传感器数据空间配准算法研究进展.pdf

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1、2012年第31卷第8期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)5传感器数据空间配准算法研究进展宋文彬(中国电子科技集团公司第十研究所,四川成都610036)摘要:传感器系统偏差配准是信息融合技术的重要分支,作为目标跟踪、关联及航迹融合的前提,它在整个融合系统中起着非常关键的作用。详细介绍了传感器数据空间配准技术的背景、难点及研究思路,系统综述了相关算法的国内外进展情况,并指出了存在的主要问题。最后,展望了该领域进一步的发展方向。关键词:空间配准;传感器;系统偏差中图分类号:TP274.2文献标识码:A文章

2、编号:1000-9787(2012)08-0005-04ResearchprogressofspatialregistrationalgorithmsforsensordataS0NGWen-hin(The10thResearchInstituteofChinaElectronicsTechnologyGroupCorporation,Chengdu610036,China)Abstract:Sensorregistrationisanimportantbranchofinformationfusiontechnology.Asthepreconditio

3、noftargettracking,associationandtrackfusion,itplaysavitalroleinthewholesystem.Thebackground,dificultiesandresearchideaofsensorspatialregistrationareintroduceddetailedly,acomprehensivereviewoftherelativehomeandabroadalgorithmsisgiven,andthemainexistingproblemsarepointedout.Furtherd

4、evelopmentprospectisproposed.Keywords:spatialregistration;sensor;systembias0引言差模型比较困难。这里列出常遇到的2种情形:一是在不现代战争的多样化、复杂化离不开多传感器的组合运同的空域范围,传感器系统偏差存在不同;二是系统偏差会用。利用数据融合技术综合处理来自多个传感器的原始信发生突变,如持续数十秒到数分钟不等,然后自动恢复;息,使之相互协调和优势互补,显著提高了系统的整体效2)空间配准与目标关联之间互为前提的特殊关系,很多空能。然而在实际应用中,因传感器之间系统偏差不同,各传间配

5、准算法需要目标已完成正确关联,但在配准之前,不同感器的量测结果并不重合,使得很难发挥出组合优势。传传感器量测可能由于系统偏差不同出现“鬼”或航迹分叉感器配准问题主要是为了消除系统偏差影响,它包括时间现象,超出了目标关联判决的阈值;3)不同平台之间的坐配准和空间配准2个方面。空间配准指利用多传感器对空标转换使得误差(随机误差和系统偏差)层层传递,发生复间共同目标的量测对各系统偏差进行估计和补偿⋯。空间杂的耦合关系。例如:机载传感器,其误差主要包括传感器配准是目标跟踪、关联及航迹融合获得良好结果的前提,它系统偏差、平台定位定姿偏差、平台机动过程产生的动态偏能有

6、效去除多达数百米甚至上千米的位置偏差,显著提高数差以及各种随机噪声等,这些误差会严重污染量测数据,造据融合的精度。在传感器投入使用前,人们常通过标定等手成空间配准算法发生异常(估计不准或无法收敛)。段校准系统偏差;在传感器运行期间,其系统偏差会随着时1.2空间配准算法分类间积累、环境变化而不断变化,需要反复地重新估计。因此,如表1所列,空间配准算法大致可从6个方面进行分空间配准对于多传感器系统而言是一项长期任务。类,且类与类之间可以交叉组合,形成更细的算法分类,如1空间配准算法难点、分类及思路基于非合作目标的固定平台空间配准、基于合作目标的舰1.1空间配准

7、算法难点载传感器空间配准等。1)平台级配准又称传感器级配准,1)传感器系统偏差复杂多变,致使建立合乎实际的偏在配准过程中,各传感器之间的距离相对于检测目标距离收稿日期:2012-02-216传感器与微系统第31卷可以忽略不计,如同一飞机或同一舰艇上的两部雷达。系等合作目标进行偏差估计。统级配准又称融合中心级配准,属多平台传感器配准,每个2.1空间配准算法研究传感器的测量坐标系原点不重叠;2)固定平台与移动平台空间配准算法的研究主流是基于非合作目标的配准算描述的是传感器搭载平台是否存在运动,一般而言,固定平法。依据系统偏差模型的维数区分,存在基于球(极)投影

8、台指位于地面固定位置的传感器搭载平台,如基站、灯塔的二维系统偏差估

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