[发明专利]一种基于前视相机与毫米波雷达融合的目标跟踪方法

权利要求书

1.一种基于前视相机与毫米波雷达融合的目标跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)对设置在前挡风玻璃后视镜位置处的前视相机以及设置在前进气栅位置处的毫米波雷达进行联合标定，使前视相机和毫米波雷达在空间和时间上对准；

2)根据毫米波雷达测量得到的相对速度，并通过阈值区分动态目标和静态障碍物后，对动态目标进行跟踪，通过独立空间中的可行事件的概率滤除极小概率事件后，采用卡尔曼滤波对检测到的目标状态进行状态更新，获取毫米波雷达对目标的跟踪航迹；

3)通过前视相机获取目标的位置和速度信息，区分动态目标和静态障碍物后对动态目标进行跟踪，通过独立空间中的可行事件的概率滤除极小概率事件后，采用卡尔曼滤波对检测到的目标状态进行状态更新，获取前视相机对目标的跟踪航迹；

4)将毫米波雷达和前视相机的跟踪目标状态进行融合，最终获取融合后的目标状态，若毫米波雷达和前视相机中仅有一个检测到目标，则直接将该被毫米波雷达或前视相机检测到的目标状态存入数据库，具体包括以下步骤：

41)分别获取毫米波雷达和前视相机跟踪目标状态的协方差，并计算每个时刻各个状态的马氏距离，将各个状态的马氏距离小于设定阈值且加权和最小的两个目标认定为同一目标，认定为同一目标的具体表达式为：

其中，M_x,M_y,M_vx,M_vy分别为x和y方向上距离和速度的马氏距离，M_x0,M_y0,M_vx0,M_vy0,M₀分别为阈值，a，b，c，d分别为权重；

42)对毫米波雷达和前视相机跟踪目标状态根据协方差加权，获取跟踪融合后的目标状态，并存入数据库，加权融合的具体表达式为：

其中，x,y,vx,vy分别为融合后的x,y方向上的距离和速度，x_r,y_r,vx_r,vy_r分别为毫米波雷达得到的目标在x,y方向上的距离和速度，x_c,y_c,vx_c,vy_c分别为前视相机得到的目标在x,y方向上的距离和速度，e，f分别为权重。

2.根据权利要求1所述的一种基于前视相机与毫米波雷达融合的目标跟踪方法，其特征在于，所述的步骤2)具体包括以下步骤：

21)对毫米波雷达探测到的动态目标进行跟踪，对于测量值落入不同的波门或同一波门包含多个目标的测量值，根据联合概率数据关联生成确认矩阵Ω，用以表示观测与目标之间的关系：

其中，t为目标，j为观测，m为目标总数，T为观测总数，ω_jt为1时表示目标t和观测j之间存在关联，为0时表示目标t和观测j之间不存在关联；

22)对确认矩阵Ω进行空间划分，获取每个独立空间中对应的确认矩阵Ω_i，i＝1,2,...,n，n为空间划分后独立空间的个数；

23)对每个独立空间中对应的确认矩阵Ω_i计算关联概率，并设置阈值剔除极小概率事件；

24)根据毫米波雷达关联上的目标建立航迹；

25)对关联上的目标采用扩展卡尔曼滤波进行状态更新，毫米波探测到的目标状态为相对距离、水平角度和相对速度，将毫米波探测到的目标状态转换为横向和纵向的相对距离及相对速度。

3.根据权利要求2所述的一种基于前视相机与毫米波雷达融合的目标跟踪方法，其特征在于，所述的步骤22)具体包括以下步骤：

对确认矩阵Ω中分别对同一目标为1的行向量进行或运算，并将或运算结果中相等的行向量只保留一个，将剩余不能消除的向量重新组成一个新矩阵，新矩阵的行数n即为独立空间的个数，新矩阵每行中的值为1代表所在列数的目标相交区域。