[發(fā)明專利]一種改進(jìn)優(yōu)化的智能船舶目標(biāo)定位數(shù)據(jù)融合方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010323937.8
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN111505663A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王曉原;夏媛媛;姜雨函;柴壘;高杰;朱慎超
• 申請（專利權(quán)）人: 智慧航海（青島）科技有限公司
• 主分類號: G01S17/93
• 分類號: G01S17/93;G01S17/86;G01S13/937;G01S13/86;G06K9/62
• 代理公司: 北京易捷勝知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11613
• 代理人: 齊勝杰

本發(fā)明涉及智能船舶的船舶定位領(lǐng)域，尤其涉及一種改進(jìn)優(yōu)化的智能船舶目標(biāo)定位數(shù)據(jù)融合方法，其包括：首先對多種目標(biāo)定位數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得出多種目標(biāo)定位數(shù)據(jù)的預(yù)處理值。接著進(jìn)行相關(guān)性判斷，得出目標(biāo)定位數(shù)據(jù)的同類值。確定觀測周期之后，將目標(biāo)定位數(shù)據(jù)的同類值與目標(biāo)定位數(shù)據(jù)的平均值對比，得出各傳感器的測量偏差的標(biāo)準(zhǔn)差。根據(jù)測量偏差的標(biāo)準(zhǔn)差確定各傳感器的權(quán)值，且權(quán)值分配隨觀測周期變化而更新。最后，根據(jù)權(quán)值對目標(biāo)定位數(shù)據(jù)的同類值通過加權(quán)公式進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。本發(fā)明考慮到不同傳感器的測量偏差以及在不同海況下的測量精度變化，采用了各傳感器周期性的更新權(quán)值，在保證了目標(biāo)定位數(shù)據(jù)精度的前提下提高了實時性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能船舶的船舶定位領(lǐng)域，具體的說是涉及一種改進(jìn)優(yōu)化的智能船舶目標(biāo)定位數(shù)據(jù)融合方法。

背景技術(shù)

目標(biāo)定位屬于智能船舶領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的技術(shù)要求。船舶在自主航行過程中，通過對目標(biāo)物的定位跟蹤從而構(gòu)建航行態(tài)勢，基于智能化系統(tǒng)要求，船舶的目標(biāo)定位需要高精度，高實時性。基于多傳感器的數(shù)據(jù)融合是提高定位精度的有效方法，但現(xiàn)有方法對多種傳感器的測量偏差不夠重視，導(dǎo)致測量精度提高范圍有限，而考慮船舶傳感器偏差的方法卻因算法限制降低了實時性。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明提出一種改進(jìn)優(yōu)化的智能船舶目標(biāo)定位數(shù)據(jù)融合方法。旨在解決如何根據(jù)船舶各種測量裝置的偏差以及不同傳感器不同海況下的測量精度，對不同傳感器周期性的更新權(quán)值分配，從而在保證有效提高目標(biāo)定位精度的同時提高算法的實時性的問題。

(二)技術(shù)方案

為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明提供一種改進(jìn)優(yōu)化的智能船舶目標(biāo)定位數(shù)據(jù)融合方法，包括：

S1、對基于多種傳感器測量的多種目標(biāo)定位數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得出多種目標(biāo)定位數(shù)據(jù)的預(yù)處理值；

S2、對多種所述目標(biāo)定位數(shù)據(jù)的預(yù)處理值進(jìn)行相關(guān)性判斷，得出目標(biāo)定位數(shù)據(jù)的同類值；

S3、確定觀測周期；

S4、將所述目標(biāo)定位數(shù)據(jù)的同類值與目標(biāo)定位數(shù)據(jù)的平均值對比，得出各傳感器的測量偏差的標(biāo)準(zhǔn)差；

S5、根據(jù)所述測量偏差的標(biāo)準(zhǔn)差確定各傳感器的權(quán)值，且所述各傳感器的權(quán)值分配隨所述觀測周期變化而更新；

S6、根據(jù)各所述傳感器的權(quán)值對所述目標(biāo)定位數(shù)據(jù)的同類值通過加權(quán)公式進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，得出目標(biāo)定位數(shù)據(jù)的融合值。

優(yōu)選地，步驟S1之前，還包括：

F11、對需要定位跟蹤的目標(biāo)物進(jìn)行識別，判斷所述目標(biāo)物是船舶還是普通礙航物；

F12、若是船舶，則采用通用傳感器和第一類傳感器進(jìn)行目標(biāo)定位，得出目標(biāo)定位數(shù)據(jù)；

F13、若是普通礙航物，則采用所述通用傳感器和第二類傳感器進(jìn)行目標(biāo)定位，得出目標(biāo)定位數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述通用傳感器包括導(dǎo)航雷達(dá)、視頻定位設(shè)備；

所述第一類傳感器包括AIS以及激光雷達(dá)；

所述第二類傳感器包括毫米波雷達(dá)。

優(yōu)選地，所述預(yù)處理包括野值剔除、時間校準(zhǔn)以及空間校準(zhǔn)。

優(yōu)選地，步驟S1包括：

S11、對多種目標(biāo)定位數(shù)據(jù)進(jìn)行所述野值剔除，得出多種目標(biāo)數(shù)據(jù)的精確值；

S12、確定基準(zhǔn)時間序列；

S13、將各所述目標(biāo)數(shù)據(jù)的精確值根據(jù)所述基準(zhǔn)時間序列進(jìn)行所述時間校準(zhǔn)，得出目標(biāo)定位數(shù)據(jù)的時間校準(zhǔn)值；