一種多制式傳感器的數(shù)據(jù)融合算法
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考慮到探測(cè)器各自形成的局部航跡可能發(fā)生批號(hào)交換的錯(cuò)誤，導(dǎo)致某一探測(cè)器同一批號(hào)的航跡前后半段來(lái)自不同的目標(biāo)。因此，在進(jìn)行數(shù)據(jù)融合時(shí)可能出現(xiàn)以下兩種情況：1)兩條航跡前半段來(lái)自同一目標(biāo)，而后半段來(lái)自不同目標(biāo)：2)兩條航跡前半段來(lái)自不同目標(biāo)，而后半段來(lái)自同一目標(biāo)。如果用測(cè)量相似度均值作為測(cè)量集相似程度的度量標(biāo)準(zhǔn)，則當(dāng)局部航跡發(fā)生上述第一種錯(cuò)誤后，已經(jīng)相關(guān)的兩條航跡不能及時(shí)分離；當(dāng)局部航跡發(fā)生第二種錯(cuò)誤后，航跡不能及時(shí)合并。為了解決這一問(wèn)題，我們可以通過(guò)對(duì)“歷史”加以衰減，使相似度主要依靠近期的測(cè)量值來(lái)確定的方法。即
。不管x的概率是什么，只要知道了觀測(cè)誤差的概率分布就可求出該估計(jì)。
對(duì)本文討論的情況，對(duì)于同一個(gè)x存在一組探測(cè){zi}，使f{z}|x({z}|x)取得最大值的就是最大似然估計(jì)。已知任意兩次探測(cè)相互獨(dú)立，各探測(cè)分量(r，θ，φ等)也相互獨(dú)立，且服從正態(tài)分布，即有：
根據(jù)此條件可以求出f{z}|x({z}|x)和grad(Inf{z}|x)。再用梯度下降法即可求出使ln f{z}({Z})取得最大值的就是目標(biāo)位置的最大似然估計(jì)值。
若上述測(cè)量集合{Zi}只包含一個(gè)兩坐標(biāo)探測(cè)器(兩坐標(biāo)雷達(dá)或紅外探測(cè)器)點(diǎn)跡，則采用梯度下降法只能收斂到弧線段或直線段上，而無(wú)法收斂到一點(diǎn)。因此上面的估計(jì)只針對(duì)測(cè)量集合{Zi}至少包含兩個(gè)探測(cè)器或包含三坐標(biāo)雷達(dá)的探測(cè)系統(tǒng)的情況。
4 應(yīng)用
在某項(xiàng)目研制中，應(yīng)用本文所討論的融合算法，三坐標(biāo)雷達(dá)探得的目標(biāo)和至少兩個(gè)探測(cè)器同時(shí)探測(cè)得到的目標(biāo)都能形成完整的三維融合點(diǎn)跡。而僅被一部?jī)勺鴺?biāo)探測(cè)器探測(cè)到目標(biāo)的點(diǎn)跡集合無(wú)法通過(guò)前面的方法變成三維點(diǎn)跡。處理后的整個(gè)點(diǎn)跡序列表現(xiàn)為三維融合點(diǎn)跡和原始的二維點(diǎn)跡分段交替出現(xiàn)。為了得到最終的融合航跡，需選用一組恰當(dāng)?shù)目柭鼮V波器組進(jìn)行切換濾波。即當(dāng)存在三維點(diǎn)跡時(shí)用探測(cè)值形式為(x,y,z)的卡爾曼濾波器進(jìn)行濾波，當(dāng)遇到無(wú)三維點(diǎn)跡時(shí)切換為兩坐標(biāo)探測(cè)器進(jìn)行卡爾曼濾波，并且切換時(shí)沿用前一濾波器估計(jì)出的狀態(tài)
向量和狀態(tài)向量誤差協(xié)方差作為濾波器的起始條件，由此就成功地融合出了完整的三維航跡，同時(shí)能很好地估計(jì)出目標(biāo)速度和加速度。
5 結(jié)語(yǔ)
本文提出的多制式傳感器數(shù)據(jù)融合算法能有效地解決多制式傳感器系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)融合問(wèn)題；算法簡(jiǎn)單，易于工程實(shí)現(xiàn)。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/159283.htm
評(píng)論