[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
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 | ||
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,1+αk,1(θm,1-θp,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{α11,α21}
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,2+αk,2(θm,2-θp,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{α12,α22}
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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