论文部分内容阅读
随着汽车保有量的不断增长,汽车行驶事故给人们的生命和财产安全带来很大的损失,车载毫米波雷达能够提升汽车行驶过程的安全性,而将车载雷达检测到的目标信息、摄像机图像信息高效地向开发人员以及用户展示显得尤为重要,因此,实现车载雷达的可视化系统有着重要的理论价值和现实意义。车载雷达可视化系统的关键是对目标准确跟踪,这成为近些年国内外研究的热点。本课题依托科研项目,针对车载雷达可视化系统中的目标跟踪、摄像机图像标定的模型、方法及算法,并对数据存储、目标显示开展如下工作:1)分析了车载毫米波雷达系统原理和检测目标原理,研究了车载雷达可视化系统的需求和开发环境,给出系统的模块划分以及系统信息处理流程,分析并实现基于串口或以太网TCP协议的数据传输方式,分析了.NET中三种常见的线程安全方式的特点,阐述了基于多媒体定时器、通过Aforge和SteamWriter实现数据保存的方法。2)开展了对观测模型和系统模型进行研究。针对跟踪滤波中的卡尔曼滤波、拓展卡尔曼滤波(EKF)和无迹卡尔曼滤波(UKF)做了详细分析,并根据线性系统和非线性系统做了仿真分析。对航迹起始中的逻辑法和修正的逻辑法进行研究和仿真分析。对数据关联中的最近邻域算法、概率数据互联算法(PDA)、联合概率数据互联算法(JPDA)、经验JPDA和深度优先搜索法做了分析,并根据单目标和多目标做了仿真分析,选取了本课题的算法。3)分析了摄像机图像标定模型,通过车载雷达坐标系、世界坐标系、摄像机坐标系和图像像素坐标系建立目标到摄像机图像的转换关系,并导出摄像机内参数的表达式,根据张正友相机标定法求解出摄像机内参数。针对可视化系统目标显示刷新速率和摄像机图像采集速率不一致的情况,分析了两者基于时间戳和线程同步的方式进行时间对准的方式。4)在上述研究的基础上,本文完成了包含数据传输、航迹起始、目标跟踪、目标显示与刷新、数据回放的车载雷达可视化系统。本系统使用Microsoft Visual Studio在.NET平台上开发,根据实测数据,给出实验结果。实验表明,该系统可以实现各项功能,满足设计需求。