[發(fā)明專利]一種光頻域多傳感器航跡關(guān)聯(lián)方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211595205.X
• 申請日: 2022-12-12
• 公開（公告）號: CN115855025A
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李陽陽;姚守悝;李君波;周少杰;何大華
• 申請（專利權(quán)）人: 華中光電技術(shù)研究所（中國船舶集團有限公司第七一七研究所）
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00;G01C21/20
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 許美紅

1.一種光頻域多傳感器航跡關(guān)聯(lián)方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、構(gòu)建全局坐標(biāo)系：構(gòu)建全局坐標(biāo)系，并確定m個傳感器相對于全局坐標(biāo)系原點位置的坐標(biāo)S_i＝(x_si，y_si，z_si)，i＝1，2，…，m，以及n個目標(biāo)在全局坐標(biāo)中系中的位置坐標(biāo)T_i＝(x_tj，y_tj，z_tj)，j＝1，2，…，n；

S2、測量俯仰角度和方位角度：利用多傳感器測量多個目標(biāo)點，對測量的數(shù)據(jù)進行時間對準(zhǔn)，計算每個目標(biāo)相對于每一個傳感器的測量俯仰角度和方位角度，計算公式為

其中，為第j個目標(biāo)的位置相對與第i個傳感器的測量俯仰角度，θ_ij為第個j目標(biāo)的位置相對與第i個傳感器的測量方位角度，x_si，y_si，z_si為第i個傳感器在全局坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，x_tj，y_tj，z_tj為第j個目標(biāo)在全局坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，v為噪聲誤差；

S3、估計俯仰角度和方位角度：在傳感器有效作用距離范圍內(nèi)，隨機產(chǎn)生n組目標(biāo)坐標(biāo)位置O_i＝(x_oj，y_oj，z_oj)，j＝1，2，…，n，并將n組目標(biāo)數(shù)據(jù)進行編碼，計算該n組數(shù)據(jù)相對于m個傳感器的直接俯仰角作為估計俯仰角度和方位角度，計算公式為

其中，h(S_i，O_j)為預(yù)測目標(biāo)O_j相對于第i個傳感器的估計俯仰角度，g(S_i，O_j)為預(yù)測目標(biāo)O_j相對于第i個傳感器的估計方位角度，x_oj，y_oj，z_oj為第j個目標(biāo)在全局坐標(biāo)系中的預(yù)估坐標(biāo)值。

S4、估算目標(biāo)實際位置：根據(jù)估計與測量的俯仰角度和方位角度構(gòu)建適應(yīng)度函數(shù)Fit，公式為

并通過遺傳算法得到新的n組數(shù)據(jù)，重復(fù)步驟S3、S4，完成迭代優(yōu)化后獲得n個目標(biāo)的實際位置估算值；

S5、坐標(biāo)互聯(lián)獲得目標(biāo)航跡：對n個目標(biāo)的實際位置估算值統(tǒng)一到全局坐標(biāo)中系中，進行空間對準(zhǔn)，重復(fù)步驟S2～S4獲得下一時刻的n個目標(biāo)的實際位置估算值，將同一目標(biāo)不同時刻的位置坐標(biāo)相互連接，到目標(biāo)的航跡信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光頻域多傳感器航跡關(guān)聯(lián)方法，其特征在于，步驟S1中的全局坐標(biāo)系為世界坐標(biāo)系中或WGS84坐標(biāo)系。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光頻域多傳感器航跡關(guān)聯(lián)方法，其特征在于，步驟S2中的對測量的數(shù)據(jù)進行時間對準(zhǔn)是指把各航跡的點跡外推到同一時刻，得到該俯仰角度和方位角度數(shù)組。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光頻域多傳感器航跡關(guān)聯(lián)方法，其特征在于，步驟S2中的噪聲誤差為服從均值為v，標(biāo)準(zhǔn)差為σ的高斯分布誤差。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光頻域多傳感器航跡關(guān)聯(lián)方法，其特征在于，步驟S3中的將n組目標(biāo)數(shù)據(jù)進行編碼是指將n組數(shù)據(jù)進行二進制編碼或者十進制編碼。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光頻域多傳感器航跡關(guān)聯(lián)方法，其特征在于，步驟S4中的通過遺傳算法得到新的n組數(shù)據(jù)是指通過變異算子、交叉算子和重組算子得到新的n組數(shù)據(jù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光頻域多傳感器航跡關(guān)聯(lián)方法，其特征在于，步驟S4中的完成迭代優(yōu)化是指迭代次數(shù)達到所設(shè)置的最大迭代次數(shù)，或者適應(yīng)度函數(shù)小于設(shè)置的閾值時，停止迭代。