[發(fā)明專利]一種主被動傳感器抗差數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)方法

有效

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• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113392882B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田威;高斌;陳佳俊;黃俊錦;于瑩
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍海軍工程大學(xué)
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 武漢智盛唯佳知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 42236
• 代理人: 胡紅林;李曉貝

本發(fā)明公開了一種主被動傳感器抗差數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)方法，涉及主被動傳感器多目標(biāo)數(shù)據(jù)融合技術(shù)領(lǐng)域，該方法包括以下步驟：步驟S1.對輸入的主被動傳感器目標(biāo)觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到主被動傳感器在給定時刻對多個目標(biāo)的觀測量；步驟S2.基于參照角度集合和參照角度向量，構(gòu)建目標(biāo)參照角度序列；步驟S3.對目標(biāo)參照角度序列進(jìn)行量化編碼；步驟S4.基于目標(biāo)參照角度序列特征構(gòu)建主被動傳感器目標(biāo)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)費用矩陣；步驟S5.通過算法對關(guān)聯(lián)費用矩陣進(jìn)行計算，得到主被動傳感器目標(biāo)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)矩陣，并輸出結(jié)果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及主被動傳感器多目標(biāo)數(shù)據(jù)融合技術(shù)領(lǐng)域，具體來講是一種主被動傳感器抗差數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)方法。

背景技術(shù)

主動傳感器，亦稱有源傳感器，如雷達(dá)、主動聲納等，在目標(biāo)定位與跟蹤方面具有優(yōu)勢，但在目標(biāo)身份識別方面能力欠佳；而被動傳感器，亦稱無源傳感器，如ESM、紅外等，在靜默偵察與目標(biāo)識別(包括輻射源識別及攜載平臺識別)方面具有優(yōu)勢，能測量目標(biāo)角度，但通常不能直接提供目標(biāo)距離。主/被動傳感器數(shù)據(jù)融合在戰(zhàn)場態(tài)勢感知、復(fù)合制導(dǎo)等軍事應(yīng)用領(lǐng)域以及反恐安保等民用領(lǐng)域具有十分重要的價值。

近年來，主/被動異類傳感器融合引起了學(xué)術(shù)界及工業(yè)部門的廣泛關(guān)注。由于主、被動傳感器上報的信息內(nèi)容迥異，二者公共探測信息僅存在于目標(biāo)的角度信息維度，相關(guān)工作大多基于主/被動傳感器數(shù)據(jù)間的角度觀測之差來構(gòu)建關(guān)聯(lián)判決函數(shù)，重點處理的是隨機誤差對主/被動數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性能的影響，無法有效應(yīng)對系統(tǒng)誤差的影響。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種主被動傳感器抗差數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)方法，能夠解決系統(tǒng)誤差環(huán)境下主/被動傳感器多目標(biāo)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)問題，其目的是在同一目標(biāo)的主被動傳感器觀測數(shù)據(jù)之間建立對應(yīng)關(guān)系。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：一種主被動傳感器抗差數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)方法，包括以下步驟：步驟S1.對輸入的主被動傳感器目標(biāo)觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到主被動傳感器在給定時刻對多個目標(biāo)對應(yīng)的觀測量；步驟S2.基于參照角度集合和參照角度向量，構(gòu)建目標(biāo)參照角度序列；步驟S3.對目標(biāo)參照角度序列進(jìn)行量化編碼；步驟S4.基于目標(biāo)參照角度序列特征構(gòu)建主被動傳感器目標(biāo)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)費用矩陣；步驟S5.通過算法對關(guān)聯(lián)費用矩陣進(jìn)行計算，得到主被動傳感器目標(biāo)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)矩陣，并輸出結(jié)果。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，記分別為在給定時刻t，目標(biāo)i相對于主動傳感器的距離、方位真實值；分別為在給定時刻t，主動傳感器對目標(biāo)i的距離、方位測量值；Δr_a、Δθ_a分別為主動傳感器在距離、方位測量上的系統(tǒng)誤差；分別為主動傳感器在距離、方位測量上的隨機噪聲；于是，在給定時刻t，主動傳感器對目標(biāo)i的距離、方位測量或估計可表示為：

目標(biāo)i相對于主動傳感器局部坐標(biāo)系的距離、方位真值可即為：

記主動傳感器的距離、方位測量上的系統(tǒng)誤差向量為：

Δη_a＝[Δr_a Δθ_a]^T (3)；

記主動傳感器的距離、方位測量上的隨機噪聲向量為：

則有

其中，n_a為主動傳感器觀測到的目標(biāo)數(shù)目。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，記為在給定時刻t，目標(biāo)i相對于被動傳感器的方位真實值；為在給定時刻t，被動傳感器對目標(biāo)i的方位測量值；Δθ_p為被動傳感器在方位測量上的系統(tǒng)誤差；為被動傳感器在方位測量上的隨機噪聲，則有