一种基于毫米波雷达点迹信息的航迹质量实时评估方法

技术领域

本发明涉及雷达数据处理，具体涉及一种基于毫米波雷达点迹信息的航迹质量实时评估方法。

背景技术

随着毫米波雷达技术的不断发展，毫米波雷达的目标发现与跟踪功能在安防、交通、水域监视等领域得到了广泛应用。然而，在复杂的多目标跟踪与强杂波干扰的环境中，毫米波雷达产生航迹的真实性有待确认，如何对假航迹进行有效滤除成为当前亟待解决的问题。航迹质量评估作为目标航迹处理的关键技术，是实现真假航迹判断、目标跟踪、运动状态预测和航迹实时融合等应用的基础。

传统的航迹质量评估方法仅从单方面打分来评价航迹质量，即通过在一个周期内评估点迹是否与航迹关联进行航迹质量评估。此外，刘红亮等人根据单个点迹的幅度值与点迹质量呈正相关，根据点迹的幅度值来计算航迹质量（刘红亮,周生华,刘宏伟等.一种利用幅度信息的航迹质量评估方法.西安电子科技大学学报(自然科学版),2017,44(1):65-70.）；张海瀛等人提取目标轨迹数据的时间、精度、纬度和高程信息来计算航迹质量（张海瀛,贺文娇,王伟等.目标运动轨迹质量综合评估方法.四川省：CN111680870A,2020-09-18.）。

由此可见，现有的航迹质量评估方法仅从航迹关联的单个方面或多个方面对航迹质量进行评估，没有充分利用航迹的历史信息，不能对航迹质量进行全面、准确地评估，同时对于航迹质量评估的实时性较差。

发明内容

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种基于毫米波雷达点迹信息的航迹质量实时评估方法，能够有效克服现有技术所存在的不能对航迹质量进行全面、准确地评估，以及对于航迹质量评估实时性较差的缺陷。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种基于毫米波雷达点迹信息的航迹质量实时评估方法，包括以下步骤：

S1、获取毫米波雷达返回信息，获取最新帧中所有航迹、所有航迹关联的点迹及点迹信息；

S2、统计关联点迹的最大连续丢点数，基于最大连续丢点数计算最新帧的航迹丢点质量分数；

S3、计算关联点迹的预测位置，基于关联点迹的预测位置与观测位置之间的位置差值计算最新帧的航迹关联质量分数；

S4、对关联点迹进行平滑拟合得到平滑轨迹，基于关联点迹与平滑轨迹之间的距离关系计算最新帧的航迹平滑质量分数；

S5、基于航迹丢点质量分数、航迹关联质量分数和航迹平滑质量分数计算最新帧的航迹综合质量分数；

S6、当更新新一帧数据时，重复S1~S5计算相应的航迹综合质量分数，并根据各帧的航迹综合质量分数对航迹进行真假判断和终止判断。

优选地，S1中获取毫米波雷达返回信息，获取最新帧中所有航迹、所有航迹关联的点迹及点迹信息，包括：

S11、利用毫米波雷达返回信息，获取最新帧中所有航迹

S12、提取所有航迹关联的点迹信息，将点迹信息表示为

S13、获取最新帧中所有航迹关联的前

其中，

，/>

优选地，S2中统计关联点迹的最大连续丢点数，基于最大连续丢点数计算最新帧的航迹丢点质量分数，包括：

S21、遍历最新帧中所有航迹关联的前

；

S22、基于航迹最大连续丢点率

。

优选地，所述遍历最新帧中所有航迹关联的前

初始最大连续丢点数

优选地，S3中计算关联点迹的预测位置，基于关联点迹的预测位置与观测位置之间的位置差值计算最新帧的航迹关联质量分数，包括：

S31、遍历最新帧中所有航迹关联的前

，

其中，

S32、计算第

；

S33、基于第

，

其中，

。

优选地，S4中对关联点迹进行平滑拟合得到平滑轨迹，基于关联点迹与平滑轨迹之间的距离关系计算最新帧的航迹平滑质量分数，包括：

S41、遍历最新帧中所有航迹关联的前

，

；

S42、计算前

；

S43、计算第

S44、计算航迹平滑质量分数

，

其中，

优选地，S5中基于航迹丢点质量分数、航迹关联质量分数和航迹平滑质量分数计算最新帧的航迹综合质量分数，包括：

采用下式计算航迹综合质量分数

，

其中，

优选地，S6中根据各帧的航迹综合质量分数对航迹进行真假判断和终止判断，包括：

将各帧的航迹综合质量分数输入至航迹链表

与现有技术相比，本发明所提供的一种基于毫米波雷达点迹信息的航迹质量实时评估方法，具有以下有益效果：

1）本申请技术方案综合航迹丢点质量分数、航迹关联质量分数、航迹平滑质量分数，充分利用航迹的历史信息，实现对航迹质量全面、准确地评估；

2）本申请技术方案仅基于雷达的实时数据，无需添加其他硬件设备，具有数据计算量小、实时性强、准确率高的优势；

3）本申请技术方案基于连续若干帧的航迹综合质量分数，能够对航迹进行真假判断和终止判断，有效提高真假航迹识别的准确率，实现对假航迹的准确剔除，减少假航迹数量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1 为本发明的流程示意图。

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中的附图，对本发明实施例中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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

在本实施例中，将毫米波雷达架设于公路指示灯上，基于毫米波雷达接收的回波信号，得到目标即车辆相对雷达的距离、方位角等信息。本实施例中所采用的24GHz毫米波雷达的距离分辨率为1.34m，因该24GHz毫米波雷达的分辨率较高，同一车辆可能有多个雷达反射点，所以采用DBSCAN算法进行点迹凝聚，得到凝聚后的车辆目标位置信息。

一种基于毫米波雷达点迹信息的航迹质量实时评估方法，如图1所示，S1、获取毫米波雷达返回信息，获取最新帧中所有航迹、所有航迹关联的点迹及点迹信息，具体包括：

S11、利用毫米波雷达返回信息，获取最新帧中所有航迹

S12、提取所有航迹关联的点迹信息，将点迹信息表示为

S13、获取最新帧中所有航迹关联的前

其中，

，/>

在最新帧中，提取部分航迹关联的点迹信息如下表所示：

表1 部分航迹关联的点迹信息表

对表1中的数据进行计算，得到部分航迹关联的点迹信息中位置信息如下表所示：

表2 部分航迹关联的点迹的位置信息表

S2、统计关联点迹的最大连续丢点数，基于最大连续丢点数计算最新帧的航迹丢点质量分数，具体包括：

S21、遍历最新帧中所有航迹关联的前

；

S22、基于航迹最大连续丢点率

。

具体地，遍历最新帧中所有航迹关联的前

初始最大连续丢点数

计算表1的航迹最大连续丢点率（用

表3 航迹最大连续丢点率和航迹丢点质量分数表

S3、计算关联点迹的预测位置，基于关联点迹的预测位置与观测位置之间的位置差值计算最新帧的航迹关联质量分数，具体包括：

S31、遍历最新帧中所有航迹关联的前

，

其中，

S32、计算第

；

S33、基于第

，

其中，

。

本实施例中，分配系数

表4 航迹关联质量分数表

S4、对关联点迹进行平滑拟合得到平滑轨迹，基于关联点迹与平滑轨迹之间的距离关系计算最新帧的航迹平滑质量分数，具体包括：

S41、遍历最新帧中所有航迹关联的前

，

；

S42、计算前

，

S43、计算第

S44、计算航迹平滑质量分数

，

其中，

本实施例中，

表5 航迹平滑质量分数表

S5、基于航迹丢点质量分数、航迹关联质量分数和航迹平滑质量分数计算最新帧的航迹综合质量分数，具体包括：

采用下式计算航迹综合质量分数

其中，

本实施例中，

表6 航迹综合质量分数表

S6、当更新新一帧数据时，重复S1~S5计算相应的航迹综合质量分数，并根据各帧的航迹综合质量分数对航迹进行真假判断和终止判断。

具体地，根据各帧的航迹综合质量分数对航迹进行真假判断和终止判断，包括：

将各帧的航迹综合质量分数输入至航迹链表

本实施例中，M取4，N取3，及格线取60分。由表6可知，1号航迹的航迹链表为

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。