[发明专利]一种基于BLUE的雷达与红外观测数据融合方法、系统有效

专利信息
申请号: 202110162733.5 申请日: 2021-02-05
公开(公告)号: CN112966720B 公开(公告)日: 2023-05-23
发明(设计)人: 盛琥;庞博清;唐思圆;杨秀凯;单齐;任清安;陈磊;邓宇浩 申请(专利权)人: 中国电子科技集团公司第三十八研究所
主分类号: G06V10/80 分类号: G06V10/80;G06T7/246;G01S13/86
代理公司: 合肥昊晟德专利代理事务所(普通合伙) 34153 代理人: 王林
地址: 230000 安徽省合*** 国省代码: 安徽;34
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 blue 雷达 红外 观测 数据 融合 方法 系统
【权利要求书】:

1.一种基于BLUE的雷达与红外观测数据融合方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1:滤波器初始化

设时刻k(k=0,1)获得的雷达观测为估计时刻1的状态和协方差阵

S2:一步状态估计

设k(k>1)时刻收到雷达观测rm,1,θm,1和红外传感器观测θm,2,基于雷达观测rm,1和θm,1,采用改进BlUE滤波器,得到目标一步状态估计;

S3:最终状态估计

基于步骤S2得到的目标一步状态估计,以及红外传感器观测θm,2,采用修正BLUE滤波器,得到目标最终状态估计;

S4:递推估计目标状态

下一个采样时刻,重复步骤S2~S3,递推估计目标状态,实现雷达、红外观测数据融合;

所述雷达和所述红外传感器组网工作,组网中心位于原点,雷达位置XR=[xR yR]T,红外传感器位置XI=[xI yI]T,目标状态方程如下:

xk=Fkxk-1+Gkvk

其中,xk、Fk为时刻k的目标状态和状态转移矩阵,目标匀速运动时,Fk表达式为:

Gk为噪声输入矩阵,系统噪声vk=[vx vy]T,vx、vy是沿着X轴、Y轴的零均值高斯过程噪声,其协方差阵为Qk

雷达对目标的观测方程为:

zk,1=Hk,1(xk-XR)+wk,1

其中,zk,1为雷达的转换量测向量,Hk,1为观测系数矩阵,wk,1为观测噪声向量;

红外传感器对目标的观测方程为:

zk,2=Hk,2(xk-XI)+wk,2

其中,zk,2为红外转换量测向量,Hk,2为观测系数矩阵,wk,2为观测噪声向量;

所述步骤S2的具体过程如下:

S21:基于k-1时刻的和计算k时刻状态预测和协方差阵Pk

其中,xp、yp是目标在直角坐标系下沿X轴、Y轴的位置预测,是目标速度预测;

S22:基于状态预测和协方差阵计算雷达方位预测θp,1及方差计算雷达斜距预测rp,1及方差

S23:基于步骤S22的计算结果,估计雷达融合方位,进而构造一步转换量测zk,1

雷达融合方位θf,1定义为:

θf,1=θp,1k,1m,1p,1){0≤αk,1≤1}

其中,αk,1是雷达方位观测权值,表达式如下:

αk,1=arg max{α1121}

αk,1取值为α11和α21的最大值,α11和α21的表达式如下:

κ是比例系数,取值不小于5;

θf,1的方差

S24:在线估计Sk,1和参数:

其中,

Sk,1各元素定义如下:

其中,

S25:计算求解目标的一步状态估计:

所述步骤S3的具体过程如下:

S31:设估计红外传感器斜距rp,2和方差

S32:估计红外方位预测θp,2和方差表达式如下:

S33:基于步骤S31、S32的rp,2、θp,2和θm,2,构造红外融合方位θf,2,建立红外传感器转换量测zk,2

红外融合方位θf,2的定义如下:

θf,2=θp,2k,2m,2p,2){0≤αk,2≤1}

其中,αk,2是红外方位观测权值,表达式如下:

αk,2=argmax{α1222}

θf,2的方差

S34:在线估计Sk,2和参数:

其中,

Sk,2各元素定义如下:

其中:

S35:基于步骤S34的参数结果,计算目标最终状态估计:

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