基于雷达数据融合的室内多目标追踪系统设计与实现

来源 :西安电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kerrytony
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来随着物联网技术的发展,室内定位技术在智慧安防、智能家居等领域的应用也越来越广泛。然而目前主流的室内定位技术都存在一定不足,比如摄像头监控有可能侵犯人们的隐私,RFID技术需要携带特定标签,UWB技术成本过于高昂等,这些不足对室内定位技术的应用推广产生了一定的限制。本文在分析现有室内定位技术所存在的不足的基础上,将FMCW毫米波雷达引入到室内定位中,通过对多雷达数据融合和多目标追踪技术的研究,设计并实现了基于24GHz毫米波雷达的室内多目标追踪系统,可以在不侵犯隐私以及无需携带特定设备的前提下对室内环境中的运动人体进行定位与追踪。为了避免室内金属障碍物反射雷达电磁波所导致的视野盲区问题,本文通过多台雷达组网的方式不仅扩大了雷达探测范围,还进一步提升了系统定位精度。针对多雷达系统中所存在的目标区分问题,本文首先对雷达测量数据进行统一坐标系转换,然后结合灰色关联分析算法,提出了一种基于灰色关联分析算法的自适应目标同源划分算法,该算法能够准确地识别多雷达所探测的同源目标。而对于不同雷达因为自身质量以及环境因素所造成的测量精度不完全一致的问题,结合最小二乘法,提出了一种基于加权最小二乘法的多雷达数据融合算法,并基于雷达历史测量方差提出了一种雷达测量方差估计算法,实验表明多雷达测量数据的融合有效地提升了系统定位精度。针对毫米波雷达本身无法对多目标追踪进行持续追踪的问题,本文首先对比选取了合适的跟踪波门和轨迹起始检测算法,接着研究了NNDA、PDA与JPDA这三种常见的数据关联算法,并针对密集多目标情况下JPDA算法随着追踪目标数量增加其时间复杂度也会迅速增加的问题,基于区域分割思想提出了一种改进的联合概率数据关联算法(RD-JPDA),实验证明本文所提出的RD-JPDA算法在保持了JPDA算法原有追踪精度的基础上,大大降低了算法的计算量,具有精度高、实时性强的优点。在上述研究的基础上,本文基于C++和Electron技术设计并实现了室内多目标追踪系统软件,首先根据系统的功能特点,对系统进行功能性与非功能性需求分析,然后结合需求分析结论给出了系统的概要设计,包括系统总体架构与系统数据库设计,接着通过序列图与类图阐述了系统主要功能模块的详细设计与实现过程,包括雷达数据收发模块,雷达数据处理模块,多设备管理模块,追踪轨迹显示模块,邮件报警模块以及历史记录查询模块。最后结合测试用例从功能性和非功能性两个角度对系统进行测试,验证了系统功能完整且各个功能模块都能正常运行,在非功能性方面系统的追踪精度和系统响应的实时性也都能满足实际需求。本文实现的室内多目标追踪系统追踪精度高且实时性强,具有较高的实际应用价值。目前,本系统已在全国多地进行应用部署,为隧道安全施工以及大型仓储安防监控等场景提供服务,并获得了用户的高度评价。
其他文献
随着汽车工业的发展、5G网络的普及,车联网迎来飞速的发展,车联网中存在的数据隐私、数据可信性等问题也随之暴露出来。车辆一旦联网,利用车辆发送的数据信息很容易可以追踪到用户的隐私数据,如姓名、位置、行踪等。这些数据一旦泄露,将对车主造成很大的伤害。然而,用户一旦隐私受到保护或者匿名,在不暴露身份的情况下可能会发布虚假消息。区块链技术近年来有了迅速的发展,并且已经在多个领域得到了应用。为了解决目前车联
CDCL(Conflict Derive Clause Learning)算法是解决布尔可满足性问题(Satisfiability Problem,SAT)的一种完备算法,CDCL算法求解过程的基本阶段依次为:预处理;分支决策;布尔约束传播(Boolean Constraint Propagate,BCP);非时序性回溯;随机重启。分支决策是CDCL算法中重要的阶段之一,CDCL算法中的分支策略是
本文以对新媒体有敏锐触觉的200个新闻传播知名学者新浪微博为样本,采用内容分析法,从三个角度探讨常态下微博粉丝数的影响因素:人口统计学特征(共计12个变量)、表层内容(共
随着数据采集技术的不断发展,具有海量表现形式的复杂多视图数据不断涌现在科学探索和日常生活的各个领域中。所以,研究多视图数据分析问题具有重要的实际价值和意义。多视图分类是多视图数据分析的基础,现有的多视图分类方法大多为基于线性判别分析的,它们要求输入数据服从全局高斯分布,并且无法捕获数据的潜在局部结构,导致适用性差。而一些局部感知方法虽然能够捕获数据的局部结构,但是它们涉及KNN过程,需要预设邻域数
随着互联网的快速发展,数字视频以其最直观记录事物的特点成为我们日常生活工作中的重要组成部分,但其存储过大的缺陷,为网络传输及存储带来了巨大的压力。目前主流的视频编码压缩标准HEVC已经取得了不错的视频压缩效率,然而在面对日益增长的数字视频总量及实际生活中丰富的应用场景时,其追求的低码率、高压缩性能会使得视频产生严重的压缩失真,例如振铃效应、方块效应等等。因此,如何提升低码率条件下编码后的视频主观质
随着无线通信技术的飞速发展,通信系统对天线的性能要求越来越高,传统金属天线显现许多不足之处,使用液体材料设计天线成为一个热门的研究方向。常见的液体材料有:电解液、液态金属等。近些年,人们研发了许多以液态金属作为辐射体的天线,此类天线虽具有诸多优点,但液态金属成本高昂、污染大是它们最主要的缺点,也是制约液态金属天线实用化的主要障碍之一。本文研究的液体天线采用海水或常见的强电解质水溶液作为辐射体,重点
人民政协的协商民主精神与社会组织所具备的社会属性和能够发挥的聚合民意的功能有很强的相似性,随着经济社会的不断发展,社会组织的发展逐渐得到重视,并随之成为参与社会共治的重要力量之一。相对于政府,它既可以提供部分公共服务,而且它的运作成本又比一个企业的运行远远低得多,这些都可以作为社会组织参与到人民政协协商民主中,发挥其政治参与功能的的优势。但就现状而言,将社会组织纳入人民政协协商民主中的发挥作用,还
在分布式存储中,数据修复和降级读取是影响系统性能的两个重要操作。数据修复通过及时恢复故障节点存储的数据提高系统的可靠性。随着存储容量的扩展和计算能力的提升,I/O成
随着2007版《大学英语课程要求》发布至今,听说一直是教学的核心内容之一,且依然是中国学生的弱项。因此,众多学者投身于大学英语听力教学研究。其中,大学英语听力策略研究有
资源型城市通过对资源的开发利用长期供应着我国重要的战略性资源,同时也对我国的经济发展起到强有力的支撑作用。然而随着资源利用进程加深,部分资源型城市的资源能源趋近耗竭,资源储量和生态环境无法持续支撑产业实现发展。一方面,部分资源型城市到达了产业结构转型的重要关口,现有的产业结构已经不能适应城市的发展;另一方面,环境规制的约束对城市的产业结构转型升级有何影响关系到相关政策的制定与规划。基于此,本文利用