[发明专利]基于多源信息融合的移动物体的测速定位方法和系统

权利要求书

1.一种基于多源信息融合的移动物体的测速定位方法，其特征在于，包括：

采用多个测速定位装置分别实时采集所述移动物体的状态相关信息，以获得各个采集状态量，所述采集状态量包括所述移动物体的位置信息和速度信息，

构建联邦卡尔曼滤波器模型，所述联邦卡尔曼滤波器模型包括与所述多个测速定位装置对应的子滤波器和一个主滤波器，

通过各个所述子滤波器确定各个所述测速定位装置对应的离散状态方程和测量方程，以分别根据当前时刻的上一时刻的各个所述采集状态量和各个所述采集状态量对应的所述状态方程和测量方程，计算获取用于与各个所述测速定位装置对应的用于表征所述移动物体在当前时刻的状态相关信息的各个测量状态量，

使各个所述子滤波器根据当前时刻的各个所述测量状态量分别计算出当前时刻的所述移动物体的状态相关信息的各个子状态预测量和各个与所述子状态预测量对应的子均方误差预测量，并通过所述主滤波器将当前时刻的各个所述子状态预测量和子均方误差预测量分别进行融合，以将获得所述移动物体在当前时刻的融合状态预测量和融合均方误差预测量，并根据当前时刻的所述融合状态预测量和融合均方误差预测量获得当前时刻所述移动物体的定位测速结果；

通过所述主滤波器将获得所述融合状态预测量反馈至至少部分所述的各个所述子滤波器中，使得各个所述子滤波器中产生所述子状态预测量与所述融合状态预测量之间的差值不断减小，以及将所述融合均方误差预测量的倒数与设定的各个权重分配系数相乘后分别反馈到各个所述子滤波器，以在各个所述子滤波器中按照公式来更新优化各个所述子均方误差预测量，所述为个所述测速定位装置的编号，，为第个所述测速定位装置对应的所述权重分配系数，，所述为所述时刻编号，

各个所述测速定位装置在对应速度范围内的测速定位精确度越高，所述测速定位装置对应的所述权重分配系数越高；

在所述多个所述测速定位装置中的一个出现故障期间，使出现故障的所述测速定位装置对应的所述权重分配系数设置为0，且将所述出现故障的所述测速定位装置对应的所述权重分配系数按照所述移动物体在所述故障期间的速度和其它非故障的所述定位装置在对应速度内的测速定位精确度分给未出现故障的各个所述测速定位装置对应的各个子滤波器中，

且在所述故障期间，通过所述联邦卡尔曼滤波器模型根据出现所述故障前一时刻的所述测量状态量和当前时刻的所述测量状态量、融合状态预测值推算所述故障期间的各个时刻的所述融合状态预测量和融合均方误差预测量，公式为：

，

，

其中，为出现故障的时刻，为出现所述故障后从到的时刻，为从时刻到时刻的状态转移阵，为时刻所述移动物体的采集状态量，为第个测速定位装置在时刻对应的所述测量状态量，表示基于时刻所述移动物体的采集状态量、第1时刻至j时刻时段内得到的多个测量状态量求期望值，求得的期望值作为所述移动物体在时刻的状态预测量； 为第个所述测速定位装置对应的所述移动物体在时刻的状态预测量，为第个所述测速定位装置对应的所述移动物体在从时刻推算到时刻的状态预测量，为的均方误差预测量，为第个所述测速定位装置对应的所述移动物体在时刻均方误差预测量，为所述第个测速定位装置对应的系统噪声移动矩阵， 表示系统噪声协方差。

2.根据权利要求1所述的测速定位方法，其特征在于，所述移动物体为磁浮列车，所述多个测速定位装置包括3个所述定位侧装置，第一个为北斗导航系统，第二个为惯性导航系统，第三个为多普勒雷达系统。

3.根据权利要求2所述的测速定位方法，其特征在于，所述多个测速定位装置中的第个测速定位装置对应的离散状态方程为：，第个测速定位装置对应的所述测量方程为：，

其中，为时刻所述磁浮列车的采集状态量，所述采集状态量的状态变量包括所述第i个测速定位装置采集的磁浮列车的位置信息和速度，为所述第个测速定位装置对应的系统噪声移动矩阵；为所述第个测速定位装置对应状态一步转移矩阵，为所述第个测速定位装置对应的时刻的前一时刻的系统噪声，为所述第个测速定位装置对应的所述测量状态量，为所述第个测速定位装置测量矩阵，为所述第个测速定位装置测量噪声。