[发明专利]用于物体跟踪的航向角估算

说明书

一种跟踪物体的说明性示例方法包括：随时间检测物体上点以获得多个检测；确定检测中的每一个的位置；确定所确定的位置之间的关系；以及基于该关系确定该物体的估算的航向角。

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年4月30日提交的美国专利申请第16/398,745号的权益，该美国专利申请的全部公开藉此通过引用以其整体结合于此。

背景技术

已经证明各种传感器类型对于检测车辆附近或车辆路径中的物体是有用的。示例传感器类型包括超声、无线电检测与测距(RADAR)以及光检测和测距(LIDAR)。这种传感器在客用车辆上被使用方式已经在增加。

与使用这种传感器跟踪物体相关联的一个挑战是物体可能具有变化的形状和尺寸，这削弱了传感器确定物体的某些特性(诸如物体前进的方向)的能力。已知的卡尔曼(Kalman)滤波器被设计成快速地提供关于被跟踪物体的航向角或方向信息。尽管卡尔曼滤波器估算通常非常有用，但估算可能是不准确的。

卡尔曼滤波器设计成基于跟踪单个点的移动进行操作。由于三维物体具有可由传感器检测到的多个点，因此卡尔曼滤波器可将有关多个点的检测器信息解释为好像其指示单个点的移动。换句话说，卡尔曼滤波器不能在物体上的多个不同点的检测与在该物体上的单个点的移动之间进行区分。考虑到将物体上的不同点解释为就好像它们是同一点的可能性，有关这些点的传感器信息可能会被误认为是单个点的移动，从而导致不准确的跟踪信息。

发明内容

跟踪物体的说明性示例方法包括：随时间检测物体上的一个或多个点以获得多个检测；确定各检测中的每一个的位置；确定所确定的位置之间的关系；以及基于该关系确定物体的估算的航向角(heading angle)。

在具有先前段落的方法的一个或多个特征的示例实施例中，确定空间关系包括：限定包围所确定的位置的形状；以及确定物体的估算的航向角包括确定限定的形状的取向。

在具有先前段落的方法的一个或多个特征的示例实施例中，限定的形状是弧、线和矩形中的至少一个。

在具有先前段落的方法的一个或多个特征的示例实施例中，确定估算的航向角是基于确定的取向和与检测中的至少一些检测有关的距离变化率(range rate)信息。

在具有先前段落的方法的一个或多个特征的示例实施例包括：检测一个或多个点至少直到由所确定的位置跨越的距离超过预选阈值距离。

在具有先前段落的方法的一个或多个特征的示例实施例包括：使用确定的估算的航向角来校正物体的先前估算的航向角。

在具有先前段落的方法的一个或多个特征的示例实施例中，物体的先前估算的航向角是由卡尔曼滤波器确定的。

在具有先前段落中的任一段落的方法的一个或多个特征的示例实施例中，确定估算的航向角包括使用：似然估算，最小二乘估算，主成分分析，或者霍夫变换。

一种用于跟踪物体的说明性示例设备包括：检测器，该检测器随时间检测物体上的一个或多个点；以及处理器，该处理器被配置成用于：确定检测的一个或多个点中的每一个的位置，确定所确定的位置之间的空间关系，以及基于该关系确定物体的估算的航向角。

在有先前段落的设备的一个或多个特征的示例实施例中，处理器被配置成用于：通过限定包围所确定的位置的形状来确定该空间关系；以及通过确定限定的形状的取向来确定物体的估算的航向角。

在有先前段落的设备的一个或多个特征的示例实施例中，限定的形状是弧、线和矩形中的至少一个。

在有先前段落的设备的一个或多个特征的示例实施例中，处理器被配置成用于：基于确定的取向和与检测的一个或多个点中的至少一些有关的距离变化率信息确定估算的航向角。