷视采集的目标：筛选下游雷视感知预匹配目标，当采集的目标历史轨迹点数量达到预设阈值时，选取该预匹配目标历史轨迹点集，建立目标匹配器，计算所有选择的历史轨迹点中与上游雷视采集待匹配目标的接近程度；步骤8，实现上下游雷视目标连续跟踪：筛选上下游感知目标匹配器，完成上下游雷视感知目标匹配，下游雷视预匹配目标获得匹配成功的对应上游雷视待匹配目标的唯一标识，上游雷视结束已完成匹配目标输出，下游雷视开始输出已完成匹配的目标数据。2.根据权利要求1所述的基于轨迹点匹配的跨区域目标跟踪方法，其特征在于，步骤2的具体过程包括：按车道方向构建所有雷视感知区域边界表，边界为对应车道方向的最近点和最远点的经纬度，初始边界根据雷视安装角度初始化；以感知区域的最边界轨迹点做垂线，最边界轨迹点沿垂线移动对应道路宽度作为感知区域边界判别点坐标；依据动态雷视感知目标状态信息，实时动态更新雷视感知区域边界。3.根据权利要求2所述的基于轨迹点匹配的跨区域目标跟踪方法，其特征在于，感知区域边界计算公式为：式中，x
boun
d
ary
和y
boun
d
ary
为雷视感知区域边界；x
o
和y
o
为边界采集的目标轨迹点位置；n表示轨迹点距道路边缘的车道数；α为道路宽度与经度之间的转化系数；β为道路宽度与纬度之间的转化系数；width表示车道宽度。4.根据权利要求1所述的基于轨迹点匹配的跨区域目标跟踪方法，其特征在于，步骤3中更新上下游雷视之间的重叠感知区域，具体过程包括：根据雷视预定安装位置和检测方向，初步判断不同雷视之间所有可能存在的上下游关系，建立雷视上下游关系表；按固定间隔对可能存在上下游关系的雷视边界进行比较，判断两个雷视之间是否存在
重叠感知区域；对存在重叠感知区域的雷视，建立目标匹配通知器，对任何进入雷视感知区域的目标，开启目标跨重叠感知区域跟踪。5.根据权利要求4所述的基于轨迹点匹配的跨区域目标跟踪方法，其特征在于，步骤4中对重叠感知区域以内的目标，具体处理过程包括：构建上下游目标轨迹数据集，目标轨迹信息包括经度、纬度、速度、航向角、采集时间；判断目标位置，对于上游雷视采集的目标，若不位于重叠感知区域且无唯一标识，根据全局唯一id生成算法生成目标唯一标识并进行目标输出；若不位于重叠感知区域但存在唯一标识，直接进行目标输出；若位于重叠感知区域则输出目标，并在上游目标轨迹数据集和上游目标匹配器中输入目标参数；目标不存在全局唯一id时，在未匹配成功前，不输出目标。6.根据权利要求5所述的基于轨迹点匹配的跨区域目标跟踪方法，其特征在于，所述目标轨迹信息以哈希表的形式进行存储，其中键为目标在对应雷视下的id，值为目标轨迹信息，包括经度、纬度、速度、航向角、采集时间，以及目标全局id。7.根据权利要求1所述的基于轨迹点匹配的跨区域目标跟踪方法，其特征在于，步骤5所述查找重叠感知区域配准特征点，具体过程包括：建立特征点匹配器，用于存储上下游雷视选取的特征点，以下游雷视存储的轨迹数据集为出发点进行特征点选取；遍历下游雷视存储的轨迹数据集，分别以最左侧和最右...

【专利技术属性】
技术研发人员：许必承，费凯，唐鑫，张新军，刘建华，曾晓强，付珊，马广露，霍丽丽，夏小转，
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：