[发明专利]一种基于相似性原理的全局传感器系统误差分区配准算法

权利要求书

1.一种基于相似性原理的全局传感器系统误差分区配准算法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、采集多传感器的所有输出航迹；

S2、利用航迹空间相似性原理，计算航迹之间的相关性，自动选择用于误差配准的航迹集合，避免人工参与选择配准航迹集；

S3、误差配准的航迹集分区；

S4、采用遗传算法计算各传感器不同扇区的系统误差；

S5、计算全局匹配方差；

S6、选择全局匹配方差最小的传感器系统误差进行传感器误差配准，完成基于相似性原理的全局传感器系统误差分区配准算法。

2.根据权利要求1所述的利用航迹空间相似性原理，计算航迹之间的相关性，选择用于误差配准的航迹集合，其特征在于所述步骤S2的具体方法为：

定义对于第i条航迹和第j条航迹，其相似性因子可以表示为

Δ_ij(k)＝(R_i(k)cos(θ_i(k))-R_j(k)cos(θ_j(k)))²+(R_i(k)sin(θ_i(k))-R_j(k)sin(θ_j(k)))²表示k时刻两条航迹之间的欧氏距离，R_i(k)为第i条航迹的距离，θ_i(k)为第j条航迹的方位。ε_ij越小，则航迹i和航迹j的相似度越高。

将两个传感器公共探测区域内的所有航迹分别计算ε_ij，选择满足下式的一组航迹组合{(i₁,j₁),(i₂,j₂),K,(i_n,j_n)}为配准航迹组。

min(∑ε_ij)，ε_ij≤δ。

3.根据权利要求1所述的误差配准的航迹集分区方法，其特征在于，所述步骤S3的具体方法为：

传感器探测区域按方位划分为16个扇区，每个扇区22.5度，将配准航迹集合{(i₁,j₁),(i₂,j₂),K,(i_n,j_n)}分配到两个传感器对应扇区。传感器A的第N扇区航迹可以表示为

如果该扇区内没有可以配对的航迹，则

A_N＝[0]。

4.根据权利要求1所述的采用遗传算法各传感器系统误差方法，其特征在于，所述步骤S4的具体方法为：

分区配对后的航迹组合和建立误差配准模型。

表示在k时刻传感器A和传感器B的量测；λ＝[ΔR_A,Δθ_A,ΔR_B,Δθ_B]^T表示雷达A和雷达B量测的系统误差，经过误差配准后的坐标可以表示为：

在同一时刻经过配准后，雷达A和雷达B对同一目标的观测点应该重合，即满足

构造一个目标函数，用非线性优化的方法估计各雷达的系统误差。误差配准的目标是使两个雷达观测到的目标航迹都与目标真实位置逼近，如果两个雷达的观测点都配准到目标真实位置，则配准后的两个测量点之间的距离应该为0，因此两个雷达配准的目标为寻找一组系统误差值，使配准后航迹点的距离最小，因此配准的目标可以表示为下式：

G_mn(k)表示在同一时刻雷达A扇区m和雷达B扇区n系统误差配准后对同一目标量测的欧氏距离，表明了配准后两个测量点相差的程度。若G_mn(k)＝0则表明经过配准后两个雷达的测量点重合在目标真实位置上，但是由于测量中随机误差的存在，一般G_mn(k)≠0，误差配准的目的是寻找一组合适的λ使min(G_mn(k))。对于N次测量的数据，即要在一定的范围内寻找一组λ，使得式取最小值。求解过程采用遗传算法。