[發明專利]基于全覆蓋的多元多種唯一ID探測與跟蹤方法

有效

• 申請號: 202111438322.0
• 申請日: 2021-11-30
• 公開（公告）號: CN114333295B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 李強;原良曉;陶勇剛;李潔;吳超騰;王環
• 申請（專利權）人: 上海電科智能系統股份有限公司
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01
• 代理公司: 上海璀匯知識產權代理事務所(普通合伙) 31367
• 代理人: 王文穎

1.一種基于全覆蓋的多元多種唯一ID探測與跟蹤方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、設目標路段為雙向K車道或單向K車道，K≥1；

目標路段布置有N組路側探測設備，N≥2，每組路側探測設備包括M個不同類型的路側探測源，M≥2；每個路側探測源均可以獲得被探測物體的位置信息以及運動信息，并且通過每組路側探測設備還可以獲得同一被探測物體的形態信息，其中，運動信息包括被探測物體的速度v、航向角θ；

沿一個指定的被探測物體行駛方向，將N組路側探測設備依序定義為第1組路側探測設備至第N組路側探測設備，并且將該指定的被探測物體行駛方向定義為參考方向，則有

將目標路段上被第n組路側探測設備所覆蓋的區域定義為第n個探測路段，n＝1，......，N； 第n個探測路段與第n+1個探測路段部分重疊；

每組路側探測設備均與一個邊緣側計算單元相連，將與第n組路側探測設備相連的邊緣側計算單元定義為第n個邊緣側計算單元，則第n個邊緣側計算單元與第n+1個邊緣側計算單元建立數據通信；

邊緣側計算單元與中心計算單元相連；

將目標路段所在路面定義為XOY平面，在每個邊緣側計算單元內建立路面坐標系，路面坐標系的X軸平行于被探測物體的行駛方向，并建立坐標原點；

步驟2、第n組路側探測設備的M個路側探測源以相同的采樣頻率f₁獲得第n個探測路段內所有運動物體的探測信息，并對采樣次數NT進行計數；在每個采樣時刻，M個路側探測源將探測信息、采樣次數NT以及采樣時刻上傳至第n個邊緣側計算單元，邊緣側計算單元將路側探測源上傳的探測信息所包含的位置信息轉換至基于路面坐標系的位置坐標；

設M個路側探測源中第m個路側探測源上傳至第n個邊緣側計算單元的探測信息所包含的位置信息轉換至路面坐標系后的位置坐標為(x_m，y_m)；設M個路側探測源中第m個路側探測源上傳至第n個邊緣側計算單元的采樣次數為NT_m、采樣時刻為T_m；

步驟3、中心計算單元根據第n個邊緣側計算單元上傳的探測信息，以固定的計算頻率f₂跟蹤第n-1個邊緣側計算單元獲得的物體ID，并且中心計算單元基于第n個邊緣側計算單元上傳的探測信息，生成新的物體ID，

將基于當前M個路側探測源中具有最高位置探測精度的路側探測源獲得的位置坐標定義為主位置坐標，該路側探測源定義為主路側探測源，表示通過主路側探測源獲得的第p個主位置坐標；其他M-1個位置坐標定義為輔助位置坐標，這些M-1個路側探測源定義為輔助路側探測源，表示通過第m個輔助路側探測源獲得的第q個輔助位置坐標，則第n個邊緣側計算單元以及中心計算單元在當前計算時刻T_c的處理具體包括以下步驟：

步驟301、將M個路側探測源獲得的屬于同一個被探測物體的探測信息歸為一組，則基于不同的被探測物體能夠獲得多組探測信息，第n個邊緣側計算單元將獲得所有多組探測信息在計算時刻T_c上傳至中心計算單元，具體包括以下步驟：

步驟3011、判斷主路側探測源與所有輔助路側探測源上傳的采樣次數NT是否相等：若相等，則進入下一步；若不相等，則重啟當前的M個路側探測源，進入下一個計算時刻；

步驟3012、對輔助位置坐標進行補償，獲得補償輔助位置坐標；

設對于輔助位置坐標進行補償獲得的補償輔助位置坐標為則有：

式中，T_ma表示主路側探測源上傳的當前采樣時刻，表示第m個輔助路側探測源上傳的當前采樣時刻，表示與輔助位置坐標所對應的被探測物體的速度；

步驟3013、分別計算每個主位置坐標與M-1個輔助路側探測源的各補償輔助位置坐標之間的相似度，對于同一個主位置坐標從每個輔助路側探測源中選出與當前主位置坐標最近似的一個補償輔助位置坐標；同一個主位置坐標與M-1個輔助路側探測源所對應的最近似的M-1個補償輔助位置坐標為一組，被認為屬于同一個被探測物體；將通過M個路側探測源獲得的屬于同一個被探測物體的探測信息整合為一組探測信息，從而獲得同一個被探測物體的位置信息、形態信息以及運動信息，其中，位置信息為主位置坐標，為當前被探測物體的主特征信息，形態信息為當前被探測物體的輔助特征信息；

步驟302、中心計算單元基于步驟301獲得的第n個邊緣側計算單元上傳的所有分組對上一個計算時刻T_c-1接收自第n-1個邊緣側計算單元的跟蹤ID列表進行匹配跟蹤；

設跟蹤ID列表中的每條數據包括唯一的物體ID、物體主特征信息、物體輔助特征信息以及運動信息，則步驟302包括以下步驟：

步驟3021、中心計算單元獲取通過步驟301獲得的所有分組中未匹配的第j個分組所對應的同一個被探測物體的位置信息、形態信息以及運動信息；

步驟3022、中心計算單元獲得跟蹤ID列表中未匹配的第i條數據的物體主特征信息物體輔助特征信息以及運動信息；

中心計算單元基于跟蹤ID列表中的物體主特征信息計算得到補償位置特征坐標；設跟蹤ID列表中第i條數據的補償位置特征坐標為則：

若目標路段為單向K車道，有：

式中，v_i為跟蹤ID列表中第i條數據中運動信息所包含的速度；

若目標路段為雙向K車道，有：

式中，θ_i為跟蹤ID列表中第i條數據中運動信息所包含的航向角；

步驟3023、判斷步驟3021所獲得的運動信息中的航向角是否與跟蹤ID列表中當前一條數據中運動信息所包含的航向角相等，若不相等，則獲得跟蹤ID列表中第i+1條未匹配的數據，返回步驟3022，直至遍歷跟蹤ID列表中所有未匹配的數據，進入步驟3028，若步驟3021所獲得的運動信息中的航向角與跟蹤ID列表中當前一條數據中運動信息所包含的航向角相等，則進入步驟3024；

步驟3024、判斷步驟3021所獲得的位置信息是否與補償位置特征坐標相匹配，若匹配，則進入步驟3025，若不匹配，則獲得跟蹤ID列表中第i+1條未匹配的數據，返回步驟3022，直至遍歷跟蹤ID列表中所有未匹配的數據，進入步驟3028；

步驟3025、判斷步驟3021所獲得的形態信息是否與步驟3022所獲得的物體輔助特征信息相匹配，若匹配，則進入步驟3026，若不匹配，則獲得跟蹤ID列表中第i+1條未匹配的數據，返回步驟3022，直至遍歷跟蹤ID列表中所有未匹配的數據，進入步驟3028；

步驟3026、將跟蹤ID列表中第i條數據的物體主特征信息更新為步驟3021所獲得的位置信息，將跟蹤ID列表中第i條數據的物體輔助特征信息更新為步驟3021所獲得的形態信息，將跟蹤ID列表中第i條數據的運動信息更新為步驟3021所獲得的運動信息，進入步驟3027；

步驟3027、將跟蹤ID列表中第i條數據標記為已匹配，將第j個分組標記為已匹配，進入步驟3028；

步驟3028、獲取通過步驟3021獲得的所有分組中未匹配的第j+1個分組所對應的同一個被探測物體的位置信息、形態信息以及運動信息，返回步驟3022，直至遍歷所有未匹配的分組，進入步驟3029；

步驟3029、刪除跟蹤ID列表中所有未匹配的數據，中心計算單元將更新后的跟蹤ID列表以及所有未匹配的分組下發至第n個邊緣側計算單元，進入步驟303；

步驟303、第n個邊緣側計算單元基于獲得的所有未匹配分組對上一個計算時刻T_c-1當前邊緣側計算單元生成的新建ID列表進行匹配跟蹤；

設新建ID列表中的每條數據包括唯一的物體ID、物體主特征信息、物體輔助特征信息以及運動信息，則步驟303包括以下步驟：

步驟3031、獲取通過步驟302獲得的所有分組中未匹配的第s個分組所對應的同一個被探測物體的位置信息、形態信息以及運動信息；

步驟3032、獲得新建ID列表中未匹配的第t條數據的物體主特征信息物體輔助特征信息以及運動信息；

當前邊緣側計算單元基于新建ID列表中的物體主特征信息計算得到補償位置特征坐標；設新建ID列表中第t條數據的補償位置特征坐標為則：

若目標路段為單向K車道，有：

式中，v_t為新建ID列表中第t條數據中運動信息所包含的速度；

若目標路段為雙向K車道，有：

式中，θ_t為跟蹤ID列表中第t條數據中運動信息所包含的航向角；

步驟3033、判斷步驟3031所獲得的運動信息中的航向角是否與新建ID列表中當前一條數據中運動信息所包含的航向角相等，若不相等，則獲得新建ID列表中第i+1條未匹配的數據，返回步驟3032，直至遍歷新建ID列表中所有未匹配的數據，進入步驟3038，若步驟3031所獲得的運動信息中的航向角與新建ID列表中當前一條數據中運動信息所包含的航向角相等，則進入步驟3034；

步驟3034、判斷步驟3031所獲得的位置信息是否與補償位置特征坐標相匹配，若匹配，則進入步驟3035，若不匹配，則獲得新建ID列表中第i+1條未匹配的數據，返回步驟3032，直至遍歷新建ID列表中所有未匹配的數據，進入步驟3038；

步驟3035、判斷步驟3031所獲得的形態信息是否與步驟3032所獲得的物體輔助特征信息相匹配，若匹配，則進入步驟3036，若不匹配，則獲得新建ID列表中第i+1條未匹配的數據，返回步驟3032，直至遍歷新建ID列表中所有未匹配的數據，進入步驟3038；

步驟3036、將新建ID列表中第t條數據的物體主特征信息更新為步驟3031所獲得的位置信息，將新建ID列表中第t條數據的物體輔助特征信息更新為步驟3031所獲得的形態信息，將新建ID列表中第t條數據的運動信息更新為步驟3031所獲得的運動信息，進入步驟3037；

步驟3037、將新建ID列表中第t條數據標記為已匹配，將第s個分組標記為已匹配，進入步驟3038；

步驟3038、獲取通過步驟3031獲得的所有分組中未匹配的第s+1個分組所對應的同一個被探測物體的位置信息、形態信息以及運動信息，返回步驟3032，直至遍歷所有未匹配的分組，進入步驟3039；

步驟3039、刪除新建ID列表中所有未匹配的數據，進入步驟304；

步驟304、第n個邊緣側計算單元將經過步驟303后剩余的所有未匹配的分組上傳至中心計算單元，由中心計算單元為每個分組生成一個唯一的物體ID，并將每個分組的位置信息作為物體主特征信息、形態信息以及車牌信息作為物體輔助特征信息，將新生成的物體ID及對應的物體主特征信息以及物體輔助特征信息下發至第n個邊緣側計算單元，第n個邊緣側計算單元將同一分組的物體ID、物體主特征信息、物體輔助特征信息以及運動信息作為一條新的數據加入新建ID列表中；

步驟305、將步驟304得到的新建ID列表的數據加入步驟3029得到的跟蹤ID列表中；

步驟306、第n個邊緣側計算單元將步驟305得到跟蹤ID列表上傳至中心計算單元，并保存步驟304得到的新建ID列表。

2.如權利要求1所述的一種基于全覆蓋的多元多種唯一ID探測與跟蹤方法，其特征在于，在步驟103中，若滿足最小且最小，則認為輔助位置坐標與主位置坐標最為近似。