[發明專利]用于自動車輛的使用雷達/視覺融合的目標跟蹤系統

有效

• 申請號: 201710286682.0
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN107238834B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: J·K·希夫曼
• 申請（專利權）人: 安波福技術有限公司
• 主分類號: G01S13/72
• 分類號: G01S13/72;G01S13/86;H04N7/18
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 姬利永

一種目標跟蹤系統(10)，適合于用在自動車輛上，包括相機(14)、雷達傳感器(18)以及控制器(22)。控制器(22)被配置成將視覺標識(58)分配給與使用相機(14)檢測到的目標(54)的實例相關聯的每個視覺跟蹤(26)，以及將雷達標識(60)分配給與使用雷達傳感器(18)檢測到的指示的分組軌跡片段(56)的實例相關聯的每個雷達團(28)。控制器(22)進一步配置成確定視覺跟蹤(26)和雷達團(28)指示相同目標(54)的概率。如果組合具有合理的匹配機會，則它被包括在數據的進一步篩選中，以確定每個視覺跟蹤(26)與具有最大概率為正確組合的雷達跟蹤的配對的組合。

技術領域

本公開一般涉及目標跟蹤，且更具體地涉及融合來自雷達傳感器和 相機的信息以便確定目標(諸如接近主車輛的其他車輛)的相對運動的系統。

背景技術

已知基于目標的形狀和外觀尺寸對出現在來自自動車輛安裝的相機 的圖像中的目標進行標識或分類的圖像處理算法。然而，由于進行距離測量所 必需的關鍵對準，所以難以測量與目標的距離。相反地，自動車輛雷達傳感器 可容易地確定與目標的距離，但是僅僅基于對反射的雷達信號的分析難以對目 標進行標識或分類。已知“融合”或組合來自不同類型的目標檢測器(例如， 相機，雷達，激光雷達)的目標檢測數據，以利用一種類型的傳感器的優勢去 補償另一種類型傳感器的劣勢。然而，融合過程產生的數據量會不受歡迎地增 加執行融合過程的計算硬件的成本以及復雜度。

發明內容

在此描述的是一種目標跟蹤系統，其包括或采用融合跟蹤器，該融 合跟蹤器用于組合來自主車輛傳感器諸如速度傳感器和偏航率傳感器以及目標 檢測傳感器諸如雷達傳感器和相機的信息。組合該信息以估算存在于主車輛附 近的區域中的目標的數量和身份，并估算每個感興趣的目標的例如位置、速率、 軌跡等等。這種融合跟蹤器中的困難任務之一在于決定使用雷達傳感器跟蹤的 目標如何與使用相機跟蹤的目標有關。換句話說，問題在于如何將每個視覺跟 蹤(vision-track)與雷達跟蹤(radar-track)(或與一簇或一“團(glob)”雷達跟 蹤)匹配。已經觀察到，如果這里假定系統的視覺方面對每個感興趣的目標產 生最多一個視覺跟蹤，而允許雷達傳感器對每個目標產生若干雷達跟蹤(或者 在大型卡車的情況下，多達40或50個)，則實現可接受的性能。在此描述的系 統包括尤其適于檢測接近于主車輛車輛目標的其他車輛的雷達/視覺匹配算法。

根據一個實施例，提供了一種適合于用在自動車輛上的目標跟蹤系 統。該系統包括相機、雷達傳感器和控制器。該相機用于捕捉相機的視覺視場 (VFOV)的圖像。雷達傳感器用于檢測從與VFOV重疊的雷達視場(RFOV) 反射的雷達信號。控制器與相機和雷達傳感器通信。該控制器被配置成將視覺 標識分配給與控制器在圖像中所檢測到的目標的實例相關聯的每個視覺跟蹤。 控制器還被配置成將雷達標識分配給與由雷達信號指示的分組軌跡片段 (grouped-tracklet)的實例相關聯的每個雷達團。該控制器還被配置成確定視覺 跟蹤和雷達團的每個組合的匹配可行性，其中，當以下情況中的至少一種情況 時，每個匹配可行性是被設置為等于一(1)的二進制值：a)視覺跟蹤的視覺角 和雷達團的雷達角之間的方位角差小于方位角閾值，b)視覺跟蹤的視覺距離和雷 達團的雷達距離之間的距離差小于距離閾值，以及c)視覺跟蹤的視覺速度和雷 達團的雷達速度之間的速度差小于速度閾值。該控制器還被配置成從所有可能 的視覺跟蹤和雷達團配對組合中選擇可行的匹配模式(pattern)列表，其中當配 對組合中的視覺跟蹤和雷達團的每個組合的匹配可行性等于一時，該配對組合 是可行的匹配模式。該控制器還被配置成確定可行的匹配模式的每個實例的品 質值。品質值基于用于確定匹配可行性的方位角差、距離差和速度差的實例的加權組合的倒數。該控制器還被配置成通過利用選擇的比例因子比例化品質值 來確定每個品質值的歸一化(normalized)值，從而歸一化值的總和等于一(1)。 該控制器還被配置成通過對指示視覺跟蹤和雷達團的組合的匹配的可行的匹配 模式的歸一化值求和來計算視覺跟蹤和雷達團的每個組合的原始概率。