[发明专利]用于检测目标对象的前进方向和速度的系统和方法

说明书

本发明提供了一种用于表征移动对象的系统，所述系统执行与一组扫描中的每个扫描中检测到的点簇相关联的簇轨线取向过程以估计非点目标的前进方向。所述簇轨线取向过程在表示一组扫描中的每个扫描的所述点簇的坐标的相应位置数据矩阵上执行主分量分析，并将所得特征向量与所述簇平均值的前进方向比较，以生成前进方向估计。所述前进方向估计以基于目标属性的加权组合与来自基于点目标的跟踪过程以及多普勒方位角分析过程的速度估计组合，以改善所述系统的准确性和性能。

技术领域

本公开涉及对象检测和跟踪系统领域，并且更具体地讲，涉及雷达和激光雷达处理系统和方法的领域。

背景技术

例如通常实现包括高分辨率雷达装置和激光雷达装置的常规对象检测和跟踪系统来跟踪其视野中对象的位置并估计检测到的对象的速度。此类常规对象检测和跟踪系统通常被配置用于基于点对象模型识别和跟踪目标对象，该点对象模型假设系统仅接收到从目标对象反射的信号的一个有效检测。但是，当具有一些相当大的尺寸和/或延长形状的非点对象位于高分辨率雷达装置或激光雷达装置的近距离内时，该装置可接收来自非点对象的不同部分的多个有效反射。

来自非点对象的有效反射的检测可为对象检测和跟踪系统的输出中的错误或不准确性来源。例如，汽车雷达系统可被配置为通过在多个时间感测目标的位置执行目标速度估计。由常规汽车雷达系统使用的点对象模型假设每个感测到的目标的位置代表在多个时间的每个时间的整个目标的位置。但是，如果目标为大型对象，诸如大型卡车，则常规汽车雷达系统可在不同时间接收来自大型卡车的不同部分的反射并感测大型卡车的不同部分的位置。这可在使用点对象模型的传统检测和跟踪系统执行的速度估计中引入相当大的偏差。

发明内容

本公开的各个方面包括用于确定移动目标的前进方向和速度的系统和处理方法。系统包括用于将发射的信号发射到区域中的信号发射器以及接收器，该接收器用于接收反射的信号(该反射的信号通过来自移动目标上的多个点的发射的信号的反射生成)，并且生成指示反射的雷达信号的接收信号。多个点定义多个扫描中的每个扫描的点簇。公开的系统还包括处理器，该处理器接收接收信号并使用与点簇相关联的簇轨线取向过程来估计移动目标的前进方向和速度。根据本公开的一个方面，处理器组合移动目标的三个估计速度来确定移动目标的速度。三个速度包括从基于点目标的跟踪过程生成的第一速度、从多普勒方位角分析过程生成的第二速度以及基于簇轨线取向过程生成的第三速度。

根据本公开的另一方面，簇轨线取向过程包括生成位置数据矩阵，该位置数据矩阵包括多个扫描中每个扫描的相应点簇中每个点的坐标；以及通过在相应的位置数据矩阵上对位置数据矩阵中的每个位置数据矩阵执行主分量分析来生成相应的主特征向量。将初始平均坐标集计算为与多个扫描中的最早一次扫描对应的位置数据矩阵中坐标的平均值。将最终平均坐标集计算为与多个扫描中的最晚一次扫描对应的位置数据矩阵中坐标的平均值。定义了从初始平均坐标集延伸至最终平均坐标集的第一前进方向估计向量。将第一前进方向估计向量与对应于位置数据矩阵中的每个位置数据矩阵的主特征向量比较以识别主特征向量中的选定的一者，该主特征向量具有最接近地匹配第一前进方向估计向量的前进方向估计向量方向的特征向量方向。根据本发明的该方面，主特征向量中的选定的一者的特征向量方向作为簇轨线取向前进方向估计生成。

根据本公开的另一方面，基于簇轨线取向过程生成的第三速度由簇轨线取向前进方向估计与第一速度或第二速度的组合确定，该第一速度从基于点目标的跟踪过程生成，该第二速度从多普勒方位角分析过程生成。

附图说明

参考指明的多个附图，以本公开的实施方案的非限制性示例的方式，在后续的具体实施方式中进一步描述了本公开，其中在附图的若干个视图中类似的附图标号表示类似的部件。

图1根据一些示例性实施方案包括汽车雷达系统的示意性框图，该汽车雷达系统包括用于处理汽车雷达信号的一个或多个雷达传感器模块。

图2包括常规FMCW雷达系统中信号的示意性时序图。