[发明专利]一种带Doppler量测的航迹起始方法

说明书

本发明涉及一种带Doppler量测的航迹起始方法，其包括：步骤S1，计算各个目标在k时刻的暂时航迹的预测值；步骤S2，对该目标在k时刻的观测点迹与暂时航迹进行关联门限测试；步骤S3，计算该目标在k时刻的暂时航迹的状态估计值；步骤S4，计算该目标在k时刻的暂时航迹的径向速度估计值，并根据该目标在k时刻的暂时航迹的径向速度估计值判定该目标在k时刻的暂时航迹是否为确认航迹；以及步骤S5，计算第t个起始目标在k时刻的确认航迹的初始估计值及其估计误差协方差阵。本发明采用多假设分支航迹生长，从而有效提高了航迹起始成功概率；同时引入了Doppler量测进入关联门限测试，以及在确认阶段进行径向速度一致性检验，从而能够极大地降低假目标生成概率。

技术领域

本发明涉及智能驾驶感知领域中的目标跟踪技术，尤其涉及一种带Doppler(多普勒)量测的航迹起始方法。

背景技术

航迹起始是目标跟踪的首要环节，存在于各类感知传感器数据处理系统中，其内涵是从一堆观测点迹集合里检测出真实目标并给出初始状态估计，本质属于决策问题。

经典航迹起始方法主要包括：启发式方法、基于逻辑规则的方法、Hough变换方法、序列概率比检验等，这些经典方法在提出之初主要处理仅有位置维观测情况下的目标起始问题。然而，这些方法分别存在以下缺陷：

1)启发式方法只利用位置数据以及目标运动的先验信息，在实现上保证了简单可行，但在杂波较多的场景下假目标生成率高；

2)逻辑规则方法利用数据集自身规律进行外推以形成下一时刻关联区域，一旦无观测落入到关联区域则立即终止该条航迹起始过程，在检测概率较低的情况下，难以保证目标成功起始；

3)Hough变换方法对低杂波环境下目标直线形式场景有很好的起始性能，但算法的复杂度高，难以满足实时性高的系统要求；

4)序列概率比检验算法实现复杂，很难准确的设置决策逻辑实现中的门限值。

举例来说，现有的基于逻辑规则的起始方法主要步骤包括：

1)利用目标的最大速度和最小速度，形成两点暂时航迹；

2)利用一阶多项式外推形成下一时刻关联区域，落入关联区域的量测进一步更新暂时航迹；

3)对三点暂时航迹利用二阶多项式外推，类似与步骤2)处理，完成量测关联；

4)上述过程持续N帧(N＝5～8)，拟合形成目标航迹，并作为近似真值；通过比较拟合值与量测值的累计新息来判决暂时航迹是否为真实目标航迹。

然而，这种现有的方法仅使用位置数据，对带有Doppler信息的雷达目标起始而言，没有充分利用Doppler信息，而且该起始过程持续N帧，若其中一帧未关联，则重新开始，从而会延迟起始时间，另外，该方法对每一条暂时航迹都需要存储N帧历史信息，因此空间开销大。

为此，后续出现了诸多改进方法，包括引入一些其他观测信息量如径向速度(Doppler量测)、能量、回波特征等；例如，专利申请文献201410180308.9中公开的含径向速度信息的圆周运动目标航迹起始方法，其设计了“波门”，并将径向速度(即Doppler信息)仅用于波门测试。这些引入的其他观测信息量仅作为关联门限测试元素使用，虽然其在一定程度上降低了假目标的生成，但过多的关联门限测试会增加关联失败的可能性，进而导致真实目标生成率低。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种带Doppler量测的航迹起始方法，以提高杂波环境下车载雷达航迹起始成功概率，降低假目标生成概率。

本发明所述的一种带Doppler量测的航迹起始方法，其包括以下步骤：

步骤S1，计算各个目标在k时刻的暂时航迹的预测值；