CN113281735A - 一种提升毫米波雷达跟踪目标性能的方法、装置、系统及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供的提升毫米波雷达跟踪目标性能的方法、装置、系统及存储介质，涉及计算机领域，旨在于根据雷达应用现场情况和跟踪需求在雷达内配置跟踪区域限制跟踪算法的作用范围，达到仅在跟踪区域内分配有限的跟踪名额，进而促使跟踪名额分配至跟踪区域内低RCS和低速的目标，提升对低RCS和低速目标跟踪效果。本发明采用在跟踪区域范围内充分利用雷达有限的跟踪名额，充分保障跟踪区域范围内目标的跟踪效果，相较于现有技术大大减少了雷达跟踪无效目标的数量。

Description

一种提升毫米波雷达跟踪目标性能的方法、装置、系统及存储 介质

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，具体涉及一种提升毫米波雷达跟踪目标性能的方法、装置、系统及存储介质。

背景技术

随着相关软硬件技术的发展，雷达性能不断提升，形态更加多样；其中，尤以毫米波雷达最为出彩，在区域安防、车辆防撞、交通监测等民用场景发挥出越来越多的作用和优势。现有技术中基于雷达处理器的性能和相关接口限制，雷达支持同时处理和输出的跟踪目标总数是有限制的，比如最多100个；且由于雷达探测范围已被硬件固化，不能在保障发射功率不变的前提下调整探测距离和视场角，因此除存在当前毫米波雷达跟踪目标数量有限的问题，还会牵扯到如何在雷达探测范围内分配这100个目标“名额”的问题。

对于跟踪目标分配，当前常见目标分配方法是按距离由近到远分配或按目标雷达散射截面积(Radar Cross section，RCS)太小分配，一般也会综合考虑目标运动状态，因为一个快速运动的目标相比低慢目标往往威胁更大。另外，受制于毫米波雷达测角分辨率的限制，当RCS很小的行人靠近车辆、路旁大物体或地面有较多金属物，且行人运动速度接近这些目标时，雷达往往会将人聚类到这些目标。或因为雷达支持的RCS动态范围有限和行人目标RCS远小于这些近处强反射目标而被抑制，雷达内的相关参数不易可靠区分出行人，行人识别率和跟踪优先级降低，导致经常被排除在有限跟踪名额以外而不能稳定输出甚至不能输出相应信息。另外，在车载辅助驾驶应用中，为了避免因窨井盖、路面养护铁板和交通标志牌等对地静止的基础设施导致误报、车辆误刹车，往往选择对进入毫米波雷达检测范围后一直对地静止的目标降低跟踪优先级甚至忽略，以保障置信度更高的对地运动目标跟踪，即使那些对地静止目标可能是行人、车辆这些交通参与者。

跟踪目标分配的方法不完善容易导致很多低小慢目标未被跟踪处理，因此为了满足行人等低小慢目标检测的需要，目前市面上的3D毫米波雷达在软件算法上也在采用多种不同的方法来提升车辆行进方向上的行人检测效果，比如基于目标到雷达或所在车辆等载台的距离由小到大分配有限的跟踪目标名额、基于目标的雷达散射截面积RCS由大到小分配有限的跟踪目标名额或基于目标的运动状态激烈程度来分配有限的跟踪目标名额，但是这些方法都存在目标识别隐患。

例如，基于目标到雷达或所在车辆等载台的距离由小到大分配有限的跟踪目标名额的方案的优点是保证了近处不同RCS大小目标的跟踪效果，但是也很容易导致有限的跟踪名额耗费在近处路边花草树木、隔离栏、路边建筑物等，进而导致远处更应该得到关心的高速靠近目标得不到跟踪和输出相应信息而使系统不能尽早做出减速或转向反应。

基于目标的雷达散射截面积RCS由大到小分配有限的跟踪目标名额的方法利于稳定跟踪RCS较大的目标，但容易导致行人这些RCS较小目标得不到跟踪名额分配，雷达不输出相应信息，系统不知这些目标的存在，结果也很危险。

基于目标的运动状态激烈程度来分配有限的跟踪目标名额的方法主要根据具体应用场景需求依据目标相对雷达或相对地面的运动速度大小来分配跟踪名额，这显然容易忽略掉行人这些低速目标。

发明内容

本发明目的在于提供一种提升毫米波雷达跟踪目标性能的方法、装置、系统及存储介质，可根据雷达应用现场情况和跟踪需求在雷达内配置跟踪区域限制雷达跟踪算法作用范围，提升跟踪区域内关心目标和低小慢目标的跟踪效果，同时大大减少雷达有限跟踪名额浪费在路边花草树木、建筑物等无效目标上。

为达成上述目的，本发明提出如下技术方案：一种提升毫米波雷达跟踪目标性能的方法，包括：

在毫米波雷达内配置跟踪区域的功能参数；

获取跟踪区域内毫米波雷达在各个测量周期观测的原始未聚类跟踪点；

根据雷达跟踪算法对上述原始未聚类跟踪点进行聚类跟踪。

进一步的，所述聚类跟踪包括向跟踪区域分配毫米波雷达跟踪名额，所述毫米波雷达跟踪名额为毫米波雷达跟踪目标数量的上限。

进一步的，所述功能参数包括：

跟踪区域坐标参数，表示跟踪区域的坐标信息；

雷达的应答参数，表示配置跟踪区域坐标参数后的毫米波雷达返回其内最新生效跟踪区域的坐标参数配置情况，以验证坐标参数是否配置成功。

进一步的，还包括：功能使能/禁用参数，表示使能或禁用毫米波雷达内跟踪区域限制功能。

进一步的，还包括：功能重置/清除参数，表示重置/清除毫米波雷达内所有跟踪区域的功能参数。

进一步的，还包括：参数是否掉电保存参数，表示配置的功能参数是否保存到毫米波雷达非易失性掉电保存存储器。

进一步的，还包括：是否配置该功能参数，表示毫米波雷达根据是否配置该功能参数的输入匹配执行操作；当是否配置该功能参数输入为1，表示毫米波雷达对其内被配置的功能参数具有操作权；当是否配置该功能参数输入为0，表示毫米波雷达仅触发返回应答消息，应答消息包含其内当前跟踪区域的功能参数配置情况。

本发明还提供一种提升毫米波雷达跟踪目标性能的装置，该装置包括：

配置模块，用于在毫米波雷达内配置跟踪区域的功能参数；

获取模块，用于获取跟踪区域内毫米波雷达在各个测量周期观测的原始未聚类跟踪点；

聚类跟踪模块，用于根据雷达跟踪算法对获取模块获取的原始未聚类跟踪点进行聚类跟踪；

分配模块，用于向跟踪区域分配毫米波雷达跟踪名额，所述毫米波雷达跟踪名额为毫米波雷达跟踪目标数量的上限。

本发明另一目的在于提供一种提升毫米波雷达跟踪目标性能的系统，该系统包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现上述的提升毫米波雷达跟踪目标性能的方法。

本发明还进一步提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的提升毫米波雷达跟踪目标性能的方法。

由以上技术方案可知，本发明的技术方案获得了如下有益效果：

本发明公开的提升毫米波雷达跟踪目标性能的方法、装置、系统及存储介质，旨在于根据雷达应用现场情况和跟踪需求通过软件在雷达内配置跟踪区域限制跟踪算法的作用范围，达到仅在跟踪区域内分配有限的跟踪名额，进而促使跟踪名额分配至跟踪区域内低RCS和低速的目标，提升对低RCS和低速目标跟踪效果，解决现有技术中进行跟踪目标筛选时一方面容易忽略低RCS和低速目标，另一方面无效跟踪目标数量较多的问题。相较于现有技术中毫米波雷达在软件上基于目标到雷达或所在车辆等载台的距离由小到大分配有限的跟踪目标名额、基于目标的雷达散射截面积RCS由大到小分配有限的跟踪目标名额或基于目标的运动状态激烈程度来分配有限的跟踪目标名额来优化车辆、行人等关心目标跟踪效果的方法，或单纯依靠坐标、角度等目标属性过滤器来减少雷达数据量的方法，本发明提出的适时改变跟踪算法作用区域的方法，可以在配置的跟踪区域范围充分利用雷达有限的跟踪名额，充分保障跟踪区域范围内目标的跟踪效果，大大减少无效跟踪目标的数量。

并且，本发明中的跟踪区域的具体位置通过配置的功能参数的选择或改进可以选择更换，适应于不同雷达安装位置和目标需求的变化；另外，在具体应用时，可以选择是否启用跟踪区域，雷达可以按需灵活切换或修改参数，保障并提升雷达的工作效果。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：

图1为本发明方法工作流程框图；

图2为本发明方法实现的功能作用点示意图；

图3为本发明跟踪区域实施例示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一个”“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件，并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

基于现有技术雷达安装的成本原因，不可能在每个项目、项目的某个雷达安装点都定制一款雷达天线/雷达前端，通常是一款雷达可能应用于多个项目、多种场景，因此雷达普遍采用的检测方式是全范围扫描检测；全范围扫描检测存在两点问题，一是雷达跟踪名额有限，全范围扫描检测会导致很多无效目标被跟踪；二是很容易忽视需要被跟踪的低RCS和低速目标，使得雷达跟踪准确度降低；本发明旨在提出一种提升毫米波雷达跟踪目标性能的方法、装置、系统和存储介质，该方法根据实际需求对雷达配置跟踪区域限制跟踪算法作用范围，如此大大减少雷达有限的跟踪名额浪费无效目标上，同时提升感兴趣区域内关心目标、如低RCS和低速目标的跟踪效果。

下面结合附图所示，对本发明公开的提升毫米波雷达跟踪目标性能的方法、装置、系统及存储介质的方案做进一步具体介绍。

本发明一实施例公开的提升毫米波雷达跟踪目标性能的方法，包括：

在毫米波雷达内配置跟踪区域的功能参数；

获取跟踪区域内毫米波雷达在各个测量周期观测的原始未聚类跟踪点；

根据雷达跟踪算法对上述原始未聚类跟踪点进行聚类跟踪；

聚类跟踪包括向跟踪区域分配毫米波雷达跟踪名额，所述毫米波雷达跟踪名额为毫米波雷达跟踪目标数量的上限。

其中，功能参数包括跟踪区域坐标参数和雷达的应答参数；跟踪区域坐标参数，表示跟踪区域的坐标信息；雷达的应答参数，表示配置跟踪区域坐标参数后的毫米波雷达返回其内最新生效跟踪区域的坐标参数配置情况，以验证坐标参数是否配置成功。

具体实施时向毫米波雷达配置功能参数的过程如附图1所示，首先根据雷达实际要观测的目标范围确定感兴趣的跟踪区域；接着确定跟踪区域的功能参数，如跟踪区域位置参数和雷达的应答参数；然后生成配置报文并发送至毫米波雷达；毫米波雷达接收配置报文并在其内进行参数设置，设置结束后反馈应答报文至计算机；计算机随后读取毫米波雷达返回的应答报文，解析其中信息并验证跟踪区域是否配置成功；最后确定跟踪区域配置成功后，将其作为雷达跟踪算法的工作范围，即仅对用户感兴趣的跟踪区域内的待跟踪点进行聚类跟踪，将雷达跟踪名额仅分配至跟踪区域内。

进一步结合图1所示，功能参数除上述跟踪区域坐标参数和雷达的应答参数外还包括功能使能/禁用参数、功能重置/清除参数、参数是否掉电保存参数，以及是否配置该功能参数；其中，功能使能/禁用参数，表示使能或禁用毫米波雷达内跟踪区域限制功能，该参数的设置使得在禁用跟踪区域功能时无需擦除所有跟踪区域参数，保留跟踪区域参数，跟踪区域功能重新使能时直接启用原来的跟踪区域参数，不用再配置和使用跟上次跟踪区域一样的功能参数。功能重置/清除参数，表示重置/清除毫米波雷达内所有跟踪区域的功能参数，该参数的设置使得重新启用跟踪区域功能时需要重新向毫米波雷达配置跟踪区域的相关功能参数。参数是否掉电保存参数，表示配置的功能参数是否保存到毫米波雷达非易失性掉电保存存储器，用于确保毫米波雷达在下一次断电重启时还能生效当前配置的跟踪区域的功能。

此外，功能参数还包括是否配置该功能参数，表示毫米波雷达根据是否配置该功能参数的输入匹配执行操作；当是否配置该功能参数输入为1，表示毫米波雷达对其内被配置的功能参数具有操作权；当是否配置该功能参数输入为0，表示毫米波雷达仅触发返回应答消息，应答消息包含其内当前跟踪区域的功能参数配置情况，即执行一个无参数破坏性的查询操作，旨在于验证毫米波雷达内相应参数是否与计划配置的一致，若与计划配置参数一致样，即可省略再次配置参数的步骤，有利于减少毫米波雷达Flash非易失性存储器的擦写次数，延长存储单元寿命。

本发明的技术方案提出改变雷达跟踪算法作用区域的方式，仅对其作用区域内的目标进行跟踪，缩小目标跟踪范围，减少对作用区域外无效目标的跟踪，将雷达能同步跟踪的跟踪名额分配在作用区域内，达到提升对作用区域内低 RCS和低速目标的识别跟踪的技术效果。使用时，对不同应用场景下的雷达可以根据应用现场情况和需求通过软件配置不同的雷达跟踪算法作用范围，如此可以减少有限、宝贵的跟踪名额浪费在路边花草树木、建筑物等无效目标上，并可以提升感兴趣的作用区域内关心目标的跟踪效果。

结合图2所示，本发明在毫米波雷达内配置跟踪区域改变雷达跟踪算法作用范围，其作用节点处于毫米波雷达完成每一测量周期原始未聚类跟踪点之后与毫米波雷达对原始未聚类跟踪点进行聚类跟踪之前，从而使得雷达跟踪算法只对该跟踪区域内的目标进行跟踪、处理和输出相关信息，起到充分使用毫米波雷达有限跟踪数量的同时，最终效果既保障内跟踪区域内各关心目标、如低 RCS和低速目标的跟踪效果，又一定程度上可以减少无效跟踪目标数量。而现有技术中过滤跟踪目标常见的是在目标跟踪后、输出前，或输出后在控制器内进行的雷达参数过滤，并且也只是起到了减少数据量的作用，不能提升某些关心目标的跟踪效果。

具体实施时，跟踪区域可选择多边形或圆形，图3所示的具体实施例中跟踪区域设置为多边形，多边形跟踪区域在配置时可直接将多边形的几个顶点参数配置到毫米波雷达内来实现，比如四边形的四个顶点坐标和相关使能参数，如P1(X1,Y1)、P2(X2,Y2)、P3(X3,Y3)和P4(X4,Y4)；特殊跟踪区域设置为圆形，可直接将圆形的圆心和半径参数配置到毫米波雷达内。采用多边形或圆形的跟踪区域限制雷达跟踪算法的作用范围时，本发明公开的方法也可以称为多边形或圆形过滤，达到过滤多边形跟踪区域以外目标的效果。

本发明一实施例提供了一种提升毫米波雷达跟踪目标性能的装置，该装置在具体应用时实现上述实施例公开的提升毫米波雷达跟踪目标性能的方法；示例的，上述提升毫米波雷达跟踪目标性能的方法可以被分割成多个模块，多个模块被存储在存储器中，由处理器执行完成本发明。所述多个模块或单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述提升毫米波雷达跟踪目标性能的方法在所述提升毫米波雷达跟踪目标性能的装置中的执行过程。例如，提升毫米波雷达跟踪目标性能的方法可以被分割成配置模块、获取模块、聚类跟踪模块和分配模块，各模块的具体功能如下：

配置模块，用于在毫米波雷达内配置跟踪区域的功能参数；

获取模块，用于获取跟踪区域内毫米波雷达在各个测量周期观测的原始未聚类跟踪点；

聚类跟踪模块，用于根据雷达跟踪算法对获取模块获取的原始未聚类跟踪点进行聚类跟踪；

分配模块，用于向跟踪区域分配毫米波雷达跟踪名额，所述毫米波雷达跟踪名额为毫米波雷达跟踪目标数量的上限。

本发明另一实施例提供了一种提升毫米波雷达跟踪目标性能的系统，该系统包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时，实现上述的提升毫米波雷达跟踪目标性能的方法，达到限制雷达跟踪算法的作用范围，提高感兴趣目标的跟踪效率。具体的，本系统中计算机程序用于描述提升毫米波雷达跟踪目标性能的方法在提升毫米波雷达跟踪目标性能的系统中的执行过程，实现提升毫米波雷达跟踪目标性能的方法中的参数配置和算法执行的过程。

本发明另一目的在于提供一种提升毫米波雷达跟踪目标性能的系统，该系统包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现上述的提升毫米波雷达跟踪目标性能的方法。

上述实施例公开的提升毫米波雷达跟踪目标性能的装置或系统，可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述提升毫米波雷达跟踪目标性能的装置或系统可包括，但不仅限于，处理器、存储器。

所述处理器可以是计算机的中央处理单元，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现成可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是提升毫米波雷达跟踪目标性能的装置或系统的控制中心，利用各种接口和线路连接整个提升毫米波雷达跟踪目标性能的装置或系统的各个模块。

存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的提升毫米波雷达跟踪目标性能的方法对应的程序指令/模块，处理器通过运行存储在存储器的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的提升毫米波雷达跟踪目标性能的方法。

存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器所创建的数据等。此外，存储器优选但不限于高速随机存取存储器，例如，还可以是非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器还可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

本发明公开的提升毫米波雷达跟踪目标性能的方法作为计算机程序一软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本发明上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述方法实施例的步骤和结果。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体、随机存储记忆体、快闪存储器、硬盘或固态硬盘等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种提升毫米波雷达跟踪目标性能的方法，其特征在于，包括：

在毫米波雷达内配置跟踪区域的功能参数；

获取跟踪区域内毫米波雷达在各个测量周期观测的原始未聚类跟踪点；

根据雷达跟踪算法对上述原始未聚类跟踪点进行聚类跟踪。

2.根据权利要求1所述的提升毫米波雷达跟踪目标性能的方法，其特征在于，所述聚类跟踪包括向跟踪区域分配毫米波雷达跟踪名额，所述毫米波雷达跟踪名额为毫米波雷达跟踪目标数量的上限。

3.根据权利要求1所述的提升毫米波雷达跟踪目标性能的方法，其特征在于，所述功能参数包括：

跟踪区域坐标参数，表示跟踪区域的坐标信息；

雷达的应答参数，表示配置跟踪区域坐标参数后的毫米波雷达返回其内最新生效跟踪区域的坐标参数配置情况，以验证坐标参数是否配置成功。

4.根据权利要求3所述的提升毫米波雷达跟踪目标性能的方法，其特征在于，还包括：

功能使能/禁用参数，表示使能或禁用毫米波雷达内跟踪区域限制功能。

5.根据权利要求3所述的提升毫米波雷达跟踪目标性能的方法，其特征在于，还包括：

功能重置/清除参数，表示重置/清除毫米波雷达内所有跟踪区域的功能参数。

6.根据权利要求3所述的提升毫米波雷达跟踪目标性能的方法，其特征在于，还包括：

参数是否掉电保存参数，表示配置的功能参数是否保存到毫米波雷达非易失性掉电保存存储器。

7.根据权利要求3所述的提升毫米波雷达跟踪目标性能的方法，其特征在于，还包括：

是否配置该功能参数，表示毫米波雷达根据输入数值匹配操作；当是否配置该功能参数输入为1，表示毫米波雷达对其内被配置的功能参数具有操作权；当是否配置该功能参数输入为0，表示毫米波雷达仅触发返回应答消息，应答消息包含其内当前跟踪区域的功能参数配置情况。

8.一种提升毫米波雷达跟踪目标性能的装置，其特征在于，包括：

配置模块，用于在毫米波雷达内配置跟踪区域的功能参数；

获取模块，用于获取跟踪区域内毫米波雷达在各个测量周期观测的原始未聚类跟踪点；

聚类跟踪模块，用于根据雷达跟踪算法对获取模块获取的原始未聚类跟踪点进行聚类跟踪；

分配模块，用于向跟踪区域分配毫米波雷达跟踪名额，所述毫米波雷达跟踪名额为毫米波雷达跟踪目标数量的上限。

9.一种提升毫米波雷达跟踪目标性能的系统，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-8中任一所述的提升毫米波雷达跟踪目标性能的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一所述的提升毫米波雷达跟踪目标性能的方法。

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