传感与控制-基于多传感器的航迹自动判别算法

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1、2010-05兵工自动化29(5)OrdnanceIndustryAutomation·77·doi:10.3969/j.issn.1006-1576.2010.05.025基于多传感器的航迹自动判别算法王钤，张云龙，王伟，严发宝（中国兵器工业第五八研究所军品部，四川绵阳621000）摘要：为解决多传感器系统在目标跟踪时由于某个传感器不能正常工作而影响目标航迹精度的问题，采用基于最小二乘曲线拟合和kalman一步预测的判别算法，自动识别暂时失效的传感器并抛弃其受到污染的数据，以提高系统输出数据的精确性和整个系统的健壮性。并采用交互多模型（Inte

2、ractingmultiplemodel，IMM）进行仿真实验。实验结果表明，该算法实现简单，且有良好的效果。具有很好的工程应用前景。关键词：多传感器；自识别；航迹融合中图分类号：TP306;TP212.9文献标识码：AAuto-IdentifyTrackingAlgorithmBasedonMulti-SensorWANGQian,ZHANGYun-long,WANGWei,YANFa-bao(Dept.ofArmamentProducts,No.58ResearchInstituteofChinaOrdnanceIndustries,Mian

3、yang621000,China)Abstract:Acertainsensorerrorinmulti-sensortargettrackingmayinfluencethetargettrackprecision.Inordertosolvethisproblem,adoptleastsquarescurvefittingandkalmanone-stepprediction,sensorwhichtemporarilywithoutauto-identityfunctionwillnotusethepolluteddatatomakethe

4、outputdatamoreprecociousandsystemstronger.Then,adoptinteractingmultiplemodel(IMM)tocarryoutsimulationtest.Thetestresultshowsthatthealgorithmissimple,efficientandwithgoodprospectofengineeringapplication.Keywords:Multi-sensor;Auto-identify;Trackfusion0引言1自动识别原理光电跟踪系统多用于对目标位置坐标点

5、的量首先，判断自动识别传感器是否工作在正常状测，将所得到的量测点连接起来便形成了目标的航态，若均工作在正常状态，则进行融合，若其中某迹。在不同的坐标系下，目标的位置坐标点有不同各传感器工作在非正常状态，则采用来自正常工作的表示方式，如在球面坐标系中一般用方位角β，的传感器的数据，并在下一数据采样时刻重新进行高低角ε，和距离r来表示目标的三维坐标，各维坐关联。自动识别的逻辑框图如图1。标之间相互独立，通过先单独处理各一维坐标，再合并起来的方式，实现对目标三维坐标的处理。因为多传感器具有可视范围广、相互之间的量测信息互补性强等特点，故目前的光电跟踪系

6、统中一般采用多传感器，如CCD摄像机、红外热像仪、激光测距等。多传感器同时工作在正常状态的情况下，通过数据融合技术可以大大提高对目标的量测精度，即使其中某个传感器工作在非正常状态下（如云层遮挡，飞鸟干扰等），仍然可以通过对航迹的处图1自动识别的逻辑框图理提高量测的可靠性与实用性。故以两传感器为例2航迹关联后的数据处理进行讨论，以实现在航迹关联失败后对传感器信息的处理。2.1关联正确后的数据融合相对于传统的用图像处理的方法来判别传感器采用序贯航迹关联算法来进行不同传感器间的[1]是否正常工作，利用航迹进行识别计算要简单得多，航迹关联。当航迹关联正确

7、后，按下式进行融合：更容易满足实时性的要求。状态融合：收稿日期：2009-12-24；修回日期：2010-02-11作者简介：王钤（1984-），男，河南人，在读硕士研究生，主要从事多源信息处理的研究。·78·兵工自动化第29卷(1)(1)易满足实时性的要求，采用二次曲线拟合的方法实xkˆ()=P()*(kP()k+P(2)())*kxˆ(2)()k+现了以上2种情况的折中，既能很好地预测目标航(1)(2)(1)迹的趋势，又不会因为计算量太大而使实时性恶化。P()*(kP()k+图2中，AB、两点分别为2个传感器的量测(2)(1)P())*kxˆ

8、()k值，C点为利用拟合曲线外推一点得到的值，通过其中：xkˆ()为融合后的状态估计。比较AB、两点与C点差值的绝对值的大小，就可()i