[发明专利]一种多信源不确定融合定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种融合定位方法，特别涉及一种多信源在不确定噪声下的融合定位方法，属于智能信息处理技术领域。

背景技术

随着低空空域管理改革的深入，中国的通用航空进入快速成长期，通用航空器的日益增加使低空空域飞行活动变得愈来愈错综复杂，从而为低空探测与安全监视带来了新的挑战。

雷达以其固有的特点，是低空空管的必要设备，由于雷达电波的直线传播以及地形遮挡物的影响，在对飞行目标监视时存在大量的雷达盲区，限制了跟踪精度的提高和短期冲突检测告警的能力。低空图像辅助监视可以跟踪低空目标，覆盖性好，但受气候影响较大，图像辅助监视配合雷达跟踪系统可实现对空中目标的协同监视，通过数据融合技术得到目标的精确位置，进而跟踪低空目标，提高监视系统的可靠性。

对目标跟踪精度以及系统可靠性要求的提高，使得单一测量已经无法满足，利用多传感器的多源信息对目标进行融合定位已成为目前研究的热点。多传感器的联合概率数据关联法以及基于交互多模型的多假设跟踪法是常用的目标跟踪定位方法，文献“《基于红外和雷达数据融合的机动目标跟踪方法》，朱志宇，激光与红外，2007年2月，第37卷，第2 期，170-174”利用并行多传感器联合概率数据关联法，通过对红外和雷达数据的融合实现对目标的跟踪定位。但是这些融合定位方法主要基于多传感器的测量误差为独立高斯白噪声的假设，条件过于理想。实际中，雷达与图像监视设备常常放在一个平台上，平台方位角和高低角的误差导致了图像和雷达测量噪声具有相关性，而且，噪声统计特性不可能为人们熟知，存在着各种不确定因素；如果地面布有多个监视系统，融合估计时需要等效到同一坐标系，当监视点距离较大时这种等效也会带来关联性误差和不确定误差。实践表明，这些关联性误差和不确定性常常是影响融合估计精度的主要因素。而目前所给的融合定位方法无法考虑实际系统中的不确定因素，不能更贴切的描述实际系统。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种不确定因素影响下多信源的融合定位方法，通过计算不确定因素影响下的系数加权矩阵得到多源信息的融合估计，实现对目标的融合定位。

本发明所采用的技术方案是一种多信源不确定融合定位方法，特点具体包括以下步骤：

1、含有相关噪声和不确定项的m 个传感器给出同一物理向量的模型

kT时刻融合估计定义为

式中：为待估计的物理向量，为融合估计结果，为时刻第个传感器的测量值，是相应的测量误差，均值为零，的协方差阵为，表示时刻第个传感器测量的不确定项， 为系数矩阵，为采样周期，全申请书符号定义相同；

2、根据测量仪器和误差标定给定测量误差的协方差阵，计算

式中子块表示测量误差的协方差阵，为不确定误差的上确界，E表示数学期望，实参数通过具体系统及实验确定；

3、根据

确定融合估计系数矩阵，

式中：，

为单位矩阵；

4         kT时刻的融合估计值以及融合估计的误差协方差阵为：

。

本发明的有益效果是：本发明考虑多源监测系统测量中不确定因素的影响，更贴近真实的系统，为了缩小不确定因素的影响，将不确定因素考虑为测量噪声相互关联并带有不确定项，该融合算法对不确定因素只需要一次整体近似，避免了对每一个传感器的测量值都经过滤波估计以及每次滤波都需要对不确定项进行近似的大量计算，简化了计算量，提高了对目标融合定位的精度。

下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。

附图说明

图1是多信源不确定融合估计流程图，图中的符号与说明书中符号一致。

具体实施方式

参照图1。

下面以对低空飞行目标的监视为例说明该融合定位方法，假设目标由雷达及图像共同监视，两种监视设备安装在同一平台上，平台方位角和高低角的误差导致图像和雷达测量噪声具有相关性，而且，噪声的统计特性存在不确定因素。通过雷达以及图像的测量信息对低空飞行目标进行跟踪监视，需要对雷达以及图像的测量信息进行融合定位，具体步骤如下：

1、将雷达以及图像监视系统的测量数据等效到基准观测点的坐标系中，给出含有相关噪声和不确定项的同一物理向量的模型，

kT时刻融合估计定义为

式中