[發明專利]基于噪聲誤差的異步多傳感器數據處理方法和系統

有效

• 申請號: 200910087141.0
• 申請日: 2009-06-10
• 公開（公告）號: CN101630445A
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發明（設計）人: 朱衍波;張軍;劉偉;王媛媛;高嘉;顏宇;林熙
• 申請（專利權）人: 民航數據通信有限責任公司;北京航空航天大學
• 主分類號: G08G5/00
• 分類號: G08G5/00;G01S13/91;G01S7/40
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉 芳

1.一種基于噪聲誤差的異步多傳感器數據處理方法，其特征在于，包括：

建立多傳感器采樣率模型、系統噪聲誤差模型和觀測噪聲誤差模型；

根據所述多傳感器采樣率模型、所述系統噪聲誤差模型和所述觀測噪聲誤差模型建立不完全觀測異步模型；

根據所述不完全觀測異步模型將獲取到的各傳感器的異步觀測數據轉化為各傳感器的同步觀測數據；

根據上一時刻的各傳感器的所述同步觀測數據、所述系統噪聲誤差模型和所述觀測噪聲誤差模型預測當前時刻的各傳感器的觀測數據；

其中，所述根據所述多傳感器采樣率模型、所述系統噪聲誤差模型和所述觀測噪聲誤差模型建立不完全觀測異步模型包括：根據所述多傳感器采樣率模型和所述系統噪聲誤差模型建立時變線性動態方程；根據所述觀測噪聲誤差模型和觀測數據丟失率建立各傳感器的觀測方程；

所述根據上一時刻的各傳感器的所述同步觀測數據、所述系統噪聲誤差模型和所述觀測噪聲誤差模型預測當前時刻的各傳感器的觀測數據包括：根據所述系統噪聲誤差模型計算系統噪聲誤差上一時刻的均值和方差，根據所述觀測噪聲誤差模型計算觀測噪聲誤差上一時刻的均值和方差；根據所述時變線性動態方程、所述觀測方程和所述系統噪聲誤差上一時刻的均值和方差，對所述各傳感器的同步觀測數據進行自適應卡爾曼濾波，獲取到當前時刻的所述各傳感器的一步預測值和第一估計誤差協方差；根據所述各傳感器在所述當前時刻的觀測結果計算當前時刻的所述各傳感器的觀測數據的估計值和第二估計誤差協方差。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述各傳感器在所述當前時刻的觀測結果計算當前時刻的所述各傳感器的觀測數據的估計值和第二估計誤差協方差包括：

當所述各傳感器在所述當前時刻的觀測結果為觀測數據未丟失時，對所述當前時刻的各傳感器的一步預測值繼續進行自適應卡爾曼濾波，獲取到所述當前時刻的各傳感器的觀測數據的估計值和第二估計誤差協方差；

當所述各傳感器在所述當前時刻的觀測結果為觀測數據丟失時，將所述當前時刻的各傳感器的一步預測值作為所述當前時刻的各傳感器的觀測數據的估計值，將所述當前時刻的各傳感器的第一估計誤差協方差作為所述當前時刻的各傳感器的第二估計誤差協方差。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，還包括：

根據所述第二估計誤差協方差確定所述各傳感器對應的加權因子；

根據所述當前時刻的各傳感器的觀測數據的估計值和所述各傳感器對應的加權因子獲取當前時刻的各傳感器的目標觀測數據。

4.一種基于噪聲誤差的異步多傳感器數據處理系統，其特征在于，包括：

第一模型建立模塊，用于建立多傳感器采樣率模型、系統噪聲誤差模型和觀測噪聲誤差模型；

第二模型建立模塊，用于根據所述第一模型建立模塊建立的所述多傳感器采樣率模型、所述系統噪聲誤差模型和所述觀測噪聲誤差模型建立不完全觀測異步模型；

轉化模塊，用于根據所述第二模型建立模塊建立的所述不完全觀測異步模型將獲取到的各傳感器的異步觀測數據轉化為各傳感器的同步觀測數據；

預測模塊，用于根據上一時刻的各傳感器的所述同步觀測數據、所述第一模型建立模塊建立的所述系統噪聲誤差模型和所述觀測噪聲誤差模型預測當前時刻的各傳感器的觀測數據；

其中，所述第二模型建立模塊包括：

第一方程建立單元，用于根據所述第一模型建立模塊建立的所述多傳感器采樣率模型和所述系統噪聲誤差模型建立時變線性動態方程；

第二方程建立單元，用于根據所述第一模型建立模塊建立的所述觀測噪聲誤差模型和觀測數據丟失率建立各傳感器的觀測方程；

所述預測模塊包括：

第一計算單元，用于根據所述第一模型建立模塊建立的所述系統噪聲誤差模型計算系統噪聲誤差上一時刻的均值和方差，根據所述第一模型建立模塊建立的所述觀測噪聲誤差模型計算觀測噪聲誤差上一時刻的均值和方差；

濾波單元，用于根據所述第一方程建立單元建立的所述時變線性動態方程、所述第二方程建立單元建立的所述觀測方程和所述第一計算單元計算的所述系統噪聲誤差上一時刻的均值和方差，對所述各傳感器的同步觀測數據進行自適應卡爾曼濾波，獲取到當前時刻的所述各傳感器的一步預測值和第一估計誤差協方差；

第二計算單元，用于根據所述各傳感器在所述當前時刻的觀測結果計算當前時刻的所述各傳感器的觀測數據的估計值和第二估計誤差協方差。