基于传感器轨迹id在phd滤波器中合并强度的制作方法_2

文档序号:9565454阅读:来源:国知局
多个物体。跟踪系统102实施循环,该循环基于从传感器202-206新获得的测量值在每个循环期间计算多个强度并更新强度。循环实时运行以跟踪由传感器202-206测量的多个物体。如上所讨论的,该循环实施概率假设密度(PHD)滤波器以更新强度。PHD滤波器循环试图对每个被跟踪的物体保持单个强度。在针对飞行器104的跟踪系统102的情况下,PHD滤波器循环试图对每个入侵飞行器106、108和/或传感器202-206视野中的其他飞行物体保持单个强度。在给定循环期间,把一个或多个强度保持为与在该时间正被跟踪的物体数量相对应。通过循环的每次迭代更新每个强度,该强度被保持到下一时间步长,除非特定强度被删除(不再跟踪)。
[0020]跟踪方法300对来自传感器202-206的测量值进行操作(方框302)。一些或所有测量值具有与其一起提供的、来自相应传感器202-206的轨迹ID。因此,一个或多个测量值以及一个或多个相关联的轨迹ID由传感器202-206提供。
[0021]跟踪方法300利用由传感器202-206提供的轨迹ID来确定是否将两个或更多个强度合并在一起。跟踪方法300利用以下事实来确定哪些强度合并在一起:由传感器202-206提供的轨迹ID表明与先前测量值的潜在相关性。为了做到这一点,跟踪方法300将一个或多个轨迹ID与强度相关联。在一些示例中,每个强度具有至少一个与其关联的轨迹ID。在其他实施例中,一些强度没有任何与其关联的轨迹ID。在任何情况中,确实具有与其关联的轨迹ID的强度可通过本文所述方法300进行。不具有与其关联的轨迹ID的任何强度可被分析以用于以任何合适的方式合并,合适的方式包括本领域技术人员已知的方式。分析这种不具有与其关联的轨迹ID的强度的行动在图3中未示出。
[0022]如上所述的,方法300的每个循环更新每个到下一个时间步长不被删除的强度。对应于时间步长的时间长度可以以任何合适的方式确定,例如基于由传感器202-206中的一个或多个提供的测量值的频率。每个循环对从该循环的先前迭代输出的一个或多个强度(方框304)进行操作。在跟踪系统102提供物体轨迹给SAA系统的示例中,一个或多个强度输出至SAA系统作为针对那个时间步长的轨迹。在由方法300进行的更新期间,所述一个或多个强度(方框304)中的每一个前进通过多中间阶段。在给定时间步长内已完成更新并被输出(如输出至SAA系统)的强度在此称为“轨迹强度”。因此,输入至方法300的循环中的所述一个或多个强度在此也称为一个或多个“轨迹”强度。
[0023]忽略任何不具有与其关联的轨迹ID(如上所讨论的)的轨迹强度,输入至循环中的一个或多个轨迹强度中的每一个具有与其关联的相应的一个或多个轨迹ID。这些轨迹ID中的每一个对应于来自传感器202-206的一个或多个测量值,该测量值已经被用于更新(在先前时间步长中)与相应轨迹ID相关联的轨迹强度。因此,一个或多个轨迹强度的每一个轨迹强度具有与其相关联的相应的一个或多个轨迹ID ;其中相应的一个或多个轨迹ID对应于被用于更新该轨迹强度的一个或多个测量值。相应的一个或多个轨迹ID可对应于在任何过去时间步长中被用于更新轨迹强度的测量值。下面提供关于将一个或多个轨迹ID与轨迹强度关联的过程的更多细节。
[0024]为了更新所述一个或多个强度,针对一个或多个强度中的每一个计算预测强度(方框306)。这些一个或多个预测强度可以按照任何合适方式计算,包括按照本领域技术人员已知的方式。此外,可创建一个或多个新强度(方框308)。该新强度可以按照任何合适方式被创建,包括按照本领域技术人员已知的方式。
[0025]—旦生成一个或多个预测强度和任何新强度,测量值-轨迹关联就可基于来自传感器202-206的一个或多个测量值计算(方框310)。计算测量值-轨迹关联通过利用一个测量值更新预测强度或新强度而导致生成测量值-轨迹强度,使得产生的测量值-轨迹强度是被调整为合并测量值的预测/新强度。生成任何测量值-轨迹强度的过程可以按照任何合适方式执行,包括按照本领域技术人员已知的方式。
[0026]—个或多个预测强度、任何新强度以及任何测量值-轨迹强度然后通过修剪(方框312)被进一步处理。修剪包括分析所述一个或多个预测强度、任何新强度和任何测量值-轨迹强度以确定是否删除任何强度。此外,修剪试图删除未跟踪实际物体的强度。可使用任何合适方式的修剪,包括本领域技术人员已知的方式。
[0027]分析在修剪之后仍然存在(即未被删除)的任何预测强度、新强度和测量值-轨迹强度以确定是否将两个或更多个强度合并在一起(方框314)。为确定是否合并任何强度,比较与相应强度关联的轨迹ID。然后基于他们的相应轨迹ID是否匹配来选择性地合并强度。
[0028]如上所述,由方法300处理的预测强度、新强度和测量值-轨迹强度中的每一个具有一个或多个与其关联的轨迹ID。与预测强度关联的一个或多个轨迹ID与如下一个或多个轨迹ID相同:该一个或多个轨迹ID与根据其创建预测强度的轨迹强度相关联。对于新强度,与其关联的一个或多个轨迹ID可以是来自用于创建新强度的任何测量值的一个或多个轨迹ID。例如,新强度可基于一个或多个测量值(方框302)中的不被用于测量值-轨迹关联的测量值被创建。这样的测量值可被确定为对应于可能的新物体并且,因此,可被用于基于其创建新强度。因此,针对新强度的轨迹ID可对应于用于创建强度的测量值。对于测量值-轨迹强度,与其关联的一个或多个轨迹ID可以是来自用于创建测量值-轨迹强度的任何测量值的一个或多个轨迹ID。例如,测量值-轨迹强度可基于测量值对应于预测/新强度的确定而被创建。然后,测量值-轨迹强度可基于测量值-预测/新强度对而被创建。这样的测量值-轨迹强度可具有来自如下测量值的轨迹ID:该测量值用于创建与其关联的测量值-轨迹强度。在示例中,来自用于创建测量值-轨迹强度的预测/新强度的一个或多个轨迹ID不与测量值-轨迹强度关联。在替代示例中,来自用于创建测量值-轨迹强度的预测/新强度的一个或多个轨迹ID与测量值-轨迹强度连同来自用于创建测量值-轨迹强度的测量值的轨迹ID相关联。
[0029]在任何情况中,由方法300处理的预测强度、新强度和测量值-轨迹强度中的每一个具有与其关联的一个或多个轨迹ID,并且这些轨迹ID用于确定是否合并轨迹ID中的两个或更多个。在示例中,为确定是否合并轨迹ID的两个或更多个,比较预测强度、新强度以及测量值-轨迹强度之中的轨迹ID以识别任何的匹配轨迹ID。也就是说,来自预测/新/测量值-轨迹强度中每一个的一个或多个轨迹ID与来自每个其他预测/新/测量值-轨迹强度的一个或多个轨迹ID比较。如果针对任何强度对发生匹配,则进一步考虑合并该强度对。例如,如果第一强度包括具有一个或多个轨迹ID的第一集合并且第二强度包括具有一个或多个轨迹ID的第二集合,则通过比较轨迹ID的第一集合与轨迹ID的第二集合可以针对合并来分析第一强度-第二强度对。如果轨迹ID的第一集合中任何轨迹ID与轨迹ID的第二集合中轨迹ID匹配,则可进一步针对合并分析第一强度-第二强度对。当轨迹ID与另一轨迹ID相同时,发生匹配。
[0030]除使用针对强度对的关联轨迹ID之间的比较来确定是否合并强度对之外,也使用统计距离测试。统计距离测试包括计算强度和测量值之间的统计距离。可使用任何合适距离测试,例如Malhanobis距离测试。具体来说,可针对强度对计算统计距离并且然后可基于统计距离是否在阈值之下选择性地合并强度对。可以以任何合适的方式选择阈值。[0031 ] 在示例中,针对每个强度对计算统计距离。也就是说,计算每个强度和未被修剪的每个其他强度之间的统计距离(方框312)。如果任何强度对具有至少一个匹配轨迹ID并且具有低于阈值的统计距离,则该强度对聚集在一起。在示例中,被聚集在一起的任何强度在针对合并分析全部强度对之后被合并。如果没有匹配的轨迹ID或统计距离在阈值之上,则基于该分析,该强度对不被聚集在一起。在这个示例中,针对未被修剪的强度中每一强度对重复轨迹ID比较和统计距离测试。
[0032]合并的目标是组合对应于相同被跟踪物体的任何强度,使得针对每个物体只有一个强度存在。因此,超过两个强度可合并成单个强度。因此,在示例中,在合并之前,被识别为将要合并的强度聚集在一起。聚集是两个或更多将要合并但尚未合并的强度之间的关联。可在合并之前聚集强度以允许在任何强度对合并之前分析全部可能的强度对。在这种示例中,轨迹ID比较和统计测试的结果是:在分析全部强度对之后对应的强度对被聚集在一起并且与该集群中任何其他强度合并在一起。
[0033]由于超过两个强度可以被聚集在一起,因此以下情况是可能的:基于轨迹ID比较和统计测试未被聚集的强度对中的强度以后仍可被放置在相同集群中。例如,如果上面讨论的第二强度已经在具有第三强度的集群中,并且上面讨论的第一强度与第二强度针对合并进行比较,但第一强度-第二强度对不符合合并的标准,基于此分析第一强度将不与第二强度聚集。然而,如果第一强度-第三强度对符合合并的标准,则第一强度将被放置在也包括第二强度的具有第三强度的集群中。因此,第一强度将与第二强度聚集,即使第一强度-第二强度对不符合合并标准。以这种方式,超过两个强度可聚集在一起用于合并。
[0034]在另一示例中,代替针对每个可能强度对计算统计距离,基于针对强度对是否存在任何匹配轨迹ID选择性地计算统计距离测试。例如,对于上面讨论的包括第一强度和第二强度的强度对,如
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