1. Principes de base
Les radars à ondes millimétriques détectent généralement des cibles ponctuelles sans informations sur la longueur, la largeur et le cap, mais peuvent être estimés à partir des trajectoires historiques et des vitesses de déplacement.
2. Angle de cap estimé de la trajectoire historique
Enregistrez la trajectoire historique de la cible radar comme indiqué dans la figure ci-dessous , puis l'angle de cap peut être estimé par ajustement en ligne droite .
Évidemment, plus la trajectoire est longue, plus le résultat estimé est précis ; plus la position de la cible est précise à chaque fois, plus le résultat estimé est précis.
Cependant, étant donné que les points détectés par le radar peuvent être différentes parties de la cible à chaque fois, la précision de la position de la cible peut être relativement faible.À ce moment, plus d'informations sur la trajectoire historique sont nécessaires pour calculer. Par exemple, l'image suivante :
Dans ce cas, la trajectoire historique estimée est naturellement plus précise.
Ou, grâce à un lissage relatif, la fluctuation de chaque position est réduite et la précision de l'estimation d'angle est améliorée.
Si la cible tourne rapidement, cela peut entraîner une grande erreur dans l'angle de cap estimé, mais compte tenu de la plupart des cas, il est peu probable que la cible apparaisse dans un court laps de temps (en 1 s), de sorte que l'ajustement en ligne droite est généralement toujours utilisé.
3. Angle de cap estimé de la vitesse de déplacement
Le principe de l'angle de cap d'estimation de vitesse est simple, exprimé par la formule suivante
θ = arctan（vy/vx）
Puisqu'il existe un biais dans l'estimation de la vitesse d'une seule image, il est facile de provoquer une grande erreur d'estimation, de sorte qu'il peut être envisagé d'utiliser une moyenne multi-images ou un ajustement en ligne droite pour estimer.
Si vy et vx sont relativement petits, il est également facile de provoquer une grande erreur d'estimation, de sorte que la confiance est plus élevée à haute vitesse et plus faible à basse vitesse.
4. Estimation de l'angle de cap par trajectoire historique pendant le mouvement du radar
Le radar part du temps 0 et se déplace au temps 3, chaque déplacement est exprimé par e1, e2, e3, les coordonnées de la cible sont t1, t2, t3, et la distance relative est d1, d2, d3, puis
t1 = e1 + d1
t2 = e1 + e2 + d2
t3 = e1 + e2 + e3 + d3
Par analogie, la trajectoire cible à tout moment peut être obtenue, puis l'angle de cap est calculé selon le procédé mentionné ci-dessus d'estimation de l'angle de cap à partir de la trajectoire de trajectoire historique.
On suppose ici que le système de coordonnées radar n'a qu'une transformation de translation et qu'aucune transformation d'angle ne se produit. En fait, le système de coordonnées radar a un retournement d'angle et les coordonnées doivent être recalculées.
Le radar se déplace de la position 0 à la position 1, l'angle est θ et la déviation du système de coordonnées est α, alors les coordonnées de t1 par rapport à la position 0 dans le système de coordonnées de la position 1 sont
t1 = d1 + e1 ' r1 = sqrt(e1.x * e1.x + e1.y * e1.y)
cos( θ1) = e1.x/r1 sin(θ1) = e1.y/r1
-e1'.x = r1 * cos( θ1+α1) = e1.x * cos(α1) - e1.y * sin(α1)
-e1'.y = r1 * sin( θ1+α1) = e1.x * sin(α1) + e1.y * cos(α1)
t1.x = d1.x – e1'.x = d1.x + e1.x * cos( α1) - e1.y * sin(α1)
t1.y = d1.y – e1'.y = d1.y + e1.x * sin( α1) + e1.y * cos(α1)
Pour la position 2, d2 n'a pas besoin d'être tourné, et e1, e2 et d1 doivent tous être tournés une fois.Avec la méthode de calcul ci-dessus, les résultats suivants peuvent être obtenus.
t2.x = d2.x + e1.x * cos( α1 + α2) – e1.y * sin( α1 + α2) + e2.x * cos(α2) – e2.y * sin(α2)
t2.y = d2.y + e1.x * sin( α1 + α2) + e1.y * cos(α1 + α2) + e2.x * sin(α2) + e2.y * cos(α2)
Par analogie, chaque fois que la cible se déplace, une transformation de translation et de rotation sera effectuée pour obtenir les coordonnées finales de la cible.
Selon la trajectoire historique calculée, puis ajustée par les moindres carrés, l'angle de cap de la cible peut être obtenu.
5. Estimation de l'angle de cap par la vitesse de déplacement pendant le mouvement du radar
Le radar se déplace avec le véhicule, et on considère que l'orientation du radar est la même que celle du véhicule.
Lorsque le véhicule ego se déplace, l'angle de rotation de la roue avant est approximé comme l'angle d'orientation, qui est l'angle θ sur la figure. L'angle de roue est déterminé par l'angle de braquage du volant et le rapport de transmission k, et le rapport de transmission général est de 8 ~ 15.
θ = angle_de_direction / k
Vitesse du moi e.vx = ev * cosθ, e.vy = ev * sinθ
t.vx = e.vx + t.vx, t.vy = e.vy + t.vy
Orientation cible α = arctan(t.vy/t.vx)
De même, la précision peut être améliorée par un lissage ou un ajustement multi-images.