[發(fā)明專利]一種多余度引導(dǎo)全自動(dòng)著陸信息融合方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011047694.6
• 申請(qǐng)日: 2020-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN112229406A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂明偉;谷宇;楊耀通;張少卿;李姝冬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司沈陽(yáng)飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所
• 主分類號(hào): G01C21/20
• 分類號(hào): G01C21/20;G01C21/00;G05D1/06
• 代理公司: 北京航信高科知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11526
• 代理人: 劉傳準(zhǔn)

本申請(qǐng)屬于飛機(jī)巡航解算技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種多余度引導(dǎo)全自動(dòng)著陸信息融合方法及系統(tǒng)。所述方法包括獲取飛機(jī)著陸前的多個(gè)傳感器的量測(cè)數(shù)據(jù)；對(duì)多個(gè)所述量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間對(duì)準(zhǔn)，獲取設(shè)定時(shí)間間隔下的各時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的多個(gè)傳感器的量測(cè)數(shù)據(jù)；將各傳感器的量測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)齊至同一坐標(biāo)系下；將各傳感器的量測(cè)數(shù)據(jù)按設(shè)定的權(quán)重進(jìn)行融合。本申請(qǐng)通過多傳感器之間的信息融合，能夠有效互補(bǔ)各類不同傳感器自身的不足，提高整個(gè)感知系統(tǒng)的性能，獲得更豐富、更可靠、更精確的相對(duì)位姿估計(jì)。提高了自動(dòng)著陸時(shí)的安全性、可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)屬于飛機(jī)巡航解算技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種多余度引導(dǎo)全自動(dòng)著陸信息融合方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

自動(dòng)著陸技術(shù)是當(dāng)前飛機(jī)必須具備的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。海上飛機(jī)“著陸”與陸上飛機(jī)著陸相比其控制受到的外界干擾復(fù)雜多樣，而要求的控制精度要高得多。環(huán)境感知技術(shù)的發(fā)展在很大程度上依賴于傳感器的發(fā)展，每種傳感器都有其自身的特點(diǎn)，各有所長(zhǎng)也都存在自身的局限性。至今，沒有一種傳感器的所有參數(shù)性能都優(yōu)于其他任何傳感器。為了適應(yīng)無(wú)人機(jī)由遠(yuǎn)及近、強(qiáng)魯棒性、高精度等要求，需要使用多種傳感器同時(shí)觀測(cè)目標(biāo)并進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。通過多傳感器之間的信息融合，能夠有效互補(bǔ)各類不同傳感器自身的不足，提高整個(gè)感知系統(tǒng)的性能，獲得更豐富、更可靠、更精確的相對(duì)位姿估計(jì)。

當(dāng)多種引導(dǎo)手段可正常工作時(shí)，突然出現(xiàn)一種引導(dǎo)手段發(fā)生信息精度劇烈變化時(shí)，會(huì)導(dǎo)致其中一路引導(dǎo)信息精度發(fā)生劇烈變化(尤其是引導(dǎo)精度最高的引導(dǎo)手段)，這種情況下現(xiàn)有的信息融合技術(shù)難以保證融合后的精度不隨之發(fā)生劇烈變化。同時(shí)也需要滿足當(dāng)某一引導(dǎo)手段出現(xiàn)故障時(shí)，維持原精度持續(xù)一段時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N多余度引導(dǎo)全自動(dòng)著陸信息融合方法及系統(tǒng)，以提高數(shù)據(jù)融合的精確度。

本申請(qǐng)第一方面提供了一種多余度引導(dǎo)全自動(dòng)著陸信息融合方法，包括：

步驟S1、獲取飛機(jī)著陸前的多個(gè)傳感器的量測(cè)數(shù)據(jù)；

步驟S2、對(duì)多個(gè)所述量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間對(duì)準(zhǔn)，獲取設(shè)定時(shí)間間隔下的各時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的多個(gè)傳感器的量測(cè)數(shù)據(jù)；

步驟S3、將各傳感器的量測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)齊至同一坐標(biāo)系下；

步驟S4、將各傳感器的量測(cè)數(shù)據(jù)按設(shè)定的權(quán)重進(jìn)行融合。

優(yōu)選的是，步驟S1中，所述量測(cè)數(shù)據(jù)包括時(shí)間信息與位姿信息。

優(yōu)選的是，步驟S2中，對(duì)多個(gè)所述量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間對(duì)準(zhǔn)包括：

步驟S21、獲取各傳感器中量測(cè)精度最低的傳感器的采樣時(shí)間點(diǎn)；

步驟S22、獲取該采樣時(shí)間點(diǎn)下各傳感器的量測(cè)數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的是，步驟S23中，通過內(nèi)插外推法獲得各傳感器的所述采樣時(shí)間點(diǎn)下的量測(cè)數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的是，步驟S4中，采用滑窗協(xié)方差自適應(yīng)融合估計(jì)技術(shù)對(duì)各傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，包括：

步驟S41、計(jì)算各傳感器的設(shè)定定步長(zhǎng)內(nèi)的量測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)方差；

步驟S42、根據(jù)各傳感器的數(shù)據(jù)方差的倒數(shù)占所有傳感器的數(shù)據(jù)方差的倒數(shù)之和的比值作為融合權(quán)重，進(jìn)行各傳感器的量測(cè)數(shù)據(jù)的融合。

優(yōu)選的是，所述步驟S42中，在進(jìn)行各傳感器的數(shù)據(jù)方差的倒數(shù)計(jì)算時(shí)，進(jìn)一步包括在所述數(shù)據(jù)方差的基礎(chǔ)上增加一個(gè)防錯(cuò)系數(shù)，所述防錯(cuò)系數(shù)為遠(yuǎn)小于1的正數(shù)。

本申請(qǐng)第二方面提供了一種多余度引導(dǎo)全自動(dòng)著陸信息融合系統(tǒng)，包括：

量測(cè)數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取飛機(jī)著陸前的多個(gè)傳感器的量測(cè)數(shù)據(jù)；

時(shí)間配準(zhǔn)模塊，用于對(duì)多個(gè)所述量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間對(duì)準(zhǔn)，獲取設(shè)定時(shí)間間隔下的各時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的多個(gè)傳感器的量測(cè)數(shù)據(jù)；