【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光雷达，尤其涉及一种非视域场景的目标追踪系统、方法、装置和设备。
技术介绍
1、非视域技术指的是通过主动反射激光，探测视野范围之外的目标，也就是非视域场景的目标。随着微弱光信号捕获和信号处理技术的快速进步，可以通过借助中介墙探测非视域场景的信号，实现了非视域成像和非视域定位追踪。
2、在实现本专利技术的构思的过程中，专利技术人发现相关技术中针对多目标的非视域场景的目标追踪系统的系统分辨率受限，导致多目标的非视域场景的目标追踪的精度较低，且追踪多目标容易丢失或混淆，导致多目标的非视域场景的目标追踪的鲁棒性较差。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本专利技术提供了一种非视域场景的目标追踪系统、方法、装置和设备。
2、根据本专利技术的第一个方面，提供了一种非视域场景的目标追踪系统，包括：连续扫频激光器，用于发射三角波扫频激光；第一分束器，用于对三角波扫频激光进行分束，得到信号路激光和参考路激光；收发装置，包括振镜，用于通过调整振镜的角度，分别向位于中介墙的m个扫描点发射信号路激光，并接收非视域场景的回波，m为大于等于3的正整数；第二分束器，用于对参考路激光和回波进行干涉处理，得到干涉光信号，以及对干涉光信号分束，得到两束相同的干涉光；环形器，用于将信号路激光传输至收发装置和将回波传输至第二分束器；平衡探测器，用于对干涉光进行光电转换，得到多组m个扫描点对应的第一拍频信号和多组m个扫描点对应的第二拍频信号，其中，第一拍频信号表征三角波扫频上升沿对应的信
3、根据本专利技术的实施例，连续扫频激光器向模数转换器和振镜输出外触发信号，以实现模数转换器和振镜同步。
4、根据本专利技术的实施例，模数转换器接收外触发信号，并采集平衡探测器输出的模拟信号，振镜接收外触发信号，收发装置还包括准直器，非视域场景的回波是信号路激光发射到中介墙，散射到被遮挡物遮挡的目标，由目标散射至中介墙，并由中介墙散射返回得到，一组m个扫描点对应的第一拍频信号和一组m个扫描点对应的第二拍频信号构成一帧数据。
5、根据本专利技术的第二个方面，提供了一种非视域场景的目标追踪方法，应用于目标追踪系统中的信号处理装置，包括：响应于目标追踪请求，获取第k帧第m个扫描点对应的第一拍频信号、第k帧第m个扫描点对应的第二拍频信号、第k-1帧第i个目标的预设位置信息和第k-1帧第i个目标的预设速度信息，其中，第一拍频信号表征三角波扫频上升沿对应的信号，第二拍频信号表征三角波扫频下降沿对应的信号，i为大于等于1的正整数，m为大于等于3的正整数，k为大于1的正整数；对第一拍频信号和第二拍频信号进行傅里叶变换，得到第一拍频频谱和第二拍频频谱；基于预设的峰值高度、峰值间隔和峰值宽度，根据第一拍频频谱和第二拍频频谱，确定第k帧第i个目标的n个实测峰值位置信息，其中，n为大于等于1的正整数；根据第k-1帧第i个目标的预设位置信息和第k-1帧第i个目标的预设速度信息，确定第k帧第i个目标在第一拍频频谱和第二拍频频谱各自对应的预测峰值位置信息；根据第k帧第i个目标的n个实测峰值位置信息和第k帧第i个目标的预测峰值位置信息，确定第k帧第i个目标的目标峰值位置信息；根据第k帧第i个目标的目标峰值位置信息，确定第k帧第i个目标的第一位置信息和第一速度信息；对第k帧第i个目标的第一位置信息和第一速度信息进行滤波处理，得到第k帧第i个目标的目标位置信息和目标速度信息。
6、根据本专利技术的实施例，根据第k-1帧第i个目标的预设位置信息和第k-1帧第i个目标的预设速度信息，确定第k帧第i个目标在第一拍频信号和第二拍频信号各自对应的预测峰值位置信息，包括：根据第k-1帧第i个目标的预设位置信息和第k-1帧第i个目标的预设速度信息，确定第k帧第i个目标的预测位置信息和第k帧第i个目标的预测速度信息；根据第k帧第i个目标的预测位置信息和第k帧第i个目标的预测速度信息，确定第k帧第i个目标在第一拍频频谱和第二拍频频谱各自对应的预测峰值位置信息。
7、根据本专利技术的实施例，根据第k帧第i个目标的目标峰值位置信息，确定第k帧第i个目标的第一位置信息和第一速度信息，包括：根据第k帧第i个目标的目标峰值位置信息，确定第k帧第i个目标至第m个扫描点的距离信息和径向速度信息；基于最小二乘法，根据距离信息，确定第k帧第i个目标的第一位置信息；根据第k帧第i个目标的第一位置信息、距离信息和径向速度信息，确定第k帧第i个目标的第一速度信息。
8、根据本专利技术的实施例，对第k帧第i个目标的第一位置信息和第一速度信息进行滤波处理，得到第k帧第i个目标的目标位置信息和目标速度信息，包括：根据第k-1帧第i个目标的预设位置信息、第k-1帧第i个目标的预设速度信息和状态转移矩阵，确定第k帧第i个目标的第一预测位置信息和第k帧第i个目标的第一预测速度信息；根据第k-1帧第i个目标的初始协方差矩阵和状态转移矩阵，确定第k帧第i个目标的预测协方差矩阵；根据第k帧第i个目标的预测协方差矩阵和噪声协方差矩阵，确定卡尔曼增益；根据第k帧第i个目标的预测协方差矩阵和卡尔曼增益，确定第k帧第i个目标的初始协方差矩阵；根据第k帧第i个目标的第一预测位置信息、第k帧第i个目标的第一预测速度信息、卡尔曼增益、第k-1帧第i个目标的预设位置信息、第k-1帧第i个目标的预设速度信息，得到第k帧第i个目标的目标位置信息和目标速度信息。
9、根据本专利技术的实施例，根据第k帧第i个目标的n个实测峰值位置信息和第k帧第i个目标的预测峰值位置信息，确定第k帧第i个目标的目标峰值位置信息，包括：基于最近邻匹配法，从第k帧第i个目标的n个实测峰值位置信息中确定与第k帧第i个目标的预测峰值位置信息匹配的第k帧第i个目标的目标峰值位置信息。
10、本专利技术的第三方面提供了一种非视域场景的目标追踪装置，包括：获取模块、第一得到模块、第一确定模块、第二确定模块、第三确定模块、第四确定模块和第二得到模块。
11、获取模块，用于响应于目标追踪请求，获取第k帧第m个扫描点对应的第一拍频信号、第k帧第m个扫描点对应的第二拍频信号、第k-1帧第i个目标的预设位置信息和第k-1帧第i个目标的预设速度信息，其中，第一拍频信号表征三角波扫频上升沿对应的信号，第二拍频信号表征三角波扫频下降沿对应的信号，i为大于等于1的正整数，m为大于等于3的正整数，k为大于1的正整数。
12、第一得到模块，用于对第一拍频信号和第二拍频信号进行傅里叶变换，得到第一拍频频谱和第二拍频频谱。
13、第一确定模块，用于基于预设的峰值高度、峰值间隔和峰值宽度，根据第一拍频频谱和第二拍频频谱，确定第k帧第i个目标的n个实测峰值位置信息，其中，n为大于等于1的正整数。
14、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种非视域场景的目标追踪系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述连续扫频激光器向所述模数转换器和所述振镜输出外触发信号，以实现所述模数转换器和所述振镜同步，所述收发装置还包括准直器，所述非视域场景的回波是所述信号路激光发射到所述中介墙，散射到被遮挡物遮挡的所述目标，由所述目标散射至所述中介墙，并由所述中介墙散射返回得到，一组所述m个扫描点对应的第一拍频信号和一组所述m个扫描点对应的第二拍频信号构成一帧数据。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述模数转换器接收所述外触发信号，并采集所述平衡探测器输出的模拟信号，所述振镜接收所述外触发信号。
4.一种非视域场景的目标追踪方法，其特征在于，应用于权利要求1所述目标追踪系统中的信号处理装置，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第k-1帧第i个所述目标的预设位置信息和所述第k-1帧第i个所述目标的预设速度信息，确定第k帧第i个所述目标在所述第一拍频频谱和所述第二拍频频谱各自对应的预测峰值位置信息，包括：
6.根
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对所述第k帧第i个所述目标的第一位置信息和第一速度信息进行滤波处理，得到所述第k帧第i个所述目标的目标位置信息和目标速度信息，包括：
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述第k帧第i个所述目标的N个实测峰值位置信息和所述第k帧第i个所述目标的预测峰值位置信息，确定所述第k帧第i个所述目标的目标峰值位置信息，包括：
9.一种非视域场景的目标追踪装置，其特征在于，所述装置包括：
10.一种电子设备，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种非视域场景的目标追踪系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述连续扫频激光器向所述模数转换器和所述振镜输出外触发信号，以实现所述模数转换器和所述振镜同步，所述收发装置还包括准直器，所述非视域场景的回波是所述信号路激光发射到所述中介墙，散射到被遮挡物遮挡的所述目标，由所述目标散射至所述中介墙，并由所述中介墙散射返回得到，一组所述m个扫描点对应的第一拍频信号和一组所述m个扫描点对应的第二拍频信号构成一帧数据。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述模数转换器接收所述外触发信号，并采集所述平衡探测器输出的模拟信号，所述振镜接收所述外触发信号。
4.一种非视域场景的目标追踪方法，其特征在于，应用于权利要求1所述目标追踪系统中的信号处理装置，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第k-1帧第i个所述目标的预设位置信...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐飞虎，叶瑞麟，黄鑫，黎正平，潘建伟，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：
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