4D毫米波雷达算法设计2--传统算法详细设计

一、算法流程

沿用3D毫米波雷达的处理流程，4D雷达类似，如下图：

其中核心区别在于目标聚类开始的一系列处理，后面将重点描述。

二、4D毫米波雷达预处理

预处理主要包括标定、坐标转换和动静分离。

标定使用水平仪、角反，采集数据分析，得到水平和俯仰偏角。

坐标转换使用转换矩阵即可。

动静分离主要根据径向速度在车辆前进方向的投影进行判断。

三、4D毫米波雷达主处理

1.目标聚类

DBSCAN是经典的目标聚类算法，算法本身并不复杂，可参考这些文章

详解DBSCAN聚类_deephub的博客-CSDN博客_dbscan聚类。

基于KD树改进的DBSCAN聚类算法

对于4D雷达，更重要的是聚类之后的处理。

聚类后，可以得到基本信息，比如目标长度、宽度、高度、体积、投影面积、RCS以及各种统计分布。根据这些信息，可以对目标进行分类，得到目标的分类结果。

另外，可以估计目标的速度和朝向。

目标朝向角为α，目标点云在速度方向的投影即是点云的径向速度Vr，则有：

V(i)*cos(θ(i)-α) = Vr(i)

V(i) = Vr(i) / cos(θ(i)-α)

由于车辆是刚体，车身每个点速度相等，则有V(1) = V(2) = … = V(n)

V(i) = V(j) = V

Vr(i) / cos(θ(i)-α) = Vr(j) / cos(θ(j)-α)

可以计算得到点云的朝向角α，进而得到目标的真实速度和横纵向速度。

由于雷达对速度的测量可能存在模糊或出现错误，因此任意两个点的结果有较高错误概率，但多个点拟合得到的结果有较高的可行度，可以准确估计目标朝向和横纵向速度。

上文已经推导Vr(i) = V* cos(θ(i)-α) = V*(cos(θ(i))cos(α) + sin(θ(i))sin(α))

两边同时除以V*Vr(i)* cos(α)，则有

cos(θ(i))/Vr(i) = 1 / V cos(α) - tan(α) * sin(θ(i))* /Vr(i)

令y(i) = cos(θ(i))/Vr(i), x(i) = sin(θ(i))* /Vr(i)，b = 1 / V cos(α), k = - tan(α)则有

y(i) = k * x(i) + b

根据最小二乘拟合公式，可以得到V和α的估计值。

对于行人，由于不是刚体运动，并不适用上述方法。

2.扩展目标跟踪

4D雷达点云数量较多，不再适用点目标跟踪，需要引入扩展目标跟踪。

上图左侧是点目标关联，蓝色五角星是参考点，一般为目标中心，通过关联红色的点云进行目标更新。

右侧是扩展目标关联，蓝色方框是目标轮廓，蓝色五角星是参考角点，图中是4个，大目标可以是8个甚至16个。

关联时不再关联所有点云，而是关联聚类后的几何轮廓，使用IOU进行关联，也即计算轮廓的交叠面积。

更新目标时，先使用每个角点的坐标做滤波处理，再更新最终的目标。

4D毫米波雷达算法设计2--传统算法详细设计相关推荐

万字长文讲清楚4D毫米波雷达
交流群 | 进"传感器群/滑板底盘群"请加微信号:xsh041388 交流群 | 进"汽车基础软件群"请加微信号:Faye_chloe 备注信息:群名称 + 真 ...
4D毫米波雷达开启感知新大陆，这家企业给出这样的答案
当前,自动驾驶行业的内卷已是不争的事实.无论是以叠加传感器为手段的"堆料",还是以测试里程论性能高低的"堆数据",最终都指向了同一个问题:感知瓶颈.随着自动驾驶 ...
4D毫米波雷达算法设计1--必要性与可行性
一.4D毫米波雷达的必要性和先进性使用4D毫米波雷达替代3D毫米波雷达,主要用于解决3D毫米波雷达的性能瓶颈,得到更优的感知结果,从而提升ADAS系统的精准度和舒适度.一般来说,3D毫米波雷达主要有 ...
自动驾驶感知——物体检测与跟踪算法|4D毫米波雷达
文章目录 1. 物体检测与跟踪算法 1.1 DBSCAN 1.2 卡尔曼滤波 2. 毫米波雷达公开数据库的未来发展方向 3. 4D毫米波雷达特点及发展趋势 3.1 4D毫米波雷达特点 3.1.1 FM ...
4D毫米波雷达Radar
4D毫米波雷达Radar 概述全球前四大的毫米波雷达供应商被称为"ABCD",即 Autoliv(美安).Bosch(博世).Continental(大陆)和 Delphi(德尔 ...
让“纯视觉派”特斯拉都反悔，4D毫米波雷达究竟有何魔力？
作者 | 车东西内参编辑 | 车东西点击下方卡片,关注"自动驾驶之心"公众号 ADAS巨卷干货,即可获取点击进入→自动驾驶之心[多传感器融合]技术交流群车载雷达迎来4D成 ...
4D毫米波雷达加速向上，搭载福瑞泰克解决方案量产车型预计年底上市
进入2022年,智能驾驶赛道继续保持火热.加速.升级依然是智能化赛道上的两大关键词. 我们也看到,在过去的2021年,除特斯拉.蔚来.小鹏等新势力之外,北汽极狐.吉利极氪.上汽智己.长城摩卡等都已推出 ...
4D毫米波雷达硬件系统架构
1 毫米波雷达与自动驾驶系统 4D毫米波雷达与车载自动驾驶系统的关系紧密,聊4D毫米波雷达,肯定抛不开自动驾驶系统.自动驾驶系统分为感知层(sense).决策层(think)和执行层(act). 感知 ...
4D毫米波雷达：成像距离超百米，成本仅为LiDAR十分之一
作者 | 机器之心编辑 | 汽车人原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/wuJeR-AUQwz1gqsGLyLtpw 点击下方卡片,关注"自动驾驶之心&quo ...

4D毫米波雷达算法设计2--传统算法详细设计

4D毫米波雷达算法设计2--传统算法详细设计相关推荐

最新文章

热门文章