雷達實測資料傳統多目標跟蹤Kalman濾波

2022-10-08 17:27:12 字數 1207 閱讀 1090

雷達實測資料卡爾曼濾波(kf)的調參,主要包括一下幾個內容:

1.過程雜訊矩陣q,觀測雜訊矩陣r;

2.初始圓形大波門尺寸γ,穩定跟蹤過程中的橢圓波門γ;

3.目標初始(超大)協方差p0;

此外,跟蹤效果還與凝聚演算法,濾波器演算法,資料關聯方法,航跡起始演算法,運動模型……密切相關;

凝聚演算法:這裡使用凝聚層次分析;

濾波器:傳統kf濾波器;

資料關聯:最近鄰關聯;

航跡起始演算法:n/m邏輯法(當然也可使用hough變換);

運動模型:勻速直線運動模型;

注意:精確的取樣時間t在這裡對於演算法的理解非常重要。

調參的難度主要在於,在交通場景車輛是擴充套件目標,因此點雲可能是來自於車身,車頭,車位,車側……任何其中的1個或多個部位的量測。為了避免高度複雜的資料關聯,因此必須執行凝聚演算法。

這裡,由於目標量測的部位不同,如果雷達的掃瞄頻率很高,凝聚之後的點目標可能是乙個高度機動的目標,因此cv模型不能很好地跟蹤,最好使用多模。

調參方法:

1.根據凝聚後的點目標簡單做乙個跟蹤,指導點量測跳變的最大範圍(也可根據目標自身的長寬高估計凝聚點誤差範圍);

2.根據跟蹤的目標外推目標的狀態序列,檢視目標的速度跳變範圍;

3.根據凝聚點誤差/速度跳變範圍,反推加速度,加速度是過程雜訊協方差矩陣q的係數的重要依據;

a.模擬粒子濾波器,過程雜訊應該保證在**步的橢圓波門能夠覆蓋下一幀的量測;(也應該用3σ原則判定凝聚點誤差是否會跳出帶隨機遊走q**步的橢圓範圍)

b.開啟q矩陣看看對角線元素大小是否合適;

c.過程雜訊q矩陣主要依賴於算機動目標加速度(速度變化率:a=δv/t,如果掃瞄頻率很高,那麼加速度a可能更大);

4.根據凝聚點跳變範圍(或目標車身的長寬高),使用±3σ原則設計觀測器協方差矩陣r;(這個不用做太大改變,如果想瘦臉效果好,反而可以把r適當改小)

5.初始協方差p0和初始圓形大波門γ協調更改,根據波門門限γ,新息v,新息協方差s,需要進行比較記為<=>,定義為:γ<=>v'*s*v;

6.初始協方差應該設定的盡量大,初始波門可以適當改小,用於包容更多的航跡起始,而跟蹤波門則交給橢圓波門,可以根據跟跟蹤波門大小γ/兩側空間維度nz的概率關係查表獲得(nz=2,通常可以將γ設定為:1,4,16)

7.核心還是要多跑程式,多終止,然後看目標狀態序列和量測序列,查它們之間的關係,用於修改q,r,p0,γ,γ

感謝  sumoier對本文的幫助!

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