[發(fā)明專利]一種多信源不確定融合定位方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210134367.3
• 申請日: 2012-05-03
• 公開（公告）號: CN102645646A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 史忠科;王慧麗
• 申請（專利權(quán)）人: 西安費(fèi)斯達(dá)自動化工程有限公司
• 主分類號: G01S7/02
• 分類號: G01S7/02;G01S13/86
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種融合定位方法，特別涉及一種多信源在不確定噪聲下的融合定位方法，屬于智能信息處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著低空空域管理改革的深入，中國的通用航空進(jìn)入快速成長期，通用航空器的日益增加使低空空域飛行活動變得愈來愈錯綜復(fù)雜，從而為低空探測與安全監(jiān)視帶來了新的挑戰(zhàn)。

雷達(dá)以其固有的特點(diǎn)，是低空空管的必要設(shè)備，由于雷達(dá)電波的直線傳播以及地形遮擋物的影響，在對飛行目標(biāo)監(jiān)視時存在大量的雷達(dá)盲區(qū)，限制了跟蹤精度的提高和短期沖突檢測告警的能力。低空圖像輔助監(jiān)視可以跟蹤低空目標(biāo)，覆蓋性好，但受氣候影響較大，圖像輔助監(jiān)視配合雷達(dá)跟蹤系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對空中目標(biāo)的協(xié)同監(jiān)視，通過數(shù)據(jù)融合技術(shù)得到目標(biāo)的精確位置，進(jìn)而跟蹤低空目標(biāo)，提高監(jiān)視系統(tǒng)的可靠性。

對目標(biāo)跟蹤精度以及系統(tǒng)可靠性要求的提高，使得單一測量已經(jīng)無法滿足，利用多傳感器的多源信息對目標(biāo)進(jìn)行融合定位已成為目前研究的熱點(diǎn)。多傳感器的聯(lián)合概率數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)法以及基于交互多模型的多假設(shè)跟蹤法是常用的目標(biāo)跟蹤定位方法，文獻(xiàn)“《基于紅外和雷達(dá)數(shù)據(jù)融合的機(jī)動目標(biāo)跟蹤方法》，朱志宇，激光與紅外，2007年2月，第37卷，第2?期，170-174”利用并行多傳感器聯(lián)合概率數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)法，通過對紅外和雷達(dá)數(shù)據(jù)的融合實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的跟蹤定位。但是這些融合定位方法主要基于多傳感器的測量誤差為獨(dú)立高斯白噪聲的假設(shè)，條件過于理想。實(shí)際中，雷達(dá)與圖像監(jiān)視設(shè)備常常放在一個平臺上，平臺方位角和高低角的誤差導(dǎo)致了圖像和雷達(dá)測量噪聲具有相關(guān)性，而且，噪聲統(tǒng)計特性不可能為人們熟知，存在著各種不確定因素；如果地面布有多個監(jiān)視系統(tǒng)，融合估計時需要等效到同一坐標(biāo)系，當(dāng)監(jiān)視點(diǎn)距離較大時這種等效也會帶來關(guān)聯(lián)性誤差和不確定誤差。實(shí)踐表明，這些關(guān)聯(lián)性誤差和不確定性常常是影響融合估計精度的主要因素。而目前所給的融合定位方法無法考慮實(shí)際系統(tǒng)中的不確定因素，不能更貼切的描述實(shí)際系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種不確定因素影響下多信源的融合定位方法，通過計算不確定因素影響下的系數(shù)加權(quán)矩陣得到多源信息的融合估計，實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的融合定位。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種多信源不確定融合定位方法，特點(diǎn)具體包括以下步驟：

1、含有相關(guān)噪聲和不確定項(xiàng)的m?個傳感器給出同一物理向量的模型

kT時刻融合估計定義為

式中：為待估計的物理向量，為融合估計結(jié)果，為時刻第個傳感器的測量值，是相應(yīng)的測量誤差，均值為零，的協(xié)方差陣為，表示時刻第個傳感器測量的不確定項(xiàng)，?為系數(shù)矩陣，為采樣周期，全申請書符號定義相同；

2、根據(jù)測量儀器和誤差標(biāo)定給定測量誤差的協(xié)方差陣，計算

式中子塊表示測量誤差的協(xié)方差陣，為不確定誤差的上確界，E表示數(shù)學(xué)期望，實(shí)參數(shù)通過具體系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)確定；

3、根據(jù)

確定融合估計系數(shù)矩陣，

式中：，

為單位矩陣；

4?????????kT時刻的融合估計值以及融合估計的誤差協(xié)方差陣為：

。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明考慮多源監(jiān)測系統(tǒng)測量中不確定因素的影響，更貼近真實(shí)的系統(tǒng)，為了縮小不確定因素的影響，將不確定因素考慮為測量噪聲相互關(guān)聯(lián)并帶有不確定項(xiàng)，該融合算法對不確定因素只需要一次整體近似，避免了對每一個傳感器的測量值都經(jīng)過濾波估計以及每次濾波都需要對不確定項(xiàng)進(jìn)行近似的大量計算，簡化了計算量，提高了對目標(biāo)融合定位的精度。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)說明。

附圖說明

圖1是多信源不確定融合估計流程圖，圖中的符號與說明書中符號一致。

具體實(shí)施方式

參照圖1。

下面以對低空飛行目標(biāo)的監(jiān)視為例說明該融合定位方法，假設(shè)目標(biāo)由雷達(dá)及圖像共同監(jiān)視，兩種監(jiān)視設(shè)備安裝在同一平臺上，平臺方位角和高低角的誤差導(dǎo)致圖像和雷達(dá)測量噪聲具有相關(guān)性，而且，噪聲的統(tǒng)計特性存在不確定因素。通過雷達(dá)以及圖像的測量信息對低空飛行目標(biāo)進(jìn)行跟蹤監(jiān)視，需要對雷達(dá)以及圖像的測量信息進(jìn)行融合定位，具體步驟如下：

1、將雷達(dá)以及圖像監(jiān)視系統(tǒng)的測量數(shù)據(jù)等效到基準(zhǔn)觀測點(diǎn)的坐標(biāo)系中，給出含有相關(guān)噪聲和不確定項(xiàng)的同一物理向量的模型，

kT時刻融合估計定義為

式中