一种基于位置差预测加权的多源弹性融合定位方法技术

本发明专利技术提出了一种基于位置差预测加权的多源弹性融合定位方法，属于多源融合定位领域。该方法通过根据不同传感器的导航定位精度和不同传感器与当前预测定位结果之间的定位误差给不同的传感器赋予不同的融合加权权值，并剔除当前不可用传感器的影响，实现复杂环境的稳定连续导航定位。该方法能够在存在“冗余”传感器信息的条件下提升导航定位的稳定性和精度，实现载体平台随环境变化动态优化定位，该方法结构简单，计算量小，稳定性好，是一种在多源融合导航定位领域简单实用的方法。多源融合导航定位领域简单实用的方法。多源融合导航定位领域简单实用的方法。

【技术实现步骤摘要】
一种基于位置差预测加权的多源弹性融合定位方法


[0001]本专利技术属于多源融合定位领域，涉及一种基于位置差预测加权的多源弹性融合定位方法，该方法属于复杂环境下多传感器载体平台稳定连续导航的一种设计方法，特别适用于复杂多变环境下的多传感器载体的自适应动态导航和定位。

技术介绍

[0002]多源融合定位技术由于其定位精度高、鲁棒性高而受到业界的广泛关注。通过对导航系统所处外部环境和内部工作状态的检测、分析与感知，利用多源传感信息自适应调整导航系统体系结构，使用最适合的系统配置(包括工作模式、策略、融合滤波参数与方法等)，达到当前外部环境下最佳的定位、导航性能是未来多源融合导航发展的重要技术方法，对于解决城市峡谷、室内等卫星导航信号遮挡情况下的导航定位问题具有重要意义。
[0003]但是，多源融合定位设计存在以下难点：一是多导航源难以协同增效，单一手段抗扰能力弱，信息安全、经济安全存在安全隐患；二是动态目标由多个不同的传感器跟踪，每个传感器都有不同的测量结果和噪声特点。如何能够结合多传感器的测量结果，使最终融合后的估计结果比单一传感器的结果更好目前未有较好的解决思路。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对多源传感器的可靠性融合定位问题，提出一种简单实用的多源导航定位融合方法，提升多源传感器融合定位的鲁棒性。
[0005]本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种基于位置差预测加权的多源弹性融合定位方法，包括以下步骤：
[0007](1)设t时刻第n个传感器定位结果为q
n
(t)，并根据不同传感器定位精度给不同的传感器赋予不同的定位精度权值，即：其中δ
n
为第n个传感器的定位精度，σ为定位精度在权值比重计算中的约束系数，0＜n≤N，N为传感器数量；
[0008](2)t≤3时，根据各个传感器定位结果和对应的定位精度权值计算t时刻的融合定位结果；
[0009](3)t＞3时，根据前三个时刻的融合定位结果计算t时刻的预测位置；
[0010](4)计算t时刻不同传感器的定位结果与预测位置之间的距离差l
n
(t)；
[0011](5)将t时刻不同传感器的定位结果与预测位置之间的距离差与设定的门限T
th
相比较，若l
n
(t)＞T
th
，则t时刻第n个传感器定位结果不可用，并从融合定位中剔除不可用传感器的定位结果；若l
n
(t)≤T
th
，则认为t时刻第n个传感器定位结果可用于融合定位，并更新可用传感器的实际加权权值，即:其中，μ估计位置与实测位置误差影响因子；
[0012](6)构建新的实际加权权值向量，即：L'(t)＝[γ1(t),
…
γ
k
(t),
…
γ
K
(t)]，0＜k
≤K，K≤N，K为可用传感器的数量，并根据实际加权权值向量和传感器定位结果计算t时刻的融合定位结果。
[0013]进一步的，步骤(2)中融合定位结果q
r
(t)为：
[0014][0015]′
[0016]进一步的，步骤(3)中t时刻的预测位置q
r
(t)为：
[0017]q'
r
(t)＝q
r
(t
‑
1)+((q
r
(t
‑
1)
‑
q
r
(t
‑
2))+(q
r
(t
‑
2)
‑
q
r
(t
‑
3)))/2；
[0018]式中，q
r
(t
‑
1)、q
r
(t
‑
2)和q
r
(t
‑
3)分别对应为前三个时刻的融合定位结果。
[0019]进一步的，步骤(6)中t时刻的融合定位结果为：
[0020][0021]本专利技术相比现有技术的有益效果为：
[0022]本专利技术提供一种基于位置差预测加权的多源弹性融合定位方法，该方法根据当前时刻的预测位置与不同传感器测量位置之间的差值和在该环境下不同传感器的定位误差构建加权约束权值，实现多源传感器的动态定位融合。该方法的有益效果主要体现在以下方面：
[0023]1、本专利技术方法可将定位误差约束到一定范围内，防止多源融合由于个别传感器定位误差大出现跳变；
[0024]2、本专利技术方法实现简单，计算量小，鲁棒性好，具有较好的应用推广价值。
附图说明
[0025]图1一种基于位置差预测加权的多源弹性融合定位方法流程图。
具体实施方式
[0026]下面结合附图对本专利技术作更进一步的说明。如图1所示为本专利技术实施例公开的一种基于位置差预测加权的多源弹性融合定位方法流程，具体包括如下步骤：
[0027](1)设t时刻第n个传感器定位结果为q
n
(t)，其中，q
n
(t)＝[x
n
(t),y
n
(t),z
n
(t)]为第n个传感器在三维空间的输出坐标，0＜n≤N，N为传感器数量，根据不同传感器定位精度给不同的传感器赋予不同的定位精度权值，即：其中δ
n
为第n个传感器的定位精度，σ为定位精度在权值比重计算中的约束系数，通常σ可取一个常数，也可取一个随定位精度增大的一个变量。
[0028](2)若t≤3，t时刻的融合定位结果为
[0029][0030](3)若t＞3，设t时刻的预测位置为
[0031]q'
r
(t)＝q
r
(t
‑
1)+((q
r
(t
‑
1)
‑
q
r
(t
‑
2))+(q
r
(t
‑
2)
‑
q
r
(t
‑
3)))/2；
[0032](4)计算t时刻不同传感器的定位结果与预测位置之间的距离差，即：
[0033]l
n
(t)＝||q
n
(t)
‑
q'
r
(t)||
[0034]则有L(t)＝[l1(t),
…
l
n
(t),
…
l
N
(t)]。
[0035](5)将t时刻不同传感器的定位结果与预测位置之间的距离差与设定的门限T
th
相比较，T
th
的取值与载体定位的要求精度和载体运动状态有关(一般可取多源传感器的平均定位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于位置差预测加权的多源弹性融合定位方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)设t时刻第n个传感器定位结果为q
n
(t)，并根据不同传感器定位精度给不同的传感器赋予不同的定位精度权值，即：其中δ
n
为第n个传感器的定位精度，σ为定位精度在权值比重计算中的约束系数，0＜n≤N，N为传感器数量；(2)t≤3时，根据各个传感器定位结果和对应的定位精度权值计算t时刻的融合定位结果；(3)t＞3时，根据前三个时刻的融合定位结果计算t时刻的预测位置；(4)计算t时刻不同传感器的定位结果与预测位置之间的距离差l
n
(t)；(5)将t时刻不同传感器的定位结果与预测位置之间的距离差与设定的门限T
th
相比较，若l
n
(t)＞T
th
，则t时刻第n个传感器定位结果不可用，并从融合定位中剔除不可用传感器的定位结果；若l
n
(t)≤T
th
，则认为t时刻第n个传感器定位结果可用于融合定位，并更新可用传感器的实际加权权值，即:其中，μ估计位置与实测位置误差影响因子；(6)构建新的实际加权权值向量，即：L'(t)＝[γ1(t),
…
γ
k
(t),
…
γ
K
(t)]，0＜...

【专利技术属性】
技术研发人员：范广伟，贾瑞才，王腾，王永杰，郝志松，李新亮，陈玮，孟岩，徐灿，腾学斌，王培南，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：