毫米波雷达虚警滤除方法、装置、计算机设备及存储介质与流程

    专利2025-03-04  7


    本发明涉及信号处理,具体涉及一种毫米波雷达虚警滤除方法、装置、计算机设备及存储介质。


    背景技术:

    1、毫米波雷达是工作在毫米波波段的探测雷达,用于发射电磁波并接受反射回来的电磁波来获得障碍物的参数信息,毫米波雷达安装环境通常非常复杂,充满杂波的外部环境给毫米波雷达感知带来严重的虚警问题,尤其是在雷达覆盖区域内的金属栏杆、围挡等,因其对雷达发射电磁波的强反射,容易产生多径效应,极易造成虚假目标的出现,引发虚警。

    2、而目前用于处理多径虚警的方法,由于原生目标和多径虚假目标轨迹的相对位置关系不稳定,使得虚警判别准确率大幅下降,虚假目标航迹识别的准确率低。


    技术实现思路

    1、有鉴于此,本发明提供了一种毫米波雷达虚警滤除方法、装置、计算机设备及存储介质,以解决目前用于处理多径虚假的方法,虚假目标航迹识别准确率低的问题。

    2、第一方面,本发明提供了一种毫米波雷达虚警滤除方法,该方法包括:

    3、步骤101,获取当前帧对应的当前信号数据集,信号数据集包括毫米波雷达发射的连续发射信号以及与发射信号对应的回波信号;

    4、步骤102,对当前信号数据集进行处理,确定出基于时间序列的当前点云数据集,当前点云数据集包括确定出的疑似目标对象对应的目标点,以及与目标点对应的目标点信息参数;

    5、步骤103,将当前点云数据集中的所有目标点与待更新航迹集合进行点迹匹配,获得新的待更新航迹集合;待更新航迹集合为基于当前帧之前的点云数据集生成的航迹集合,且每个航迹包括至少一个航迹点;

    6、步骤104,计算新的待更新航迹集合中每个航迹的关联点云密度以及航迹连续率;

    7、步骤105,根据关联点云密度与航迹连续率,滤除新的待更新航迹集合中的无效航迹,获得目标航迹集合;

    8、步骤106,获取下一帧对应的信号数据集,并将该信号数据集作为当前信号数据集,重复步骤102至步骤105,直至毫米波雷达停止发射信号。

    9、利用本实施例中提供的毫米波雷达虚警滤除方法对毫米波雷达获得的数据进行处理,保证只有真实目标的目标点能够形成有效航迹并输出,虚假目标的目标点不能形成有效航迹,从而被滤除。不需要额外先验信息,对雷达安装施工也无额外要求,即使在复杂的多径反射环境下,仍然表现出良好的性能,能够大幅降低伴生性多径虚警概率,提高虚假目标航迹识别的准确率,并且不影响报警率。

    10、在一种可选的实施方式中,将当前点云数据集中的所有目标点与待更新航迹集合进行点迹匹配,包括:

    11、获取当前点云数据集中每个目标点一一对应的目标点信息参数;

    12、确定待更新航迹集合中每一个航迹的末端航迹点,以及末端航迹点对应的末端航迹点信息参数,末端航迹点为航迹当前的最后一个航迹点;

    13、基于目标点信息参数、末端航迹点信息参数,计算每个目标点与每个末端航迹点之间的第一距离值,其中,一个末端航迹点遍历所有目标点;

    14、确定末端航迹点对应的所有第一距离值中的最小距离值,并判断最小距离值是否小于等于第一预设值;

    15、若最小距离值小于等于第一预设值,确定最小距离值对应的目标点与对应的航迹匹配成功。

    16、本实施例中,采用点云聚类的方式对当前点云数据集中的多个目标点聚合成点迹数据,对于点云中的每一个目标点,未能和已有航迹匹配成功时,新建航迹并分配新的航迹标识,标记为该航迹为预建立状态,通过更新航迹集合,可以动态调整航迹的数量和更新航迹的状态,提高目标跟踪的准确性和鲁棒性。

    17、在一种可选的实施方式中,若目标点与待更新航迹集合中的所有航迹之间的最小距离值均大于第一预设值,确定目标点与待更新航迹集合中的航迹匹配失败;

    18、为匹配失败的目标点,重新建立航迹,获得预建立航迹,新的待更新航迹集合包括预建立航迹。

    19、在一种可选的实施方式中,计算新的待更新航迹集合中每个航迹的关联点云密度,包括:

    20、确定第一航迹的第一末端航迹点,第一航迹为新的待更新航迹集合中任意一航迹;

    21、分别计算当前点云数据集中所有目标点与第一末端航迹点之间的第二距离值;

    22、确定当前点云数据集中满足第二距离值小于等于第二预设值的目标点数量;

    23、基于目标点数量,计算第一航迹的关联点云密度。

    24、在一种可选的实施方式中,通过以下步骤计算航迹连续率:

    25、确定第一航迹建立以来经历的总帧数,第一航迹为新的待更新航迹集合中任意一航迹,其中,一帧对应一个点云数据集;

    26、确定总帧数中与第一航迹匹配成功的匹配帧数;

    27、基于总帧数、匹配帧数,计算第一航迹的航迹连续率。

    28、本实施例中,将航迹上的点云密度、航迹连续率来作为判断有效航迹与无效航迹的关键因素之一,可以有效滤除出无效航迹,提高虚假目标航迹识别的准确率。

    29、在一种可选的实施方式中,在将当前点云数据集中的所有目标点与待更新航迹集合进行点迹匹配之前,还包括:

    30、对待更新航迹集合中的航迹进行预测,预测航迹的下一个预测航迹点;

    31、将预测航迹点作为末端航迹点。

    32、本实施例中,对每个航迹采用卡尔曼滤波算法对点迹位置数据进行最优估计方法处理,即用估计值来更新航迹位置以及预测目标在下一帧最大可能出现的位置,从而降低量测噪声影响,得到更精确的航迹位置信息。

    33、在一种可选的实施方式中,毫米波雷达为多通道雷达,目标点信息参数包括目标点速度、目标点距离以及目标点角度,目标点信息参数通过以下步骤确定:

    34、将发射信号与对应的回波信号进行混频,获得单一频率的中频信号;

    35、对中频信号进行采样,并提取频率信息;

    36、基于频率信息,确定距离信息;

    37、确定中频信号中,相邻两个周期的相位差,并基于相位差,确定速度信息;

    38、基于距离信息、速度信息,确定多个通道对应的多个距离-速度矩阵;

    39、将多个距离-速度矩阵进行幅值累加,获得二维幅值矩阵;

    40、对二维幅值矩阵进行cfar处理,确定二维幅值矩阵中的横、纵坐标索引,得到目标点对应的目标点距离与初始目标点速度;

    41、对初始目标点速度进行解模糊,获得真实目标点速度;

    42、对多通道雷达的多个通道进行多普勒相位补偿,并对补偿后的目标点进行doa估计,获得目标点角度。

    43、第二方面,本发明提供了一种毫米波雷达虚警滤除装置,该装置包括:

    44、获取模块,用于获取当前帧对应的当前信号数据集,信号数据集包括毫米波雷达发射的连续发射信号以及与发射信号对应的回波信号;

    45、处理模块,用于对当前信号数据集进行处理,确定出基于时间序列的当前点云数据集,当前点云数据集包括确定出的疑似目标对象对应的目标点,以及与目标点对应的目标点信息参数;

    46、匹配模块,用于将当前点云数据集中的所有目标点与待更新航迹集合进行点迹匹配,获得新的待更新航迹集合;待更新航迹集合为基于当前帧之前的点云数据集生成的航迹集合,且每个航迹包括至少一个航迹点;

    47、计算模块,用于计算新的待更新航迹集合中每个航迹的关联点云密度以及航迹连续率;

    48、滤除模块,用于根据关联点云密度与航迹连续率,滤除新的待更新航迹集合中的无效航迹,获得目标航迹集合;

    49、循环模块,用于获取下一帧对应的信号数据集,并将该信号数据集作为当前信号数据集,直至毫米波雷达停止发射信号。

    50、第三方面,本发明提供了一种计算机设备,包括:存储器和处理器,存储器和处理器之间互相通信连接,存储器中存储有计算机指令,处理器通过执行计算机指令,从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的毫米波雷达虚警滤除方法。

    51、第四方面,本发明提供了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质存储有计算机指令,计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的毫米波雷达虚警滤除方法。

    52、需要说明的是,由于本发明提供的毫米波雷达虚警滤除装置,电子设备以及计算机可读存储介质与上述的毫米波雷达虚警滤除方法是对应的。因此,关于毫米波雷达虚警滤除装置,计算机设备以及计算机可读存储介质的有益效果,请参见上文毫米波雷达虚警滤除方法的对应有益效果的描述,在此不再赘述。


    技术特征:

    1.一种毫米波雷达虚警滤除方法,其特征在于,所述方法包括:

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将所述当前点云数据集中的所有所述目标点与待更新航迹集合进行点迹匹配,包括:

    3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,若所述目标点与所述待更新航迹集合中的所有航迹之间的所述最小距离值均大于所述第一预设值,确定所述目标点与所述待更新航迹集合中的航迹匹配失败;

    4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述计算所述新的待更新航迹集合中每个航迹的关联点云密度,包括:

    5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,通过以下步骤计算所述航迹连续率:

    6.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,在将所述当前点云数据集中的所有所述目标点与待更新航迹集合进行点迹匹配之前,还包括:

    7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述毫米波雷达为多通道雷达,所述目标点信息参数包括目标点速度、目标点距离以及目标点角度,所述目标点信息参数通过以下步骤确定:

    8.一种毫米波雷达虚警滤除装置,其特征在于,所述装置包括:

    9.一种计算机设备,其特征在于,包括:

    10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机指令,所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1-7任一项所述的毫米波雷达虚警滤除方法。


    技术总结
    本发明涉及信号处理技术领域,公开了一种毫米波雷达虚警滤除方法、装置、计算机设备及存储介质,该方法包括:获取当前帧对应的当前信号数据集;对当前信号数据集进行处理,确定出基于时间序列的当前点云数据集;将当前点云数据集中的所有目标点与待更新航迹集合进行点迹匹配,获得新的待更新航迹集合;计算新的待更新航迹集合中每个航迹的关联点云密度以及航迹连续率;根据关联点云密度与航迹连续率,滤除新的待更新航迹集合中的无效航迹,获得目标航迹集合;获取下一帧对应的信号数据集,并将该信号数据集作为当前信号数据集,重复上述步骤。该方法能够大幅降低伴生性多径虚警概率,提高虚假目标航迹识别的准确率,并且不影响报警率。

    技术研发人员:陈坤,李跃星,王安琪
    受保护的技术使用者:湖南时变通讯科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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