[发明专利]一种基于加速度噪声参数的多雷达数据处理方法

权利要求书

1.一种基于加速度噪声参数的多雷达数据处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

采用基于加速度噪声的迭代EKF实现滤波跟踪，前置多雷达测量系统包括由两个毫米波雷达传感器、一个四线激光雷达传感器、运行ROS的车载工控机，用于实现通过计算加速度噪声参数来实时更新跟踪系统中的噪声协方差矩阵，使系统更准确地对车辆前方目标的跟踪，所述方法包括如下步骤：

步骤1：初始化雷达传感器，获取多个雷达传感器数据并判断各个雷达传感器输出是否正常，如果存在输出异常，则终止程序；将不同雷达传感器的检测结果进行合并，并将当前的目标与历史目标进行关联匹配；

步骤2：将各种干扰的效果等效到加速度的噪声干扰中，计算待跟踪目标的实时加速度噪声参数，通过加速度噪声参数，更新当前的过程噪声协方差矩阵Q_t；

步骤3：进行基于加速度噪声的迭代EKF，将由测量数据产生的第一次EKF结果重新作为一次虚拟的测量输入，进行第二次EKF滤波，得到跟踪目标的估计，并以ROS消息形式，发布当前的跟踪结果；

所述步骤2中，两个车体坐标轴方向，即车体中轴线方向上的加速度噪声参数n_x、n_y的计算方法为：

两个车体坐标轴方向，即车体中轴线垂线方向上的加速度噪声参数n_y的计算方法为：

其中N为周期长度，为N个周期中x方向加速度分量的一阶导数，为N个周期中y方向加速度分量的一阶导数，T＝{t,t-1,t-2,…t-N+1},E()为计算数列平均值的函数，t:表示当前时刻；

所述步骤2中，通过加速度噪声参数更新过程噪声协方差矩阵Q_t，计算公式如下：

其中dt、dt_2、dt_3以及dt_4分别表示传感器两帧之间的时间间隔及其2次、3次、4次方。

2.根据权利要求1所述的基于加速度噪声参数的多雷达数据处理方法，其特征在于：

所述的前置多雷达系统中两个毫米波雷达安装在车辆前部左右两侧，毫米波雷达与激光雷达的水平高度一致，每个雷达均有5度的偏航角，使两个雷达的测量区域存在交叉，四线激光雷达安装在车辆前部中央。

3.根据权利要求1所述的基于加速度噪声参数的多雷达数据处理方法，其特征在于：

通过不同安装方式的前置雷达对目标进行交叉观测，首先将同一目标的不同雷达的观测结果通过位置信息进行合并，得到当前帧中的目标序列；将历史帧中的目标序列按照估算的运动状态，计算其在当前时刻的理论位置，将当前的目标与历史数据中的目标通过最邻近原则进行关联，即经过运动补偿后的当前目标位置与历史目标集中最近的一个目标进行匹配关联。

4.根据权利要求1所述的基于加速度噪声参数的多雷达数据处理方法，其特征在于：

关联完成后将当前的目标信息添加到相应目标的跟踪序列中，之后应用基于加速度噪声的迭代EKF提高目标的跟踪精度；对于没有关联成功的当前帧中的目标视为第一次出现的目标，予以保留；对于当前帧中无对应观测结果的历史目标视为运动出了观测范围，不再进行跟踪。

5.根据权利要求1所述的基于加速度噪声参数的多雷达数据处理方法，其特征在于：

使用基于加速度噪声的迭代的EKF处理数据后得到目标状态的估计，包括目标的位置与速度信息，定义ROS中的消息格式：

Target＝{x,y,vx,vy}

分别表示直角坐标系坐标以及两个方向的速度分量，对于当前帧，将其中包括的所有目标的状态信息通过Target消息组的形式以10Hz的固定频率发布出来；其中x，y为目标的坐标位置，vx，vy为目标的在x、y方向上的速度。