[发明专利]一种三维空间转弯机动目标的状态估计方法及系统

说明书

本发明属于多传感器信息融合技术领域，尤其涉及一种三维空间转弯机动目标的状态估计方法及系统。该方法利用3个不同时刻的位置测量数据获得坐标变换矩阵，通过坐标变换矩阵将3个位置测量变换至xoy面上，然后利用变换后位置测量数据估计出目标的转弯率估计和变换后的目标状态估计，再利用坐标变换矩阵对变换后的目标状态估计进行反变换，最终获得三维空间转弯机动目标的状态估计。本发明通过坐标变换将三维空间转弯机动目标状态估计问题转化为二维空间中转弯机动目标的状态估计问题，从而可以有效地估计出三维空间转弯机动目标的状态，且方法简单、高效。

技术领域

本发明属于多传感器信息融合技术领域，尤其涉及一种三维空间转弯机动目标的状态估计方法及系统。

背景技术

目标跟踪通常需要传感器根据最初几个时刻的测量数据估计出目标的初始状态，从而起始新的目标轨迹。然而，现有的初始状态的估计方法只适用于匀速运动的目标和匀加速运动的目标，以及在二维空间中的转弯机动目标，不适用于三维空间中的转弯机动目标。

发明内容

本发明提供了一种三维空间转弯机动目标的状态估计方法及系统，旨在解决现有技术中难以有效估计出转弯机动目标状态的问题。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的，本发明提供了一种三维空间转弯机动目标的状态估计方法，所述方法包括：

步骤1、利用3个不同时刻的位置测量数据确定出目标运动平面，计算所述目标运动平面与xoy平面的夹角，由所述目标运动平面与xoy平面之间的交线计算得到所述交线与x轴间的夹角以及所述交线与x轴的交点；

步骤2、利用所述目标运动平面与xoy平面的夹角、所述交线与x轴间的夹角、以及所述交线与x轴的交点获取坐标变换矩阵，以将目标运动平面上的3个位置测量数据变换到xoy平面上，得到3个变换后的位置测量数据，并利用所述变换后的位置测量数据得到所求的变换矩阵；

步骤3、利用所述变换后的位置测量数据求取目标的转弯率，利用所述变换后的位置测量数据及所述转弯率获得所述变换后的目标状态估计；

步骤4、利用所述所求的变换矩阵对所述变换后的目标状态估计进行反变换，以获得三维空间中目标的状态估计。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种三维空间转弯机动目标的状态估计系统，所述系统包括：

夹角与交点计算模块，用于利用3个不同时刻的位置测量数据确定出目标运动平面，计算所述目标运动平面与xoy平面的夹角，由所述目标运动平面与xoy平面之间的交线计算得到所述交线与x轴间的夹角以及所述交线与x轴的交点；

变换矩阵获取模块，用于利用所述目标运动平面与xoy平面的夹角、所述交线与x轴间的夹角、以及所述交线与x轴的交点获取坐标变换矩阵，以将目标运动平面上的3个位置测量数据变换到xoy平面上，得到3个变换后的位置测量数据，并利用所述变换后的位置测量数据得到所求的变换矩阵；

变换后的目标状态估计模块，用于利用所述变换后的位置测量数据求取目标的转弯率，利用所述变换后的位置测量数据及所述转弯率获得所述变换后的目标状态估计；

三维空间目标状态获取模块，用于利用所述所求的变换矩阵对所述变换后的目标状态估计进行反变换，以获得三维空间中目标的状态估计。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：