[發(fā)明專利]一種用于無人船的毫米波雷達目標點跡凝聚方法

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• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111175730A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設計）人: 戴永壽;李瑞偉;李立剛
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01S13/02
• 分類號: G01S13/02;G01S7/02;G06F16/906
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種用于無人船的毫米波雷達目標點跡凝聚方法，屬于雷達數據處理領域。本發(fā)明提出采用閾值濾波法結合基于歐幾里德距離的聚類法實現毫米波雷達目標點跡凝聚。首先從毫米波雷達獲取無人船前方目標點跡數據，采用閾值濾波法進行點跡數據預處理，濾除無效目標點跡；然后按相對距離值由近及遠重新排列有效目標點跡，按照“屬于同一個目標的點跡位置相近、速度相同”這一規(guī)律，計算點跡之間的歐幾里得距離，用其度量點跡之間的相似度，對目標點跡進行聚類處理，并計算障礙目標主要信息，表示出其大小范圍，完成目標點跡凝聚。該方法減少了數據量，提高了數據處理效率及雷達檢測結果的準確性，為無人船自主避碰提供良好的數據支撐。

技術領域

本發(fā)明涉及雷達數據處理領域，特別是涉及一種毫米波雷達目標點跡凝聚方法。

背景技術

毫米波雷達當前在汽車上的應用較為常見，例如自動駕駛、防撞預警等。由于海面環(huán)境復雜，當毫米波雷達應用于無人船時，檢測結果中會存在大量無效目標，同時受到目標反射面大小，目標材質、距離以及雷達分辨率等因素的影響，一個被測目標可能會反射多個回波，從而雷達可能會將其識別為多個目標點跡，產生目標點跡分裂問題。

現有技術通常是獲取雷達返回的目標點跡信息后，以點跡的相對距離和角度等信息為判斷條件依次對比，通過選取參考點逐點比較或根據瀑布規(guī)則等方法對點跡進行聚類處理，并以目標的質心信息表示該目標。這類方法存在數據量大、過程繁瑣、目標表示不夠準確、可能將屬于同一目標的目標點跡處理為多個目標以及有些方法實施前必須明確目標實際數量等問題。

發(fā)明內容

為了解決現有技術存在的問題，本發(fā)明提供了一種用于無人船的毫米波雷達目標點跡凝聚方法。通過閾值濾波法濾除無效目標點跡，按照“屬于同一個目標的點跡位置相近、速度相同”這一規(guī)律，對目標點跡進行聚類處理，計算目標主要信息，表示出障礙目標的大小范圍，完成目標點跡凝聚。

本發(fā)明所采用的具體技術方案是：

從毫米波雷達獲取到目標點跡數據信息(包括：相對距離(R)、角度(A)、速度(V)，雷達散射截面(RCS)和位置(X、Y)等)后，采用閾值濾波法進行數據預處理，設置R、A、V、RCS閾值，確定信息有效范圍，濾除無效目標點跡。

按相對距離值由近及遠重新排列有效目標點跡，得到一組有序目標點跡數據。

根據點跡的R、A、V三個參數計算點跡之間的歐幾里得距離(以下簡稱歐氏距離)，用其度量點跡之間的相似度，并據此對目標點跡進行聚類處理。

屬于同一目標的點跡均稱為該目標的“成員點跡”，根據成員點跡的數據信息，計算相應目標的距離、角度、速度和橫向、縱向截面寬度等信息。

與現有技術相比，本發(fā)明提出的方法更加簡便、易于理解和實現，通過數據預處理，降低了數據量，提高了后續(xù)數據處理的效率，通過根據點跡的位置信息和速度信息計算點跡間相似度的方式判定點跡是否屬于同一目標，簡化了目標點跡聚類過程，提高了數據處理的實時性，且獲取到了目標的橫向、縱向截面寬度，使得有效目標信息更加完整，提高了雷達檢測結果的準確性，為后續(xù)無人船自主避碰提供良好的數據支撐。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的方法流程圖；

圖2為圖1所示方法中步驟103“目標點跡聚類”具體實現流程圖；

圖3為實施例中數據處理前的目標點跡圖；

圖4為實施例中數據預處理后的目標點跡圖；

圖5為實施例中本發(fā)明的總體實施效果圖。

具體實施方式