[發明專利]一種帶Doppler量測的航跡起始方法

在審

• 申請號: 201810038860.2
• 申請日: 2018-01-16
• 公開（公告）號: CN108375764A
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發明（設計）人: 徐飛;梁波;王愷;鄭軼俊;邵翔
• 申請（專利權）人: 華域汽車系統股份有限公司
• 主分類號: G01S13/58
• 分類號: G01S13/58
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鄧琪;楊希

本發明涉及一種帶Doppler量測的航跡起始方法，其包括：步驟S1，計算各個目標在k時刻的暫時航跡的預測值；步驟S2，對該目標在k時刻的觀測點跡與暫時航跡進行關聯門限測試；步驟S3，計算該目標在k時刻的暫時航跡的狀態估計值；步驟S4，計算該目標在k時刻的暫時航跡的徑向速度估計值，并根據該目標在k時刻的暫時航跡的徑向速度估計值判定該目標在k時刻的暫時航跡是否為確認航跡；以及步驟S5，計算第t個起始目標在k時刻的確認航跡的初始估計值及其估計誤差協方差陣。本發明采用多假設分支航跡生長，從而有效提高了航跡起始成功概率；同時引入了Doppler量測進入關聯門限測試，以及在確認階段進行徑向速度一致性檢驗，從而能夠極大地降低假目標生成概率。

技術領域

本發明涉及智能駕駛感知領域中的目標跟蹤技術，尤其涉及一種帶Doppler(多普勒)量測的航跡起始方法。

背景技術

航跡起始是目標跟蹤的首要環節，存在于各類感知傳感器數據處理系統中，其內涵是從一堆觀測點跡集合里檢測出真實目標并給出初始狀態估計，本質屬于決策問題。

經典航跡起始方法主要包括：啟發式方法、基于邏輯規則的方法、Hough變換方法、序列概率比檢驗等，這些經典方法在提出之初主要處理僅有位置維觀測情況下的目標起始問題。然而，這些方法分別存在以下缺陷：

1)啟發式方法只利用位置數據以及目標運動的先驗信息，在實現上保證了簡單可行，但在雜波較多的場景下假目標生成率高；

2)邏輯規則方法利用數據集自身規律進行外推以形成下一時刻關聯區域，一旦無觀測落入到關聯區域則立即終止該條航跡起始過程，在檢測概率較低的情況下，難以保證目標成功起始；

3)Hough變換方法對低雜波環境下目標直線形式場景有很好的起始性能，但算法的復雜度高，難以滿足實時性高的系統要求；

4)序列概率比檢驗算法實現復雜，很難準確的設置決策邏輯實現中的門限值。

舉例來說，現有的基于邏輯規則的起始方法主要步驟包括：

1)利用目標的最大速度和最小速度，形成兩點暫時航跡；

2)利用一階多項式外推形成下一時刻關聯區域，落入關聯區域的量測進一步更新暫時航跡；

3)對三點暫時航跡利用二階多項式外推，類似與步驟2)處理，完成量測關聯；

4)上述過程持續N幀(N＝5～8)，擬合形成目標航跡，并作為近似真值；通過比較擬合值與量測值的累計新息來判決暫時航跡是否為真實目標航跡。

然而，這種現有的方法僅使用位置數據，對帶有Doppler信息的雷達目標起始而言，沒有充分利用Doppler信息，而且該起始過程持續N幀，若其中一幀未關聯，則重新開始，從而會延遲起始時間，另外，該方法對每一條暫時航跡都需要存儲N幀歷史信息，因此空間開銷大。

為此，后續出現了諸多改進方法，包括引入一些其他觀測信息量如徑向速度(Doppler量測)、能量、回波特征等；例如，專利申請文獻201410180308.9中公開的含徑向速度信息的圓周運動目標航跡起始方法，其設計了“波門”，并將徑向速度(即Doppler信息)僅用于波門測試。這些引入的其他觀測信息量僅作為關聯門限測試元素使用，雖然其在一定程度上降低了假目標的生成，但過多的關聯門限測試會增加關聯失敗的可能性，進而導致真實目標生成率低。

發明內容

為了解決上述現有技術存在的問題，本發明旨在提供一種帶Doppler量測的航跡起始方法，以提高雜波環境下車載雷達航跡起始成功概率，降低假目標生成概率。

本發明所述的一種帶Doppler量測的航跡起始方法，其包括以下步驟：

步驟S1，計算各個目標在k時刻的暫時航跡的預測值；