[發(fā)明專利]基于雷達(dá)目標(biāo)預(yù)測(cè)系統(tǒng)的F-M II狀態(tài)空間模型的實(shí)現(xiàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010206817.X
• 申請(qǐng)日: 2020-03-23
• 公開（公告）號(hào): CN111399395B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程驊;劉昶;曹中泳;陳君昊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B17/02
• 分類號(hào): G05B17/02;G01S13/931
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

本發(fā)明提供了一種基于雷達(dá)目標(biāo)預(yù)測(cè)系統(tǒng)的F?M II狀態(tài)空間模型的實(shí)現(xiàn)方法，包括如下步驟：S1，構(gòu)建F?M II模型，從F?M II模型獲得傳遞函數(shù)；S2，設(shè)立一維數(shù)組并根據(jù)傳遞函數(shù)，將其特征多項(xiàng)式的每項(xiàng)式記為數(shù)組元素S3，將數(shù)組元素從小到大重新排列，然后判斷數(shù)組中相鄰元素之比是否等于或若是則直接刪除的元素；S4，在刪除后，判斷相鄰兩元素和若或則與之間不插入新元素；若則在與之間插入再將之前刪除的重新插入；S5，將中的數(shù)組元素用方式表達(dá)，根據(jù)與傳遞函數(shù)求得模型的矩陣A₁,A₂,B₁,B₂,C,D。本發(fā)明通過對(duì)一維數(shù)組的設(shè)立，有效降低現(xiàn)有算法中由圖表描述轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生多種系統(tǒng)矩陣實(shí)現(xiàn)可能性的數(shù)量，并減少系統(tǒng)的冗余度，從而提高系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程中的計(jì)算效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及空間模型技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于雷達(dá)目標(biāo)預(yù)測(cè)系統(tǒng)的F-M II狀態(tài)空間模型的實(shí)現(xiàn)方法。

背景技術(shù)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)的處理速度也越來越快，這些性能使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)者想要考慮設(shè)計(jì)更加復(fù)雜的系統(tǒng)處理過程，得到更準(zhǔn)確的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，并且提高分析系統(tǒng)的效率，這些需求使得MIMO雷達(dá)成為目前研究的熱點(diǎn)。MIMO雷達(dá)是在傳統(tǒng)的相控陣?yán)走_(dá)的基礎(chǔ)上，將多輸入多輸出技術(shù)應(yīng)用于雷達(dá)系統(tǒng)而發(fā)展起來的一種新型雷達(dá)。車載雷達(dá)是MIMO雷達(dá)的一個(gè)重要應(yīng)用。從系統(tǒng)本身看，車載雷達(dá)系統(tǒng)要考慮多方面的信息，因此它是一個(gè)多輸入多輸出的控制系統(tǒng)。由于真實(shí)的路況復(fù)雜多變，要求車載雷達(dá)要有較高的性能，以提高道路安全性，減少交通事故的發(fā)生。

在車載雷達(dá)相關(guān)技術(shù)中，目標(biāo)預(yù)測(cè)技術(shù)能夠通過對(duì)周圍的行人、車輛等物體進(jìn)行感知和識(shí)別，獲取周圍運(yùn)動(dòng)目標(biāo)大小和速度等相關(guān)信息，從而預(yù)測(cè)出目標(biāo)下一時(shí)刻的狀態(tài)估計(jì)，讓車輛能提前做出規(guī)避行為，達(dá)到減少事故發(fā)生率的目的。

同樣，隨著控制對(duì)象的日趨復(fù)雜化，系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)的控制功能日益多樣化，這些都對(duì)多維系統(tǒng)的研究提出了新的要求。多維系統(tǒng)是多個(gè)信號(hào)共同作用從而實(shí)現(xiàn)控制的系統(tǒng)。因此，多維系統(tǒng)能全面、精確地描述多個(gè)系統(tǒng)參數(shù)，實(shí)時(shí)反映出各種影響因素的變化，從而能有效地提高系統(tǒng)的控制性能。雖然多維系統(tǒng)比一維系統(tǒng)的復(fù)雜度更高，但是也更能高效地描述控制系統(tǒng)的性能，因?yàn)槎鄠€(gè)變量在多個(gè)方向上描述多個(gè)系統(tǒng)參數(shù)能更加真實(shí)地還原系統(tǒng)。以多維系統(tǒng)理論作為基礎(chǔ)，建立的典型模型中，F(xiàn)ornasini-Marchesini II模型(F-MII模型)利用與之關(guān)聯(lián)的前一個(gè)狀態(tài)和輸入來控制當(dāng)前狀態(tài)，這種局部計(jì)算的性質(zhì)不僅極大地簡化了多維系統(tǒng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式，而且便于系統(tǒng)的分析研究，對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有較大的貢獻(xiàn)。F-M II模型當(dāng)前的主要研究方向?yàn)楦倪M(jìn)已有的算法從而得到更低階的實(shí)現(xiàn)矩陣。

利用F-M II模型能更真實(shí)地還原車載雷達(dá)周圍環(huán)境系統(tǒng)與化簡車載雷達(dá)目標(biāo)預(yù)測(cè)實(shí)現(xiàn)矩陣的特點(diǎn)，使得雷達(dá)目標(biāo)預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)具備信息的分布式處理能力，在滿足實(shí)時(shí)性需求和安全性需求的情況下令車載雷達(dá)在復(fù)雜的環(huán)境中對(duì)移動(dòng)的待測(cè)目標(biāo)進(jìn)行預(yù)測(cè)。本專利的研究旨在為F-M II狀態(tài)空間模型的實(shí)際運(yùn)用和車載雷達(dá)目標(biāo)預(yù)測(cè)提供了一種新的研究思路，不僅擴(kuò)展了車載雷達(dá)目標(biāo)預(yù)測(cè)對(duì)動(dòng)態(tài)目標(biāo)的檢測(cè)算法，也能擴(kuò)展F-M II模型在實(shí)際中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于雷達(dá)目標(biāo)預(yù)測(cè)系統(tǒng)的F-M II狀態(tài)空間模型的實(shí)現(xiàn)方法，對(duì)多維傳遞函數(shù)特征多項(xiàng)式運(yùn)用圖表轉(zhuǎn)換運(yùn)算時(shí)，減少圖像算法復(fù)雜度的目的，提出了一種新的低階實(shí)現(xiàn)解決方法，通過直接獲得分解結(jié)果，避開部分計(jì)算，并用這些結(jié)果實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)模型，有效降低由圖表描述轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生多種系統(tǒng)矩陣實(shí)現(xiàn)可能性的數(shù)量，并減少系統(tǒng)的冗余度，從而提高系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程中的計(jì)算效率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供如下技術(shù)方案：一種基于雷達(dá)目標(biāo)預(yù)測(cè)系統(tǒng)的F-M II狀態(tài)空間模型的實(shí)現(xiàn)方法，包括如下步驟：

S1，對(duì)不定系統(tǒng)進(jìn)行分析，并構(gòu)建F-M II模型，從所述F-M II模型獲得傳遞函數(shù)；

S2，設(shè)立一維數(shù)組并根據(jù)所述傳遞函數(shù)，將其特征多項(xiàng)式的每項(xiàng)式記為數(shù)組元素