一种基于多传感器数据融合算法的运动目标航迹感知方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114200438A(43)申请公布日2022.03.18(21)申请号202010979508.6(22)申请日2020.09.17(71)申请人中国科学院沈阳自动化研究所地址110016辽宁省沈阳市沈河区南塔街114号(72)发明人冯亮李德隆孙铁铭汤哲宋吉广(74)专利代理机构沈阳科苑专利商标代理有限公司21002代理人王倩(51)Int.Cl.G01S13/58(2006.01)G01S13/87(2006.01)G01S15/58(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图2页(54)发明名称一种基于多传感器数据融合算法的运动目标航迹感知方法(57)摘要本发明涉及信息处理领域，具体说是一种基于多传感器数据融合算法的运动目标航迹感知方法。包括以下步骤：通过初始状态下的目标所在位置原点，以正东方向为X轴正向，根据右手定则建立绝对坐标系；将多种类型传感器采集的目标航迹信息转换为在绝对坐标系下目标航迹量测矩阵；多种类型传感器进行目标航迹信息匹配，对某种传感器采集目标的丢失情况进行处理，对多种类型传感器的目标航迹信息进行融合，得到融合后的目标航迹量测矩阵，即融合信息；将融合信息作为参数输入，利用最小二乘法进行数据融合，获取融合结果，并将融合结果添加至目标列表，得到目标航迹。本发明感知水面运动目标的信息精度高，且在机动时也可以保证对目标运动信息准确感知。CN114200438ACN114200438A权利要求书1/3页1.一种基于多传感器数据融合算法的运动目标航迹感知方法，其特征在于，包括以下步骤：1)通过初始状态下的目标所在位置原点，以正东方向为X轴正向，根据右手定则建立绝对坐标系；2)将航行器多种类型传感器采集的目标航迹信息转换为在绝对坐标系下目标航迹量测矩阵；3)多种类型传感器进行目标航迹信息匹配，对某种传感器采集目标的丢失情况进行处理，对多种类型传感器的目标航迹信息进行融合，得到融合后的目标航迹量测矩阵，即融合信息；4)将融合信息作为参数输入，利用最小二乘法进行数据融合，获取融合结果，并将融合结果添加至目标列表，得到目标航迹。2.根据权利要求1所述的一种基于多传感器数据融合算法的运动目标航迹感知方法，其特征在于，所述多种类型传感器，包括：多目标传感器和单一目标传感器；其中，多目标传感器包括：全局目标传感器和局部目标传感器；所述全局目标传感器为可进行360度进行监测的雷达；所述局部目标传感器为设定视场角度感知水下的声呐，所述单一目标传感器对水面单一目标进行锁定跟踪的光电跟踪仪。3.根据权利要求1所述的一种基于多传感器数据融合算法的运动目标航迹感知方法，其特征在于，所述将航行器多种类型传感器采集的目标航迹信息转换为在绝对坐标系下目标航迹量测矩阵；具体为：所述目标航迹量测矩阵X如下式所示：TX＝[x,vx,y,vy]其中，x与vx分别为目标在绝对坐标系下沿x轴方向的位置和速度信息，y与vy分别为目标在绝对坐标系下沿y轴方向的位置和速度信息。4.根据权利要求1所述的一种基于多传感器数据融合算法的运动目标航迹感知方法，其特征在于，所述步骤3)对多种类型传感器的目标航迹信息进行融合，包括：单一目标传感器间融合、多目标传感器与单一目标传感器融合、多目标传感器间融合。5.根据权利要求1所述的一种基于多传感器数据融合算法的运动目标航迹感知方法，其特征在于，所述步骤3)，具体为：传感器目标丢失情况处理分为以下四种情况：①某时刻单一传感器间融合时某一单一传感器目标丢失：使用未丢失的单一传感器目标航迹信息作为融合输出，待丢失目标再次建立跟踪时重新开始融合；②多目标传感器与单一目标传感器融合时多目标传感器目标丢失：采用状态关联方法从当前时刻多目标传感器目标输出中，寻找目标匹配；若匹配成功，则将多目标传感器与单一目标传感器通过融合算法进行融合，得到两目标航迹信息的融合信息进行输出；若匹配未成功，则将单一目标传感器目标航迹信息作为融合信息输出；③多目标传感器与单一目标传感器融合时，单一目标传感器目标丢失：采用多目标传感器目标航迹信息作为融合信息输出；④两个多目标传感器间融合时，某一传感器目标丢失：采用状态关联方法从当前时刻2CN114200438A权利要求书2/3页多目标传感器目标输出中，寻找目标匹配；若匹配成功，则将两个多目标传感器目标航迹信息通过融合算法进行融合得到融合信息进行输出；若匹配未成功，则将未丢失传感器目标信息作为融合信息输出。6.根据权利要求5所述的一种基于多传感器数据融合算法的运动目标航迹感知方法，其特征在于：所述融合算法具体为：其中ZR为多目标传感器的量测矢量，ZL为多目标传感器或单一目标传感器的量测矢量，HR为多目标传感器的量测矩阵，HL为多目标传感器