[发明专利]一种用于隧道内的多雷达时间同步处理方法

说明书

本发明公开了一种用于隧道内的多雷达时间同步处理方法。使用本发明能够在无需增加任何其他设备的情况下，实时完成各雷达之间的时间同步，降低了时间同步操作的复杂性，极大地提高了时间同步的效率，适合于各种体制的多雷达数据融合应用。本发明中，雷达对同一个目标进行观测，获得各自的航迹，针对任意两个雷达的航迹，通过对两个航迹中各点迹的时间对齐，完成这两个雷达的时间同步，从而能够克服现有方法需要构造逼近函数难度大或增加导航设备成本高以及需要添加GPS时间标记的缺点，具有实时校准，且可以任意提高精度，便于推广应用等优点，能够实现隧道内多雷达的时间同步处理。

技术领域

本发明涉及多雷达数据融合技术领域，具体涉及一种用于隧道内的多雷达时间同步处理方法。

背景技术

为了保证隧道内行驶车辆的安全，需要雷达对车辆进行实时监控，仅仅靠单部监控雷达进行探测获取的当前量测数据，其准确性和可靠性很难保障，难以跟踪多个车辆目标，而依靠多个雷达协同合作，获取多源探测数据，并利用多雷达信息融合技术，可以更准确、更全面地获得被测目标的状态信息。

多雷达数据融合处理中，要求各部雷达的数据必须是同一时刻对同一目标的观测数据，由于各部雷达所采用的时间坐标系不同、数据率不统一且设备延迟不一致，若直接采用未经校正的数据，会造成时间上的误差，并对测距和测速数据造成严重的影响，因此在数据融合处理之前，需要对各部雷达的时钟进行时间同步，实时校正雷达情报数据的时间误差，保证后续的多雷达数据融合结果的正确性。

各部雷达之间的时间基准不统一，对准时间轴的方法主要是统一时基法和插值时基法。统一时基法是利用一个最理想的公共处理时间作为所有雷达共同的时间基准，将各部雷达的时钟都同步到基准时钟上，基准时钟可以采用GPS授时，时间同步的精度和授时的方式有关，这种方法需要另加卫星导航接收设备，而隧道内导航信号接收效果无法保证，且每部雷达的输出要另加GPS时间标记，时间延迟无法确定，由于隧道车距密，车辆多，时间误差可能造成航迹关联、航迹融合的失败。插值时基法是构造一个逼近函数将各部雷达输出的观测数据对准到统一的时间轴上，这种方法需要构造逼近函数，并且寻找一个理想的航迹数据来逼近。如果逼近航迹失效或逼近函数构造不合理，将导致航迹关联、融合失效的问题。

雷达时间同步过程作为多雷达数据融合的预处理，直接关系到融合数据的准确性，如果不能有效地同步各个雷达的基准时钟，将直接影响多雷达数据融合处理的效果，从而无法可靠有效地跟踪隧道内的车辆，难以保证隧道车辆行车安全。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于隧道内的多雷达时间同步处理方法，无需增加任何其他设备，能够实时完成各雷达之间的时间同步，降低了时间同步操作的复杂性，极大地提高了时间同步的效率，适合于各种体制的多雷达数据融合应用。

本发明的用于隧道内的多雷达时间同步处理方法，所述雷达对同一个目标进行观测，获得各自的航迹，针对任意两个雷达的航迹p和航迹q，通过对航迹p和航迹q中各点迹的时间对齐，完成这两个雷达的时间同步，具体包括如下步骤：

步骤一，寻找航迹p中需要对齐的第一个点迹X_n：在航迹p中找到与航迹q的第一个点迹Y₁距离最近的点迹，取该点迹的下一个点迹作为航迹p中需要进行时间对齐的第一个点迹X_n；

步骤二，选择航迹q中与第一个点迹可能对齐的候选点迹：在航迹q中选取与点迹X_n之间的距离落在设定的距离门限范围内的点迹作为与X_n可能对齐的候选点迹：如果距离门限内不存在点迹，则不对点迹X_n进行后续的对齐，选取点迹X_n的下一个点迹作为航迹p中需要对齐的第一个点迹X_n，重复步骤二；如果距离门限内只存在一个点迹，则该点迹即为与点迹X_n对齐的点迹Y_a′，执行步骤六；距离门限内存在多个候选点迹，则执行步骤三；