[发明专利]一种异构网络异常时可用的动目标定位方法

说明书

本发明公开了一种异构网络异常时可用的动目标定位方法，包括如下步骤：以异构网络下动目标多参量测量，网络正常时动目标定位融合估计，以及网络异常时定位预测及校正为主线，首先定位区域内动目标自身速度、偏航角以及与节点间到达时间差和到达角度的多参量测量，其次参考动目标运动学模型建立异构网络正常时包含多参量的动目标定位融合估计模型，最后判断异构网络异常时定位失效采用神经网络进行动目标定位预测及错误输出校正。本发明在异构网络正常时采用多参量进行融合定位估计，在异构网络异常时采用神经网络进行定位预测及错误输出校正，提高动目标在定位区域内长航时稳定定位性能。

技术领域

本发明涉及动目标实时精确定位技术，特别是一种异构网络异常时可用的动目标定位方法。

背景技术

动态定位技术是动目标自主运动、导航跟踪的基础，能够说明“在什么位置或者区域发生了什么特定事件”。动目标动态定位技术被广泛应用在军事侦察、自动化生产、物流装备等医疗互助，同时拓展到深空、深海以及灾害极端环境中。动目标只有知道当前自身位置与工作空间和动静态障碍物之间的相对位置，才能对动目标按照一定的算法进行控制驱动目标，根据功能需求运动到预定的目的地。存在一类诸如煤矿井下、灾变建筑物、大型隧道以及水下构筑物等一类环境，由于卫星信号受到遮蔽而不能对此类环境中的矿井装备人员、救援机器人、隧道作业车辆以及水下裂缝检测平台等进行卫星定位。研究人员纷纷利用里程计、视觉图像、红外对射、激光测距等传感技术，并考虑实际应用中里程计累计误差、视觉图像光照及变形、红外对射非连续输出、激光测距障碍物遮蔽等影响，但是无法实现动目标在封闭空间的分布式稳定定位需求。

传感器技术以及无线通信技术的快速发展，并在动目标定位领域的渗透，结合无线传感网络集智能化、网络化及便携式的特点，能够进行节点分布式覆盖、无线多跳路由传输、数据融合处理以及目标测距定位等任务。但是无线信号容易受到信号反射衰减以及多径传播等干扰，同时无线信号传播存在较强时变特性，甚至存在弱覆盖使得在局部区域内产生错误位置。随着动目标应用环境日趋恶劣且其多机协作任务日趋复杂，对全局范围内动目标定位精度和稳定性要求不断提高，需要其他定位方法辅助来增强动目标定位性能。现有的工作主要集中在目标融合定位算法方面，尤其是在可视化静态场景中测试数据采集传输未受到影响，但是在复杂及不确定环境中定位数据出现异常，目标无线定位存在不稳定甚至失效的情况。动目标运动特性检测存在长航时累计误差的情况，单纯采用滤波算法存在定位失效的情况，对动目标定位连续性、精确性及稳定性带来一定影响，需要考虑动目标运动特性及无线定位误差时空尺度上的分布规律。

因此，为了实现动目标在全空间具有适中的精度和稳定性，建立基于运动特性的状态方程和基于无线传感的测量方程，考虑无线信号存在遮蔽或者丢包的情况，利用动目标运动学特性进行无线错误定位融合校正，扩展定位系统的适用范围，增强全空间长航时动目标精确稳定定位性能。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种解决了在异构网络数据测量异常时动目标无法有效定位的问题，从而实现异构网络异常时可用的动目标定位方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种异构网络异常时可用的动目标定位方法，构建能够测量包括动目标自身运动参量和动目标与锚点间的几何距离参量的异构网络；所述的动目标自身运动参量由安装在动目标左右的行走部轴编码器进行采集；所述的动目标与无线锚点间的几何距离参量由安装在动目标机身的无线未知节点和预先安装在定位空间的无线锚点测量，通过无线未知节点和无线锚点之间的到达时间差及到达角度信号，计算出动目标与对应锚点的几何距离；所述无线未知节点和无线锚点之间的到达时间差及到达角度信号，通过有线网络方式由交换机传输到基站；所述基站经过融合计算得到动目标在定位空间的实时位置。