[發明專利]一種動態自適應多雷達信息融合方法

有效

• 申請號: 202010148975.4
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111239725B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 張良成;王運鋒
• 申請（專利權）人: 成都運為科技有限公司
• 主分類號: G01S13/87
• 分類號: G01S13/87;G01S13/58
• 代理公司: 成都禾創知家知識產權代理有限公司 51284
• 代理人: 裴娟

1.一種動態自適應多雷達信息融合方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：接收預處理：接收各雷達源發送航跡數據，并對接收到原始數據進行預處理，包括：

1)數值合法性判斷||pos-center||₂指雷達航跡位置與融合中心距離，ε指設置容許范圍；

2)數值越界判斷is_valid()為數值越界溢出判斷，當接收數據超出計算機所使用的數據的表示范圍時，則產生數據的溢出；數據取值超過計算機字長的界限就會出現數據溢出的情況，溢出類型分為正溢及負溢；正溢表示數據取值大于計算機表示范圍最大值，負溢表示數據取值小于計算機表示范圍最小值；

3)歧義沖突剔除，同一周期同雷達源同批號出現多次報告，則僅保留時間最新報告，其他歧義報告予以舍棄；

4)形成內部航跡數據，在前述步驟判斷之后依據通道編號、批號進行數據更新或新建，通過通道號及批號搜尋，找到時用新數據更新已有內部航跡；若無已有符合條件的內部航跡，則新建一內部航跡，并以距離為尺度進行融合航跡關聯，與任一融合航跡距離差距小于設置關聯門限λ時，視為可關聯，最終關聯關系確立遵從選取最近鄰原則，λ參考取值為融合周期與探測目標均速的乘積；此周期未收到新數據的已存在內部航跡，更新其狀態為外推等待；

步驟2：質量評估；

對已被預處理完成的融合系統內部航跡數據進行質量評估得出質量因子Q(i)＝∑(f(i),F(i),d(i),s(i))，并在此基礎上得出本周期的反映雷達源及其數據特性的權值i,j∈A，A表示同一處理周期關聯同一融合航跡的來自不同雷達源存活的內部航跡集合，i為待評估的雷達源報告內部航跡序號，j為集合A內所有雷達源報告內容航跡序號；

周期內構成質量因子Q(i)的四項子項權值計算方式如下：

1)根據傳感器更新頻率得出頻率權值f(i)

即內部航跡i累計更新次數count_update(i)除以融合系統工作周期數count_sys得到；count_update(i)在內部航跡建立后初始化為0并開始統計，每次接收到內部航跡所代表信源發送的新航跡數據，count_update(i)增加1；count_sys自融合系統開機后統計，每經歷一系統周期，count_sys值增加1；

2)根據空間距離差異評估此數據可信任度的距離權值d(i)

d(i)∈[0,d_max]其中d_max表示設置的距離權值的上限，d_max通常取為1；dis(i)表示內部航跡濾波后位置與其關聯的融合航跡預測位置的歐式距離；K表示融合系統設置離群距離門限，K取值參考關聯門限λ，確保K≤λ；

3)作擬合曲線評估周期內報告空間離散程度的擬合權值F(i)

F(i)＝max(R_x,R_y),F(i)∈[0,1]，SSE指剩余平方和，是雷達報告位置與擬合估計位置距離之差的平方的總和；SSR指回歸平方和，是報告位置回歸值與報告位置平均值的離差平方和；

4)根據近期歷史判斷航向變動程度的穩定性權值s(i)

s(i)＝g(θ),s(i)∈[s_min,s_max]

其中，航向近似夾角θ為上一周期航向與此周期最新航向之差的絕對值，a為設定的容許最大變動角度，s_max為設定權值上限，s_min為設定權值下限；

步驟3：動態自適應加權融合：對已預處理完成的系統內部航跡數據，結合其通過質量評估得到的權值，進行加權平均得出周期初步預測融合結果其中內部航跡本周期預估融合航跡位置的生成辦法表示為：

內部航跡本周期預估融合航跡位置w(i)是結合傳感器本周期新報告航跡進行濾波處理后的得到的內部航跡濾波位置與上一周期最新融合航跡輸出位置作平衡取舍后得出，平衡比例為設置的ad,ad∈[0,1]；上一周期最新融合航跡輸出位置在前一融合周期總體評估校正及濾波后得到并回填；

在此之后求出由“實際權值和”與“期望權值和”的比值構成的周期總體情況i∈A,Qty∈[0,1]

Q_base＝∑(f_max,F_max,d_max,s_max)

其中，Q_base為四項權值最大值之和，f_max,F_max,d_max,s_max分別為質量因子Q(i)四項子項權值的最大值，count_eff為本周期非外推等待狀態的內部航跡數目；Qty表示此周期全傳感器航跡質量情況，Qty值愈大總體質量愈佳；再依據Qty進一步估計各傳感器在周期內數據質量，對加權平均初步預測融合結果作總體評估，以得出評估后融合航跡位置結果作為優化的融合結果，其中為基于運動狀態的融合航跡本周期預測位置。

2.根據權利要求1所述的一種動態自適應多雷達信息融合方法，其特征在于，還包括步驟4：濾波校正及回填；

濾波內嵌于動態自適應加權融合過程中，利用標準KF濾波器對內部航跡及融合結果作濾波操作；對于融合航跡的濾波形如即為本周期融合航跡最終輸出結果；

回填工作在加權平均完成后進行，將本周期融合航跡結果賦予其關聯內部航跡的