[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

说明书

本发明涉及一种基于前视相机与毫米波雷达融合的目标跟踪方法，包括以下步骤：1)对前视相机以及毫米波雷达进行联合标定；2)根据毫米波雷达测量对动态目标进行跟踪，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，对动态目标进行跟踪，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。与现有技术相比，本发明利用两种不同传感器探测到的目标进行跟踪，弥补了单个传感器漏检、误检、跟踪失败、状态探测不精确等缺陷，利用冗余的信息增加了智能汽车的安全性。

技术领域

本发明涉及智能汽车技术领域，尤其是涉及一种基于前视相机与毫米波雷达融合的目标跟踪方法。

背景技术

智能汽车是一个综合的系统，整体可分为环境感知、决策规划和运动控制。环境感知作为智能汽车与周围环境进行信息交换的关键环节，可以让智能汽车更了解其所处的环境，这对之后的决策、规划和控制都至关重要。

传统的跟踪方法大都基于单个传感器。作为智能汽车的主要传感器，前视相机和毫米波雷达各有优缺点。相机如人眼一样可以得到丰富的环境信息，通过算法可以得到物体的形状和大小，但单一特征算法受天气、光照等因素影响较大，并且所得像素信息不能体现距离。毫米波雷达可以精确测量物体的距离和相对速度，并且抗干扰能力强，但无法测量物体的形状和大小。这些问题都有可能会造成传感器在物体跟踪过程中的跟踪丢失或者跟踪错误，从而造成交通事故，引发人员伤亡和财产损失。

因此，如何融合多传感器，利用互补的信息进行物体跟踪，使得跟踪更安全准确，这个问题亟待解决。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于前视相机与毫米波雷达融合的目标跟踪方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于前视相机与毫米波雷达融合的目标跟踪方法，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。

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；