多雷达轨迹接力方法、装置、存储介质和设备与流程

1.本发明涉及雷达信号处理技术领域，尤其涉及一种多雷达轨迹接力方法、装置、存储介质和设备。


背景技术：

2.雷达：指交通雷达微波检测器，安装在路口的某一进口，用于每固定周期检测路口中间和对向进口的车辆实时位置信息。交通雷达用于检测目标区域的车辆实时位置。安装在路口某一进口的雷达设备的有效检测范围通常是扇形区域，包含路口中间的部分区域和对向的进口区域。对于十字路口而言，需要在四个进口方向安装四部雷达，从而形成能够覆盖路口中间和四个进口的完整检测区域。同一辆车在单次通过该路口的过程中，可以通过相同的检测目标id将不同时刻的多个连续位置数据串连得到该车的轨迹片断。由于单一雷达的检测范围有限，同一辆车通过路口的完整轨迹需要使用多部雷达输出的多条轨迹片断相衔接，对多部雷达共同检测区域的轨迹重合部分进行比对匹配，从而衔接形成该车经过该路口的完整轨迹。
3.对于多雷达轨迹接力，现有技术中往往是以一个雷达的坐标系作为标准坐标系，借助参考点在其他雷达坐标系下坐标与参考点在目标坐标系下坐标的转换关系，将其他雷达采集到的位置数据的坐标转换到目标坐标系下。由于现有技术中的多雷达数据接力方法都是基于一个固定的微波雷达作为标准进行转换，转换结果不具有统一性，因此在多微波雷达进行数据接力时会存在误差。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供一种多雷达轨迹接力方法、装置、存储介质和设备，能解决现有技术中多雷达轨迹接力时存在误差的技术问题。
5.第一方面，本发明实施例提供一种多雷达轨迹接力方法，包括：
6.获取多个雷达的经纬度坐标及方向角以及各雷达的接力参数，所述接力参数至少包括各雷达的接力线；
7.根据各雷达的融合线获得相邻两个雷达的接力区域，所述接力区域是指相邻两个雷达的目标输出轨迹的重叠区域；
8.获取第一雷达中的目标的经纬度坐标，所述第一雷达中的目标的经纬度坐标由第一雷达将雷达坐标系下的位置坐标转换后获得，根据所述第一雷达中的目标的经纬度坐标进行判断，当第一雷达中的目标进入所述接力区域时，遍历位于所述接力区域且与所述第一雷达相邻的雷达中的目标；
9.根据所述第一雷达和与其相邻的雷达的接力参数对位于接力区域的目标进行匹配，获得匹配结果；
10.根据匹配结果，将沿目标运行方向的雷达中的目标的属性信息输出。
11.进一步的，所述接力参数还包括各雷达的停止线距离、测距上限、测距下限、各雷
达所处道路对应的车道数、车道长度、隔离带位置、各车道宽度、坐标偏移值。
12.进一步的，根据所述第一雷达和与其相邻的雷达的接力参数对位于接力区域的目标进行匹配包括：
13.获取与第一雷达相邻的雷达中目标的经纬度坐标，对两个目标的经纬度进行计算获得两个目标的空间距离匹配信息；
14.计算两个目标在各自雷达中的车道号信息，获得车道匹配信息；
15.计算两个目标在行驶方向上的角度差异，获得速度方向匹配信息；
16.计算两个目标在各自雷达中的车型信息，获得车型匹配信息；
17.对所述空间匹配信息、车道匹配信息、速度方向匹配信息及车型匹配结果进行加权，获得匹配结果。
18.进一步的，根据以下公式获得两个目标的空间匹配信息：
19.cost
space
＝min(res
lon
*(lon
1-lon2)2 res
lat
*(lat
1-lat2)2，cost
space_min
)
20.其中，lon1、lon2表示两个目标的经度坐标，lat1、lat2表示两个目标的纬度坐标，res
lon
表示把经度坐标转换成米的分辨率，res
lat
表示把纬度坐标转换成米的分辨率，cost
space_min
表示用于避免极限收敛而设置的空间截断值。
21.进一步的，当两个目标在各自雷达中的车道号信息相同时，车道匹配信息为1，当两个目标在各自雷达中的车道号信息不相同时，车道匹配信息为0；当两个目标再各自雷达中的车型信息相同时，车型匹配信息为1，当两个目标在各自雷达中的车道号信息不相同时，车型匹配信息为0。
22.进一步的，根据以下公式计算速度方向匹配信息：
23.cost
speed
＝min((vel
1-vel2)2，cost
speed_min
)
24.其中，vel1、vel2表示两个目标的行驶速度，cost
speed_min
表示用于避免极限收敛而设置的速度截断值。
25.进一步的，所述方法还包括：将不处于所述接力区域，以及位于所述接力区域但是未匹配成功的雷达中的目标的属性信息直接输出。
26.第二方面，本发明实施例提供一种多雷达轨迹接力装置，包括：
27.获取模块，用于获取多个雷达的经纬度坐标及方向角以及各雷达的接力参数，所述接力参数至少包括各雷达的接力线；
28.接力区域获得模块，用于根据各雷达的融合线获得相邻两个雷达的接力区域，所述接力区域是指相邻两个雷达的目标输出轨迹的重叠区域；
29.遍历模块，用于获取第一雷达中的目标的经纬度坐标，所述第一雷达中的目标的经纬度坐标由第一雷达将雷达坐标系下的位置坐标转换后获得，根据所述第一雷达中的目标的经纬度坐标进行判断，当第一雷达中的目标进入所述接力区域时，遍历位于所述接力区域且与所述第一雷达相邻的雷达中的目标；
30.匹配模块，用于根据所述第一雷达和与其相邻的雷达的接力参数对位于接力区域的目标进行匹配，获得匹配结果；
31.输出模块，用于根据匹配结果，将沿目标运行方向的雷达中的目标的属性信息输出。
32.第三方面，本发明实施例提供一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，
其中，所述计算机程序被设置为运行时执行所述第一方面中任一项所述的方法。
33.第四方面，本发明实施例提供一种设备，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行所述第一方面中任一项所述的方法。
34.本发明提供的技术方案，通过接力轨迹中的雷达目标全部使用经纬度坐标而非传统的直角坐标系坐标，根据雷达输出的点目标的经纬度绘图，可以第一时间验证雷达标定的正确性(雷达标定错误会导致车辆不在车道内行走) 会减少目标与真实位置的误差从而提升接力效。
附图说明
35.图1是本发明实施例提供的多雷达轨迹接力方法的流程图；
36.图2是本实施例提供的多雷达轨迹接力方法中多雷达的部署示意图；
37.图3是本发明实施例提供的多雷达轨迹接力中上位机的软件中雷达标定的界面示意图；
38.图4本发明实施例提供的多雷达轨迹接力方法中接力区域的示意图；
39.图5为本发明实施例提供的多雷达轨迹接力方法中上位机的软件中接力区域设置示意图；
40.图6是本发明实施例提供的多雷达轨迹接力方法中进行目标匹配的流程示意图；
41.图7是本发明实施例提供的多雷达轨迹接力装置的结构示意图。
具体实施方式
42.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
43.参见图1，图1是本发明实施例提供的多雷达轨迹接力方法的流程图，所述方法包括以下步骤：
44.步骤11、获取多个雷达的经纬度坐标及方向角以及各雷达的接力参数，所述接力参数至少包括各雷达的融合线。
45.在本实施例中，以交通道路中的十字路口为例，如图2所示，图2是本实施例提供的多雷达轨迹接力方法中多雷达的部署示意图，可以在四个进口方向安装四部雷达，每部雷达的检测区域两两之间存在重叠，从而形成能够覆盖路口中间和四个进口的完整检测区域。
46.在本实施例中，执行主体可以是上位机，上位机的可执行文件采用qt c 编写的界面化软件，生成为exe，可同时连接多台雷达，多部雷达采集的目标的属性信息可以通过有线或者无线的方式上传到上位机，上位机对接收到的雷达中各目标的属性信息进行分析，判断各目标是否符合接力条件，最后根据分析结果输出各目标的轨迹接力结果。
47.在本步骤中，首先由用户多部雷达进行标定，根据需要对场景中的多部雷达进行位置标定，确定各在大地坐标系中的经纬度坐标和姿态，然后设置各雷达的接力参数。
48.在实际应用过程中，首先开启上位机启动软件，再将软件与多台雷达连接，由用户在软件的界面上对多雷达的位置信息和接力参数进行设置，之后上位机接收由用户设置的各雷达的位置信息和接力参数。
49.如图3所示，图3是本发明实施例提供的多雷达轨迹接力中上位机的软件中雷达标定的界面示意图，对雷达进行标定的参数可包括各雷达的：经度坐标、纬度坐标、方位角、停止线距离、测距上线、车道数、车道长度、隔离带车道位置、各车道宽度、坐标偏移值、融合线、最大融合距离等。
50.步骤12、根据各雷达的融合线获得相邻两个雷达的接力区域，所述接力区域是指相邻两个雷达的目标输出轨迹的重叠区域。
51.当用户对各雷达完成标定后，上位机获取多个雷达的经纬度坐标及方向角以及各雷达的接力参数，之后根据根据各雷达的融合线获得相邻两个雷达的接力区域，所述接力区域是指相邻两个雷达的目标输出轨迹的重叠区域。
52.如图4所示，图4本发明实施例提供的多雷达轨迹接力方法中接力区域的示意图，假设车辆行驶的方向是由第一雷达1到第二雷达2，第一雷达1的融合线2和第二雷达2的融合线1沿着车辆行驶方向存在重叠，将第一雷达1 和第二雷达2的融合线存在重叠的区域定义为接力区域，也即第一雷达1和第二雷达2的输出轨迹的重叠区域定义为接力区域。如图4所示，接力区域的范围由各自雷达设置的融合线的位置决定。
53.如图5所示，图5为本发明实施例提供的多雷达轨迹接力方法中上位机的软件中接力区域设置示意图。根据第一雷达1和第二雷达2的融合线的经纬度坐标设置接力区域。
54.步骤13、获取第一雷达中的目标的经纬度坐标，所述第一雷达中的目标的经纬度坐标由第一雷达将雷达坐标系下的位置坐标转换后获得，根据所述第一雷达中的目标的经纬度坐标进行判断，当第一雷达中的目标进入所述接力区域时，遍历位于所述接力区域且与所述第一雷达相邻的雷达中的目标。
55.当车辆在道路上行驶时，设置在十字路口的多部雷达实时采集车辆行驶过程中的相关数据，比如车辆的速度、行驶方向、车辆型号、车身宽度等，在各雷达中将采集的雷达坐标系下的车辆的位置坐标转换为大地坐标系下的经纬度坐标，从而将各雷达中目标的坐标与雷达所述的坐标系统一，避免了不同雷达由于参照坐标系的不同导致的轨迹接力误差。
56.在本步骤中，第一雷达将采集雷达坐标系下的目标的位置信息转换为大地坐标系下的经纬度信息，之后第一雷达将目标的经纬度坐标发送给上位机，上位机根据第一雷达中目标的经纬度坐标与接力区域的经纬度坐标进行比较，判断第一雷达中的目标的经纬度坐标是否位于接力区域的经纬度坐标组成的区域之后，如果第一雷达中的目标的经纬度坐标是否位于接力区域的经纬度坐标组成的区域内，则判断第一雷达中的目标位于接力区域。之后进行接力目标搜索，遍历与第一雷达相邻的雷达中的目标是否位于接力区域。
57.第一方面，需要说明的是，与第一雷达相邻的雷达中的目标是否位于接力区域的判断方法与第一雷达中的目标是否位于接力区域的方法相同，此处不再赘述。
58.第二方面，还需要说明的是与第一雷达相邻的雷达的数目不进行限定，只要雷达的覆盖区域与第一雷达之间存在重叠即可。
59.步骤14、根据所述第一雷达和与其相邻的雷达的接力参数对位于接力区域的目标进行匹配，获得匹配结果。
60.在本步骤中，对于处于接力区域，且未进行匹配的第一雷达中的目标，让其与处于接力区域的相邻雷达的目标进行匹配，当满足匹配条件时，第一雷达中的该目标与第一雷达相邻的雷达中的目标构成接力关系。
61.如图6所示，图6是本发明实施例提供的多雷达轨迹接力方法中进行目标匹配的流程示意图，在一些实施例中，步骤14可通过以下步骤来实现：
62.步骤141、获取与第一雷达相邻的雷达中目标的经纬度坐标，对两个目标的经纬度坐标进行计算获得两个目标的空间距离匹配信息。
63.在本步骤中，获取相邻两个雷达中位于接力区域的目标的经纬度信息，如前文所述，各雷达中目标的经纬度坐标由各雷达将雷达坐标系下的坐标转换后获得，之后各雷达将目标的经纬度信息发送到上位机。
64.上位机获取到两个目标的经纬度坐标后，根据两个目标的经纬度坐标计算空间距离匹配信息。可选的，可通过以下公式获得两个目标的空间匹配距离信息：
65.cost
space
＝min(res
lon
*(lon
1-lon2)2 res
lat
*(lat
1-lat2)2，cost
space_min
)
66.其中，lon1、lon2表示两个目标的经度坐标，lat1、lat2表示两个目标的纬度坐标，res
lon
表示把经度坐标转换成米的分辨率，res
lat
表示把纬度坐标转换成米的分辨率，cost
space_min
表示用于避免极限收敛而设置的空间截断值。 cost
space_min
可以由用户根据经验来设定。
67.步骤142、计算两个目标在各自雷达中的车道号信息，获得车道匹配信息。
68.在本步骤中，通过两个目标在各自雷达中的车道号信息，来计算车道匹配信息，具体如下：
[0069][0070]
其中，cost
lanid
表示车道匹配结果，lanid1表示第一雷达中目标所处的车道号，lanid1表示第二雷达中目标所处的车道号。当两个目标在各自雷达中的车道号信息相同时，车道匹配信息为1，当两个目标在各自雷达中的车道号信息不相同时，车道匹配信息为0。
[0071]
步骤143、计算两个目标在行驶方向上的角度差异，获得速度方向匹配信息。
[0072]
在本步骤中，计算两个目标在行驶方向上的角度差异，如下：
[0073]
cost
speed
＝min((vel
1-vel2)2，cost
speed_min
)
[0074]
其中，vel1、vel2表示两个目标的行驶速度，cost
speed_min
表示用于避免极限收敛而设置的速度截断值。
[0075]
步骤144、计算两个目标在各自雷达中的车型信息，获得车型匹配信息。
[0076]
在本步骤中，通过两个目标在各自雷达中的车型信息，计算车型匹配信息，如下：
[0077][0078]
其中，cost
type
表示车型匹配结果，type1表示第一雷达中车辆的车型，type2表示第二雷达中车辆的车型。当两个目标在各自雷达中的车型信息相同时，车型匹配信息为1，当两个目标在各自雷达中的车道号信息不相同时，车型匹配信息为0。
[0079]
步骤145、对所述空间匹配信息、车道匹配信息、速度方向匹配信息及车型匹配信
息进行加权，获得匹配结果。
[0080]
在本步骤中，根据空间匹配信息、车道匹配信息、速度方向匹配信息及车型匹配结果加权求和，得到最终匹配结果，公式如下：
[0081]
cost
match
＝w
space
*cost
space
w
lanid
*cost
lanid
w
speed
*cost
speed
w
type
* cost
type
[0082]
其中，w
space
、w
lanid
、w
speed
、w
type
分别表示空间距离匹配信息、车道匹配信息、速度方向匹配信息、车型匹配信息的加权系数。
[0083]
步骤15、根据匹配结果，将沿目标运行方向的雷达中的目标的属性信息输出。
[0084]
在本步骤中，当两个目标匹配成功后，将沿着车辆行驶方向的雷达中的车辆的属性信息输出。其中，所述车辆的属性信息可包括车辆id、时间戳、经纬度、速度和航向角等。例如：如图4所示，假设车辆行驶方向为雷达1 到雷达2，则当雷达1中的某个目标与雷达2中的某个目标匹配成功后，将雷达2中该目标的属性信息输出。
[0085]
之后上位机的软件平台将雷达2中的该目标的大地坐标系转换为直角坐标系下予以显示，同时用不同边长的矩形代替不同类型的车辆绘制在软件界面上。
[0086]
大地坐标系转换为直角坐标系的方法可以采用现有技术中的任意一种坐标转换方法，此处不再赘述。
[0087]
在本发明另一些实施例中，在步骤15之后，所述方法还可包括：
[0088]
步骤16、将不在接力区域以及位于接力区域但没有匹配成功的目标的属性信息直接输出。
[0089]
在本步骤中，将其他不在接力区域的雷达1和雷达2的目标直接转入输出列表进行轨迹输出。对于处于接力区域但未成功接力的雷达1目标轨迹，直接转入输出列表进行轨迹输出。
[0090]
本发明提供的技术方案，通过接力轨迹中的雷达目标全部使用经纬度坐标而非传统的直角坐标系坐标，根据雷达输出的点目标的经纬度绘图，可以第一时间验证雷达标定的正确性(雷达标定错误会导致车辆不在车道内行走) 会减少目标与真实位置的误差从而提升接力效。
[0091]
如图7所示，图7是本发明实施例提供的多雷达轨迹接力装置的结构示意图，所述装置包括：
[0092]
获取模块21，用于获取多个雷达的经纬度坐标及方向角以及各雷达的接力参数，所述接力参数至少包括各雷达的接力线。
[0093]
接力区域获得模块22，用于根据各雷达的接力线获得相邻两个雷达的接力区域，所述接力区域是指相邻两个雷达的目标输出轨迹的重叠区域。
[0094]
遍历模块23，用于获取第一雷达中的目标的经纬度坐标，所述第一雷达中的目标的经纬度坐标由第一雷达将雷达坐标系下的位置坐标转换后获得，根据所述第一雷达中的目标的经纬度坐标进行判断，当第一雷达中的目标进入所述接力区域时，遍历位于所述接力区域且与所述第一雷达相邻的雷达中的目标。
[0095]
匹配模块24，用于根据所述第一雷达和与其相邻的雷达的接力参数对位于接力区域的目标进行匹配，获得匹配结果。
[0096]
输出模块25，用于根据匹配结果，将沿目标运行方向的雷达中的目标的属性信息输出。
[0097]
优选的，所述获取模块21获取到的接力参数还包括各雷达的停止线距离、测距上限、测距下限、各雷达所处道路对应的车道数、车道长度、隔离带位置、各车道宽度、坐标偏移值。
[0098]
优选的，匹配模块24可包括：
[0099]
获取单元241，用于获取与第一雷达相邻的雷达中目标的经纬度坐标，对两个目标的经纬度进行计算获得两个目标的空间距离匹配信息；
[0100]
车道匹配计算单元242，用于计算两个目标在各自雷达中的车道号信息，获得车道匹配信息；
[0101]
速度匹配计算单元243，用于计算两个目标在行驶方向上的角度差异，获得速度方向匹配信息；
[0102]
车型匹配单元244，用于计算两个目标在各自雷达中的车型信息，获得车型匹配信息；
[0103]
加权单元245，用于对所述空间匹配信息、车道匹配信息、速度方向匹配信息及车型匹配信息进行加权，获得匹配结果。
[0104]
优选的，车道匹配计算单元242根据以下公式获得两个目标的空间匹配信息：
[0105]
cost
space
＝min(res
lon
*(lon
1-lon2)2 res
lat
*(lat
1-lat2)2,cost
space_min
)
[0106]
其中，lon1、lon2表示两个目标的经度坐标，lat1、lat2表示两个目标的纬度坐标，res
lon
表示把经度坐标转换成米的分辨率，res
lat
表示把纬度坐标转换成米的分辨率，cost
space_min
表示用于避免极限收敛而设置的空间截断值。
[0107]
优选的，车道匹配计算单元242用于当两个目标在各自雷达中的车道号信息相同时，车道匹配信息为1，当两个目标在各自雷达中的车道号信息不相同时，车道匹配信息为0；车型匹配单元244用于当两个目标在各自雷达中的车型信息相同时，车型匹配信息为1，当两个目标在各自雷达中的车道号信息不相同时，车型匹配信息为0。
[0108]
优选的，速度匹配计算单元243根据以下公式计算速度方向匹配信息：
[0109]
cost
speed
＝min((vel
1-vel2)2,cost
speed_min
)
[0110]
其中，vel1、vel2表示两个目标的行驶速度，cost
speed_min
表示用于避免极限收敛而设置的速度截断值。
[0111]
优选的，输出模块25还用于将不处于所述接力区域，以及位于所述接力区域但是未匹配成功的雷达中的目标的属性信息直接输出。
[0112]
本发明提供的技术方案，通过接力轨迹中的雷达目标全部使用经纬度坐标而非传统的直角坐标系坐标，根据雷达输出的点目标的经纬度绘图，可以第一时间验证雷达标定的正确性(雷达标定错误会导致车辆不在车道内行走) 会减少目标与真实位置的误差从而提升接力效。
[0113]
需要说明的是，本发明实施例中的多雷达轨迹接力装置与上述实施例中的多雷达轨迹接力装置属于相同的发明构思，未在本装置中详述的技术细节可参见前面对方法的相关描述，在此不再赘述。
[0114]
此外，本发明实施例还提供一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行前面所述的方法。
[0115]
本发明实施例还提供一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有
计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行前面所述的方法。
[0116]
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件(例如处理器)完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的每个模块/单元可以采用硬件的形式实现，例如通过集成电路来实现其相应功能，也可以采用软件功能模块的形式实现，例如通过处理器执行存储于存储器中的程序/指令来实现其相应功能。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
[0117]
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。