[发明专利]一种异步多传感器空时偏差联合估计与补偿方法及装置

说明书

本发明公开一种异步多传感器空时偏差联合估计与补偿方法及装置，所述方法包括：步骤a，计算k‑1融合时刻的状态采样点和对应权值；步骤b，计算k融合时刻的预测状态采样点，预测状态和预测状态误差协方差矩阵；步骤c，计算预测量测采样点，预测量测向量；步骤d，计算新息协方差矩阵、状态和观测之间的互协方差矩阵；步骤e，确定k融合时刻的估计状态和估计状态误差协方差矩阵；步骤f，读取目标状态估计、空间偏差估计和时间偏差估计；步骤g，令k＝k+1，重复上述步骤，形成闭环循环操作；所述装置与所述方法对应。这样，在传感器数据率不同的情况下，对扩维后的状态向量进行估计，通过迭代，在获得目标状态估计的同时实现了对空时偏差的有效估计和补偿。

技术领域

本发明涉及目标跟踪定位技术领域，具体涉及一种异步多传感器空时偏差联合估计与补偿方法及装置。

背景技术

消除传感器量测数据的系统误差和完成传感器信息的时间同步是实现多传感器信息正确融合的基础，目前多数算法的研究集中在时间对齐和空间偏差配准问题。

Dana M P.Registration:A prerequisite for multiple sensor tracking[J].Multitarget-Multisensor Tracking:Advanced Applications,1990,1:155-185.中提出了广义最小二乘法解决空间偏差配准问题，该方法利用每时刻量测数据和空间偏差在二维平面导出对应的量测方程，在接收了N个量测数据后利用得到的N个量测方程构建相应的线性方程，依据最小二乘方准则求得传感器空间偏差向量的估计。Zhou Y,Leung H,Blanchette M.Sensor alignment with earth-centered earth-fixed coordinatesystem[J].IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems,1999,35(2):410-418.中提出了最大似然法，该方法对传感器系统偏差和目标的状态进行同时估计，利用立体投影进行空间偏差的配准。这些方法只处理空间偏差估计和补偿问题，未考虑多传感器融合中的时延问题，仅在传感器的时延和量测时刻准确已知的情况下可实现空间偏差配准。

现有技术中，尚未出现可以对异步传感器的空时偏差以及目标状态进行有效估计的方法及装置。

鉴于上述缺陷，针对传感器数据率不同的情况，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，首先提供一种异步多传感器空时偏差联合估计与补偿方法，其包括：

步骤a，利用滤波算法估计目标状态，确定k-1融合时刻的估计状态、估计状态误差协方差矩阵，计算k-1融合时刻的状态采样点和对应的权值；

步骤b，根据k-1融合时刻的所述状态采样点和对应权值，预测k融合时刻的预测状态采样点、预测状态和预测状态误差协方差矩阵；

步骤c，根据k融合时刻的所述预测状态采样点，计算k融合时刻的预测量测采样点以及预测量测向量；

步骤d，根据k融合时刻的所述预测量测采样点以及所述预测量测向量，计算k融合时刻的新息协方差矩阵、状态和观测之间的互协方差矩阵；

步骤e，根据k融合时刻的量测数据集合、所述预测量测向量、所述新息协方差矩阵、所述互协方差矩阵、所述预测状态和所述预测状态误差协方差矩阵，确定k融合时刻的估计状态和估计状态误差协方差矩阵；

步骤f，从k融合时刻的所述估计状态中读取目标状态估计、空间偏差估计和时间偏差估计，其中，所述空间偏差估计与所述时间偏差估计为第k个融合周期传感器的空间偏差估计和传感器之间的相对时间偏差估计；所述目标状态估计为第k个融合周期补偿所述空间偏差和所述时间偏差后的所述目标状态估计；