FMCW防碰撞雷达多目标检测与跟踪系统及方法

摘要

本发明公开了一种FMCW防碰撞雷达多目标检测与跟踪方法及方法。该系统包括雷达阵列处理单元、目标检测和估计单元、后处理单元和调试单元。所述雷达阵列处理单元通过CAN总线将车辆前方的目标信息发送至目标检测和估计单元进行多目标快速检测和跟踪，并将跟踪结果及避障预警信息分别通过RS422串口发送至后处理单元和调试单元；后处理单元将接收到的目标跟踪结果和避障预警信息进行显示，并以语音进行提醒；调试单元在系统调试过程中对中间数据及跟踪效果进行显示和评估，并控制目标检测和估计单元进行启动和关闭。本发明将雷达数据的处理问题转换为图像处理问题，针对汽车及有轨电车等交通系统对高可靠性的防碰撞雷达多目标检测的应用需求提供了一种有效的手段。

主权项

一种FMCW防碰撞雷达多目标检测与跟踪方法，其特征在于，包括雷达阵列处理单元、目标检测和估计单元、后处理单元和调试单元；所述雷达阵列处理单元与目标检测和估计单元通过CAN总线接口连接，目标检测和估计单元与后处理单元通过RS422接口连接，调试单元通过RS422接口与目标检测和估计单元双向连接，步骤如下：步骤1，连接雷达阵列处理单元、目标检测和估计单元、后处理单元和调试单元，上电并确定各分系统通讯正常；步骤2，所述雷达阵列处理单元与目标检测和估计单元通过CAN总线接口连接，目标检测和估计单元通过CAN总线接口接收FMCW雷达原始测量信息，以目标方位角为横坐标、目标距离d为纵坐标，以目标回波强度e归一化至[0,255]为灰度值，对雷达原始测量信息进行成像，即可将雷达原始测量信息转换为原始图像信息；步骤3，首先对原始图像信息的原始数据进行信号滤波处理，采用基于多次中值抽取的图像双边滤波方法对原始图像进行滤波处理；步骤4，设定灰度图像的强度在彩色空间的不同位置，把灰度图的各个不同灰度按照线性映射函数变换成不同的彩色，将灰度图像转化为伪彩色图像；步骤5，采用直方图均衡化算法对图像中的目标进行增强；步骤6，进行背景提取，扣除由雷达积累的噪声产生的有目标回波的位置，对扣除后的像素点的幅度求和，再除以参加统计的像素个数，然后将当前的噪声背景通过滤波算法估计当前的背景实测值，然后进行减除处理；步骤7，采用联合概率加权凝聚算法对区域多散射点进行凝聚；步骤8，采用Meanshift算法对分割出来的点迹进行跟踪，对目标进行质心估计即估计已跟踪目标中心点的位置信息，提取出点迹的坐标特性，然后对目标进行起始航迹计算、航迹滤波和航迹估计，并上报目标航迹监测信息；步骤9，实施过程中，目标检测和估计单元将需要跟踪的目标运动信息通过RS422串口发送给后处理单元用于直观显示和报警提醒；目标检测和估计单元将目标运动信息通过RS422串口发送给调试单元，调试单元显示多目标的跟踪结果、预警信息、雷达原始数据信息、原始图像信息，并给目标检测和估计单元发送启动和关闭指令。