【技术实现步骤摘要】
卡尔曼滤波的提高阵列光栅定位空间分辨率的方法及系统
本专利技术属于光纤传感器
，更具体地，涉及一种卡尔曼滤波的提高阵列光栅定位空间分辨率的方法及系统。
技术介绍
近些年来，随着智慧矿山的提出以及国家对于煤矿开采安全的重视，越来越多的煤矿企业加大了对安全管理、避险系统的投入以及自动化开采的研究，其中井下高精度定位问题就是首先需要解决的问题，也成为了相关科研机构和企业的研究重点。在井下开采过程中，掌握矿用机车运行过程中的实时位置信息不仅可以帮助管理人员准确高效地完成机车调度，提高开采效率，同时也能避免井下交通事故的发生，为井下人员和财产安全提供保障。而且矿井巷道作为一种典型的实际复杂环境，研究其中的定位技术也对其他复杂环境中的高精度定位具有一定的指导意义。自卡尔曼滤波提出以来，经过40多年的发展，卡尔曼滤波已经形成了一个比较完整的理论体系，并且成功应用于航空航天、工业控制等领域。卡尔曼滤波器是一个最优化自回归数据处理算法，它的广泛应用已经超过30年，包括航空器轨道修正、机器人系统控制、雷达系统与导弹追踪等。近年来更...
【技术保护点】
1.一种卡尔曼滤波的提高阵列光栅定位空间分辨率的方法，其特征在于，包括：/nS1：获取目标经过时的阵列光栅振动传感器的振动信号，并对所述振动信号进行解调得到所述振动信号对应的数字信号；/nS2：对所述数字信号进行目标检测得出目标的当前位置信息及目标的速度信息；/nS3：将所述目标的当前位置信息及目标的速度信息进行卡尔曼滤波不断修正以得到优化后的目标的位置信息及目标的速度信息。/n
【技术特征摘要】
1.一种卡尔曼滤波的提高阵列光栅定位空间分辨率的方法，其特征在于，包括：
S1：获取目标经过时的阵列光栅振动传感器的振动信号，并对所述振动信号进行解调得到所述振动信号对应的数字信号；
S2：对所述数字信号进行目标检测得出目标的当前位置信息及目标的速度信息；
S3：将所述目标的当前位置信息及目标的速度信息进行卡尔曼滤波不断修正以得到优化后的目标的位置信息及目标的速度信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2包括：
从所述数字信号中检测出有目标信息的光栅信号，然后根据光栅的定位确定所述目标的位置信息，并根据不同时刻检测到的目标的位置信息，由对应的位置差与时间差的比值得到所述目标的速度信息。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤S3包括：
S3.1：增加噪声干扰，然后根据实测的所述目标的当前位置信息及目标的速度信息和上一时刻通过卡尔曼滤波算法预测得到的目标的位置信息及目标的速度信息，估计当前时刻目标的位置信息及目标的速度信息；
S3.2：采用实测的所述目标的当前位置信息及目标的速度信息对估计的当前时刻目标的位置信息及目标的速度信息进行修正，以将估计值空间映射至实测值空间；
S3.3：将实测值与空间映射后的估计值两者分布的高斯分布相乘，然后根据相乘后的高斯分布得到最优的目标位置信息及最优的目标速度信息。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，由估计当前时刻目标的位置信息及目标的速度信息，由确定的协方差矩阵Pk，其中，表示当前时刻预测的目标位置与速度组成的矩阵，Fk表示当前时刻的状态变换矩阵，表示上一时刻预测的目标位置与速度组成的矩阵，Bk表示当前时刻控制量的变换矩阵，表示当前时刻的状态增益，Pk-1表示上一时刻的协方差矩阵，Qk表示当前时刻的系统噪声。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，由得到最优的目标位置信息及最优的目标速度信息，由P′k＝Pk-K′HkPk得到对应的协方差矩阵P′k，其中，表示最优的位置与速度估计矩阵，表示当前时刻目标的位置与速度的实测值，Hk表示当前时刻的预测矩阵，Rk表示实测数据的噪声分布的协方差矩阵。
6.一种卡尔曼滤波的提高阵列光栅定位空...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐婉，徐一旻，王月明，宋珂，
申请(专利权)人：武汉烽理光电技术有限公司，武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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