[發(fā)明專利]基于角度余切值的被動多傳感器量測數(shù)據(jù)關聯(lián)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010209570.3
• 申請日: 2010-06-24
• 公開（公告）號: CN101907461A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發(fā)明（設計）人: 姬紅兵;田野;歐陽成
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00;G01C21/20
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

1.一種基于角度余切值的被動多傳感器量測數(shù)據(jù)關聯(lián)方法，包括如下步驟：

1)計算各個傳感器獲取的所有量測的余切值其中分別表示第i個傳感器的第j組量測數(shù)據(jù)方位角和俯仰角，設置兩個初始迭代次數(shù)k₁＝0，k₂＝0和兩個最大迭代次數(shù)N₁，N₂；

2)將M個傳感器分組為{(S₁S₂S₃)，(S₂S₃S₄)，...，(S_M-2S_M-1S_M)}，其中(S_i-2S_i-1S_i)表示一組傳感器組合，S_i表示第i個傳感器，按照如下步驟對各組傳感器的關聯(lián)組合量測數(shù)據(jù)分別進行方位角檢測和俯仰角檢測，利用通過檢測的關聯(lián)組合量測數(shù)據(jù)建立候選關聯(lián)集P：

a)方位角檢測

a1)根據(jù)步驟1中的方位角余切值，計算三個傳感器量測數(shù)據(jù)的方位角檢驗統(tǒng)計量：

F(αil1,αjl2,αkl3)=cotαkl3-cotαjl2+cotαil1-cotαjl2cotαil1-cotθijk·LjkLij·sinθijk]]>

其中，θ_ijk∈{∠S_iS_jS_k}，(x_i，y_i，z_i)表示傳感器S_i的位置坐標，i，j，k∈Ω＝{1，2，...，M}；

a2)計算方位角檢驗統(tǒng)計量方差：

其中，

Rijk1=[(LkjLij·sinθijk·cotαjl2-cotθijk(cotαil1-cotθijk)2)2(1+LkjLij·sinθijk·1cotαil1-cotθijk)21],]]>

σ_s為傳感器量測噪聲標準差；

a3)利用方位角檢驗統(tǒng)計量方差，設定置信區(qū)間[-3σ_F，3σ_F]，若檢驗統(tǒng)計量落在該置信區(qū)間內，則通過檢測；否則，予以刪除；

b)俯仰角檢測

b1)根據(jù)步驟1中的俯仰角余切值，計算俯仰角檢驗統(tǒng)計量：e_mn＝H_m-H_n

其中，m，n∈{1，2，3，4}，m＞n，H₁，H₂，H₃，H₄表示傳感器視線確定的四個高度，它們分別為：

H1=hi(ik)=Likcotβi·sinθijk(cotαk-cotθijk)sinαi(cotαi-cotαk),]]>H2=hk(ik)=Likcotβk·sinθijk(cotαi-cotθijk)sinαi(cotαi-cotαk),]]>

H3=hj(jk)=Ljkcotβj·1sinαj(cotαk-cotαj),]]>H4=hk(jk)=Ljkcotαβk·1sinαk(cotαk-cotαj);]]>

h_k(ij)表示由傳感器i和j確定的第k個傳感器定位線的高度，i，j，k∈Ω＝{1，2，...，M}；

b2)計算俯仰角檢驗統(tǒng)計量方差：

σemn2=(Hm·(cotβp+1cotβp)·σs)2+(Hn·(cotβq+1cotβq)·σs)2]]>

其中，m，n∈{1，2，3，4}，m＞n，p，q∈{i，j，k}，p≠q，i，j，k∈Ω＝{1，2，...，M}，σ_s為傳感器量測噪聲標準差；

b3)利用俯仰角檢驗統(tǒng)計量方差，設定置信區(qū)間若俯仰角檢驗統(tǒng)計量落在置信區(qū)間內，則通過檢測；否則，予以刪除；

3)隨機選取三個傳感器，對這三個傳感器的量測數(shù)據(jù)進行方位角檢測，將不能通過檢測的關聯(lián)組合從候選關聯(lián)集P中刪除；

4)對通過檢測的候選關聯(lián)集P中所有的關聯(lián)組合，一一建立指示函數(shù)ξ(l_s)＝NUM(P，l_s)，其中，s＝1，2，...，M，NUM(P，l_s)表示候選關聯(lián)集P中元素l_s的總個數(shù)，對于ξ(l_s)＝1的關聯(lián)組合{l₂，...，l_s，...，l_M}，將其放入最終正確關聯(lián)集Z中，并刪除候選關聯(lián)集P中含有{l₁，...，l_s，...，l_M}任一元素的關聯(lián)組合，然后在當前迭代次數(shù)k₁上加1即k₁＝k₁+1；

5)進一步對候選關聯(lián)集P進行篩選，若k₁＜N₁，則隨機選取三個傳感器并保證該三傳感器組合在之前篩選中未選取過，利用步驟1中的方位角余切值，對這三個傳感器量測數(shù)據(jù)進行方位角檢測，將不能通過檢測的關聯(lián)組合從候選關聯(lián)集P中刪除，返回步驟4；否則，將P放入新的候選關聯(lián)集Q中，進入步驟6；

6)隨機選取三個傳感器，對這三個傳感器的量測數(shù)據(jù)進行俯仰角檢測，將不能通過檢測的關聯(lián)組合從候選關聯(lián)集Q中刪除；

7)對通過檢測的候選關聯(lián)集Q中所有的關聯(lián)組合，一一建立指示函數(shù)ξ(l_s)＝NUM(Q，l_s)，其中，s＝1，2，...，M，NUM(Q，l_s)表示候選關聯(lián)集Q中元素l_s的總個數(shù)，對于ξ(l_s)＝1的關聯(lián)組合{l₁，...，l_s，...，l_M}，將其放入最終正確關聯(lián)集Z中，并刪除候選關聯(lián)集Q中含有{l₁，...，l_s，...，l_M}任一元素的關聯(lián)組合，在當前迭代次數(shù)k₂上加1即k₂＝k₂+1；

8)進一步對候選關聯(lián)集Q進行篩選，若k₂＜N₂，則隨機選取三個傳感器并保證該三傳感器組合在之前篩選中未選取過，利用步驟1的俯仰角余切值，對這三個傳感器量測數(shù)據(jù)進行俯仰角檢測，將不能通過檢測的關聯(lián)組合從候選關聯(lián)集Q中刪除，返回步驟7；否則，將Q放入新的候選關聯(lián)集R，進入步驟9；

9)若候選關聯(lián)集R不為空集，則對R中所有的關聯(lián)組合，一一建立代價函數(shù)其中，c為e_mn的總個數(shù)，選取使得全局代價最小的組合作為最終的關聯(lián)結果，放入最終正確關聯(lián)集Z中并作為結果輸出；否則，直接將最終正確關聯(lián)集Z輸出。

2.根據(jù)權利要求1所述的量測數(shù)據(jù)關聯(lián)方法，其中步驟2)所述的利用通過檢測的關聯(lián)組合建立候選關聯(lián)集P，按如下步驟進行：

首先，設i＝1，2，...，K，表示第i個傳感器組中通過檢測的某一關聯(lián)組合，K表示傳感器組的個數(shù)；

然后，選取任意相鄰的兩個傳感器組L_i-1和L_i，保證表示空集，即相鄰的傳感器組中相同的傳感器擁有相同的量測；

最后，將符合上述條件的各個傳感器量測{l₁，l₂，...，l_M}組合成為候選關聯(lián)集P，其中，