【技术实现步骤摘要】
一种多传感器目标跟踪滤波方法及系统
本专利技术涉及目标跟踪定位
，特别是涉及一种多传感器目标跟踪滤波方法及系统。
技术介绍
目标跟踪技术无论在工业上、军事上，还是日常生活中均具有举足轻重的地位和重要作用，得到了广泛的关注与应用。例如在工业领域方面，工件的自动识别、分拣和抓取系统就是目标跟踪技术的一个重要应用，此外，诸如移动机器人、高精度装配、海岸监控、空中管制以及其他视频监控系统等领域目标跟踪系统也有重要应用。随着探测目标的数量增多、机动性增强、速度越来越快，单一传感器测量的数据已经无法满足日益增长的需求。人们开始探索将多个传感器的测量数据综合起来，最大限度地提取测量数据，实现对目标的跟踪。综合利用多个传感器对目标进行跟踪，能够克服单个传感器的局限性，全面准确地描述被跟踪对象。在多传感器系统中，系统不会因为单个传感器的故障导致整个系统崩溃或精度降低，同时在军事领域上，可以显著提高系统的生存能力与抗干扰能力，使得系统具有更高的可靠性。利用多传感器进行目标跟踪时，观测数据所包含的有用信息质量更高，信息资源更丰富，能...
【技术保护点】
1.一种多传感器目标跟踪滤波方法，其特征在于，包括：/n获取传感器检测得到的运动平台相对于跟踪目标的俯仰角量测值、方位角量测值、距离量测值和传感器的自协方差；所述传感器的个数为多个；所述俯仰角量测值为俯仰角真实值与俯仰角量测噪声值之和；所述方位角量测值为方位角真实值与方位角量测噪声值之和；所述距离量测值为距离真实值与距离量测噪声值之和；/n计算多个传感器检测的俯仰角量测值差值、方位角量测值差值和距离量测值差值；/n根据所述俯仰角量测值差值、所述方位角量测值差值、所述距离量测值差值和所述传感器的自协方差，对所述俯仰角量测值、所述方位角量测值和所述距离量测值进行重构，得到重构后...
【技术特征摘要】
1.一种多传感器目标跟踪滤波方法，其特征在于，包括：
获取传感器检测得到的运动平台相对于跟踪目标的俯仰角量测值、方位角量测值、距离量测值和传感器的自协方差；所述传感器的个数为多个；所述俯仰角量测值为俯仰角真实值与俯仰角量测噪声值之和；所述方位角量测值为方位角真实值与方位角量测噪声值之和；所述距离量测值为距离真实值与距离量测噪声值之和；
计算多个传感器检测的俯仰角量测值差值、方位角量测值差值和距离量测值差值；
根据所述俯仰角量测值差值、所述方位角量测值差值、所述距离量测值差值和所述传感器的自协方差，对所述俯仰角量测值、所述方位角量测值和所述距离量测值进行重构，得到重构后的俯仰角量测值、重构后的方位角量测值和重构后的距离量测值；
根据所述重构后的俯仰角量测值、所述重构后的方位角量测值和所述重构后的距离量测值进行扩展卡尔曼滤波，得到目标的跟踪定位结果。
2.根据权利要求1所述的多传感器目标跟踪滤波方法，其特征在于，所述计算多个传感器检测的俯仰角量测值差值、方位角量测值差值和距离量测值差值，具体包括：
根据如下公式计算k时刻俯仰角量测值差值Δθ1(k)：
Δθ1(k)＝θa(k)-θb(k)
根据如下公式计算k时刻方位角量测值差值Δψ1(k)：
Δψ1(k)＝ψa(k)-ψb(k)
根据如下公式计算k时刻距离量测值差值Δr1(k)：
Δr1(k)＝ra(k)-rb(k)
式中：θa(k)表示k时刻传感器a检测得到的运动平台相对于跟踪目标的俯仰角量测值，θb(k)表示k时刻传感器b检测得到的运动平台相对于跟踪目标的俯仰角量测值，ψa(k)表示k时刻传感器a检测得到的运动平台相对于跟踪目标的方位角量测值，ψb(k)表示k时刻传感器b检测得到的运动平台相对于跟踪目标的方位角量测值，ra(k)表示k时刻传感器a检测得到的运动平台相对于跟踪目标的距离量测值，rb(k)表示k时刻传感器b检测得到的运动平台相对于跟踪目标的距离量测值。
3.根据权利要求2所述的多传感器目标跟踪滤波方法，其特征在于，所述根据所述俯仰角量测值差值、所述方位角量测值差值、所述距离量测值差值和所述传感器的自协方差，对所述俯仰角量测值、所述方位角量测值和所述距离量测值进行重构，具体包括：
根据所述俯仰角量测值差值、所述方位角量测值差值、所述距离量测值差值和所述传感器的自协方差计算多个传感器俯仰角量测噪声值之间的互协方差、多个传感器方位角量测噪声值之间的互协方差和多个传感器距离量测噪声值之间的互协方差；
根据所述多个传感器俯仰角量测噪声值之间的互协方差、所述多个传感器方位角量测噪声值之间的互协方差、所述多个传感器距离量测噪声值之间的互协方差和所述传感器的自协方差，对所述俯仰角量测值、所述方位角量测值和所述距离量测值进行重构。
4.根据权利要求3所述的多传感器目标跟踪滤波方法，其特征在于，所述根据所述俯仰角量测值差值、所述方位角量测值差值、所述距离量测值差值和所述传感器的自协方差计算多个传感器俯仰角量测噪声值之间的互协方差、多个传感器方位角量测噪声值之间的互协方差和多个传感器距离量测噪声值之间的互协方差，具体包括：
根据如下公式计算多个传感器俯仰角量测噪声值之间的互协方差、多个传感器方位角量测噪声值之间的互协方差和多个传感器距离量测噪声值之间的互协方差：
式中，表示传感器a距离量测噪声值和传感器b距离量测噪声值之间的互协方差，表示传感器a俯仰角量测噪声值和传感器b俯仰角量测噪声值之间的互协方差，表示传感器a方位角量测噪声值和传感器b方位角量测噪声值之间的互协方差，ΔR1(k)表示距离量测值差值的平均值，ΔR2(k)表示俯仰角量测值差值的平均值，ΔR3(k)表示方位角量测值差值的平均值，表示传感器a检测得到的运动平台相对于跟踪目标的距离量测值的自协方差，表示传感器b检测得到的运动平台相对于跟踪目标的距离量测值的自协方差，表示传感器a检测得到的运动平台相对于跟踪目标的俯仰角量测值的自协方差，表示传感器b检测得到的运动平台相对于跟踪目标的俯仰角量测值的自协方差，表示传感器a检测得到的运动平台相对于跟踪目标的方位角量测值的自协方差，表示传感器b检测得到的运动平台相对于跟踪目标的方位角量测值的自协方差，Δr1(i)表示i时刻距离量测值差值，Δθ1(i)表示i时刻俯仰角量测值差值，Δψ1(i)表示i时刻方位角量测值差值。
5.根据权利要求4所述的多传感器目标跟踪滤波方法，其特征在于，所述根据所述多个传感器俯仰角量测噪声值之间的互协方差、所述多个传感器方位角量测噪声值之间的互协方差、所述多个传感器距离量测噪声值之间的互协方差和所述传感器的自协方差，对所述俯仰角量测值、所述方位角量测值和所述距离量测值进行重构，具体包括：
比较与差值和与差值的大小；
若与差值大于或等于与差值，根据如下公式对所述距离量测值进行重构：
r1(k)＝ra(k)
r2(k)＝λ1ra(k)+(1-λ1)rb(k)
若与差值小于与差值，根据如下公式对所述距离量测值进行重构：
r1(k)＝λ1ra(k)+(1-λ1)rb(k)
r2(k)＝rb(k)
式中，r1(k)表示传感器a重构后的距离量测值，r2(k)表示传感器b重构后的距离量测值，λ1表示第一参数值，cov(r1(k))表示r1(k)的协方差矩阵，cov(r2(k))表示r2(k)的协方差矩阵；
比较与差值和与差值的大小；
若与差值大于或等于与差值，根据如下公式对所述俯仰角量测值进行重构：
θ1(k)＝θa(k)
θ2(k)＝λ2θa(k)+(1-λ2)θb(k)
若与差值小于与差值，根据如下公式对所述俯仰角量测值进行重构：
θ1(k)＝λ2θa(k)+(1-λ2)θb(k)
θ2(k)＝θb(k)
式中，θ1(k)表示传感器a重构后的俯仰角量测值，θ2(k)表示传感器b重构后的俯仰角量测值，λ2表示第二参数值，cov(θ1(k))表示θ1(k)的协方差矩阵，cov(θ2(k))表示θ2(k)的协方差矩阵；
比较与差值和与差值的大小；
若与差值大于或等于与差值，根据如下公式对所述方位角量测值进行重构：
ψ1(k)＝ψa(k)
ψ2(k)＝λ3ψa(k)+(1-λ3)ψb(k)
若与差值小于与差值，根据如下公式对所述方位角量测值进行重构：
ψ1(k)＝λ3ψa(k)+(1-λ3)ψb(k)
ψ2(k)＝ψb(k)
式中，ψ1(k)表示传感器a重构后的方位角量测值，ψ2(k)表示...
【专利技术属性】
技术研发人员：任章，梁源，李清东，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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