基于极大似然的联合多传感器配准与融合

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作者 周学平 谢依妨 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2024年第1期31-35,共5页

传感器配准和多源融合是多传感器多目标跟踪系统中面临的两个重要问题。多传感器融合的精度一定程度上与传感器固有系统误差相关,为提高融合精度,需要进行多传感器配准。在多传感器多目标跟踪场景下,文中根据传感器量测噪声特性,通过公... 传感器配准和多源融合是多传感器多目标跟踪系统中面临的两个重要问题。多传感器融合的精度一定程度上与传感器固有系统误差相关,为提高融合精度,需要进行多传感器配准。在多传感器多目标跟踪场景下,文中根据传感器量测噪声特性,通过公式推导实现了一种基于极大似然的联合多传感器配准与融合算法。该算法可同时在采样时刻间对传感器系统偏差和目标融合位置进行估计,并对传感器系统误差进行时间递推。仿真结果表明,文中算法具有较高的估计精度,可同时解决多传感器的配准与融合问题。 展开更多

关键词 极大似然 多源融合 传感器配准 多目标跟踪

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多传感器中传感器配准技术发展综述 被引量：17

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作者 贺席兵 李教 敬忠良 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 2001年第2期11-14,共4页

多传感器配准技术是多传感器数据融合中的一个重要环节。文中介绍了多传感器配准误差源的主要来源及配准方法 ,综述了现有的多传感器配准技术 。

关键词 多传感器 传感器配准 配准误差源 时间配准 空间配准 数据融合 神经网络 知识库 智能计算

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基于高精度导航设备的海上多传感器配准算法 被引量：5

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作者 王成飞 王航宇 +1 位作者 石章松 占明锋 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期497-503,共7页

对海上多平台多传感器误差配准问题,利用平台的高精度导航信息将各传感器的量测数据转换到地心坐标系下,构建关于传感器偏差和舰艇姿态误差的伪测量模型,采用卡尔曼滤波对配准误差进行在线估计和补偿.算法较好地解决了传统的基于球极投... 对海上多平台多传感器误差配准问题,利用平台的高精度导航信息将各传感器的量测数据转换到地心坐标系下,构建关于传感器偏差和舰艇姿态误差的伪测量模型,采用卡尔曼滤波对配准误差进行在线估计和补偿.算法较好地解决了传统的基于球极投影误差配准技术受地球曲率影响的不足,并突破了离线配准算法假定配准误差恒定的限制.仿真实验结果验证了算法的正确性和有效性. 展开更多

关键词 数据融合 海上协同 传感器配准 地心坐标系 卡尔曼滤波

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多传感器配准估计方法与实现 被引量：5

4

作者 闫俊 石韬 《电光与控制》 北大核心 2008年第6期61-65,共5页

采用地心地固坐标系作为统一坐标系,研究了多传感器组网中的配准估计问题。首先论述了传感器配准的现实意义和传感器偏差的客观来源。随后给出了多传感器配准问题的数学模型描述,并据此给出了配准参数状态矢量。然后利用单目标在不同传... 采用地心地固坐标系作为统一坐标系,研究了多传感器组网中的配准估计问题。首先论述了传感器配准的现实意义和传感器偏差的客观来源。随后给出了多传感器配准问题的数学模型描述,并据此给出了配准参数状态矢量。然后利用单目标在不同传感器探测中的量测,在地心地固坐标系下得出偏差方程,采用一阶泰勒展开进行近似,给出各传感器距离、方位角、仰角偏差的线性化公式,并使用最小二乘法估计出各传感器的实时配准参数。最后通过一个Matlab仿真实例,验证了上述方法的有效性。 展开更多

关键词 传感器配准 数据融合 地心地固坐标系 最小二乘

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数据压缩卡尔曼滤波的多传感器精确配准方法 被引量：6

5

作者 李达 胡飞 郑学合 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2011年第11期2363-2367,共5页

针对多传感器的系统偏差估计问题,提出了数据压缩卡尔曼滤波的精确配准方法。首先采用无偏转换测量模型,利用各传感器局部测量值来构造系统偏差的伪测量方程,然后引入数据压缩方法得到一个合成的测量值,并使用卡尔曼滤波得到偏差估计值... 针对多传感器的系统偏差估计问题,提出了数据压缩卡尔曼滤波的精确配准方法。首先采用无偏转换测量模型,利用各传感器局部测量值来构造系统偏差的伪测量方程,然后引入数据压缩方法得到一个合成的测量值,并使用卡尔曼滤波得到偏差估计值。转换模型的无偏特性,保证了即使在测量噪声及系统偏差较大的情形下,估计结果仍然能有较好的一致性和稳定性。同时数据压缩方法可避免传统方法的多次迭代处理,只需一次滤波过程即可完成估计。仿真实验结果表明新方法的估计结果精度良好,同时可有效降低计算耗时。 展开更多

关键词 多传感器配准 无偏转换测量 数据压缩 卡尔曼滤波

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WGS-84坐标系下多空基无源传感器最大似然配准 被引量：9

6

作者 吴卫华 江晶 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期304-309,共6页

相比多运动平台有源传感器配准或异质传感器配准问题,多平台无源传感器的配准由于无距离信息将更为复杂,鲜有相关研究。为此,首先构建了WGS-84坐标系下有偏无源观测模型,然后将最大似然配准(maximum likelihood registration,MLR)算法... 相比多运动平台有源传感器配准或异质传感器配准问题,多平台无源传感器的配准由于无距离信息将更为复杂,鲜有相关研究。为此,首先构建了WGS-84坐标系下有偏无源观测模型,然后将最大似然配准(maximum likelihood registration,MLR)算法扩展到空基多运动平台无源传感器的配准。运用复合函数求导链式法则,推导出应用MLR算法时至为关键的传感器观测量对目标状态的雅克比矩阵。为计算该矩阵,研究了WGS-84坐标系下两平台利用仅角度观测对目标的无源定位问题。理论和仿真结果表明该方法可实现无源传感器配准,配准误差逼近其Cramer-Rao界,验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 无源传感器配准 最大似然配准 WGS-84 无源定位 多运动平台 雅克比矩阵

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WGS-84坐标系下空基多平台有源传感器最大似然配准 被引量：1

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作者 吴卫华 江晶 +1 位作者 张忠磊 李德芳 《电光与控制》 北大核心 2014年第10期65-69,105,共6页

对空基多运动平台有源传感器进行配准,是空战协同作战的前提和基础。首先构建了WGS-84坐标系下有偏观测模型,然后将最大似然配准(MLR)算法扩展到WGS-84坐标系下空基多运动平台有源传感器的配准。运用复合函数求导链式法则,推导出应用ML... 对空基多运动平台有源传感器进行配准,是空战协同作战的前提和基础。首先构建了WGS-84坐标系下有偏观测模型,然后将最大似然配准(MLR)算法扩展到WGS-84坐标系下空基多运动平台有源传感器的配准。运用复合函数求导链式法则,推导出应用MLR算法时至为关键的传感器观测量对目标状态的雅克比矩阵。理论和仿真结果表明,该方法可实现系统配准,配准误差逼近其Cramer-Rao下界。 展开更多

关键词 传感器配准 最大似然配准 WGS-84 空基多平台

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WGS-84坐标系下空基多平台异质传感器MLR配准 被引量：3

8

作者 吴卫华 江晶 《现代防御技术》 北大核心 2015年第2期130-136,共7页

多平台多传感器良好协同的重要前提之一是其系统误差的配准,由于空中平台的运动和传感器类型的异质性使得配准问题更为复杂。首先构建了WGS-84坐标系下有偏观测模型,然后将最大似然配准(maximum likelihood registration,MLR)算法扩展... 多平台多传感器良好协同的重要前提之一是其系统误差的配准,由于空中平台的运动和传感器类型的异质性使得配准问题更为复杂。首先构建了WGS-84坐标系下有偏观测模型,然后将最大似然配准(maximum likelihood registration,MLR)算法扩展到空基多运动平台异质传感器的配准。运用复合函数求导链式法则,推导出应用MLR算法时至为关键的传感器观测量对目标状态的雅克比矩阵。理论和仿真结果表明该方法可实现异质传感器配准,配准误差逼近其Cramer-Rao界。 展开更多

关键词 异质传感器配准 最大似然配准 WGS-84 多运动平台

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4D毫米波雷达点云与视觉图像自动外参配准方法 被引量：1

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作者 毕欣 翁才恩 +1 位作者 王瑜 胡再刚 《华南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期74-83,共10页

随着自动驾驶技术的快速发展,环境感知系统对多传感器融合的需求日益增加。4维(4D)毫米波雷达因其在复杂天气和光照条件下的稳定性能而成为自动驾驶领域的重要传感器之一。尽管4D毫米波雷达通过增加俯仰角信息和提高点云密度改善了目标... 随着自动驾驶技术的快速发展,环境感知系统对多传感器融合的需求日益增加。4维(4D)毫米波雷达因其在复杂天气和光照条件下的稳定性能而成为自动驾驶领域的重要传感器之一。尽管4D毫米波雷达通过增加俯仰角信息和提高点云密度改善了目标检测的精度,但其点云稀疏性和噪声问题限制了其独立应用。因此,4D毫米波雷达与视觉传感器的融合成为提升自动驾驶感知精度的关键。然而,传统的外参配准方法依赖繁琐的手动操作,难以满足高效自动化配准的需求。为解决这一问题,该文提出了一种基于标定板的4D毫米波雷达与视觉图像自动外参配准方法。该方法首先设计了包含ChArUco标记、红色圆环和角反射器的标定板,然后通过圆检测算法和角反射器检测算法自动提取配准点的图像坐标和雷达点云坐标。此外,还提出了一种通过3D Max和Unity仿真的方式实现配准数据采集与验证的方法。最后,通过实验比较直接线性变换(DLT)和外参配准(EC)2种方法的性能,评估配准精度。结果表明,所设计的标定板和自动配准算法能够有效地减少人工操作,并且在配准点个数较多时,EC方法具有更高的配准稳定性和配准精度。 展开更多

关键词 多传感器配准 4D毫米波雷达 视觉 自动驾驶 外参配准

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基于岭最小截平方的传感器稳健配准方法

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作者 田威 彭华甫 +2 位作者 黄高明 林晓烘 王雪宝 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1009-1016,共8页

传感器配准是多传感器数据融合系统获得性能优势的关键前提.受随机噪声、系统误差、虚警、漏报等因素的干扰,传感器配准常常工作在非理想关联环境中,依赖于理想关联假设的传统配准方法性能衰退严重.另一方面,传统传感器配准方法对目标... 传感器配准是多传感器数据融合系统获得性能优势的关键前提.受随机噪声、系统误差、虚警、漏报等因素的干扰,传感器配准常常工作在非理想关联环境中,依赖于理想关联假设的传统配准方法性能衰退严重.另一方面,传统传感器配准方法对目标分布场景敏感,当目标密集分布时,配准问题呈现病态性,估计结果数值不稳定.本文重点研究非理想关联及场景病态性共存时的传感器稳健配准问题,提出了系统误差的岭最小截平方(Ridge Least Trimmed Squares,RLTS)估计方法.该方法结合了岭回归(Ridge Regression,RR)与最小截平方(Least Trimmed Squares,LTS)估计的优点,能够有效应对错误关联及病态性的不良影响.仿真实验证实了所提方法的稳健性能. 展开更多

关键词 传感器配准 系统误差估计 非理想关联 病态性 岭最小截平方

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无先验关联的雷达系统误差协同配准算法 被引量：5

11

作者 刘熹 尹浩 +1 位作者 吴泽民 田畅 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期26-32,140,共8页

针对没有先验航迹关联信息并且系统误差范围未知的情况,利用数据链系统合作目标的精确参与平台定位与识别报告功能,提出了一种雷达系统误差协同配准算法.分析了任意一对雷达本地航迹与精确参与平台定位与识别航迹变换到参数空间点的分... 针对没有先验航迹关联信息并且系统误差范围未知的情况,利用数据链系统合作目标的精确参与平台定位与识别报告功能,提出了一种雷达系统误差协同配准算法.分析了任意一对雷达本地航迹与精确参与平台定位与识别航迹变换到参数空间点的分布特征,采用参数空间累积和峰值检测方法初步估计雷达系统误差.引入航迹对的累积平方马氏距离无偏估计量作为关联代价,将修正后的雷达航迹与精确参与平台定位与识别航迹的关联问题建模为线性规划问题,并求解全局最优指派关系,根据关联结果可精确估计出雷达系统误差.通过蒙特卡罗仿真验证了算法的性能. 展开更多

关键词 目标跟踪 传感器配准 误差估计 航迹关联

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基于数据链的雷达误差配准算法 被引量：1

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作者 刘熹 尹浩 +1 位作者 刘海燕 吴泽民 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1496-1501,共6页

针对没有航迹关联和系统误差分布先验信息的情况,利用数据链系统合作目标的精确参与平台定位与识别(PPLI)报告功能,提出了一种雷达系统误差配准算法。算法将雷达与PPLI航迹对映射为参数域点集,定义了参数域上的信任函数,证明了在一定假... 针对没有航迹关联和系统误差分布先验信息的情况,利用数据链系统合作目标的精确参与平台定位与识别(PPLI)报告功能,提出了一种雷达系统误差配准算法。算法将雷达与PPLI航迹对映射为参数域点集,定义了参数域上的信任函数,证明了在一定假设下信任函数随公共航迹数量增加依概率收敛于以系统误差点为均值的正态分布概率密度函数,通过搜索信任函数峰值初步估计雷达系统误差。在此基础上求解雷达航迹与PPLI航迹全局最优关联关系并精确估计雷达系统误差。通过蒙特卡洛仿真验证了算法性能接近Cramér-Rao下界。 展开更多

关键词 数据融合 传感器配准 误差估计 航迹关联 数据链

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分布式多传感器多目标跟踪方法综述 被引量：20

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作者 曾雅俊 王俊 +2 位作者 魏少明 孙进平 雷鹏 《雷达学报（中英文）》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期197-213,共17页

多传感器多目标跟踪是信息融合领域的热点问题,其通过融合多个局部传感器数据,提高目标跟踪精度和稳定性。多传感器多目标跟踪按融合体系可分为分布式、集中式、混合式3类,其中分布式融合结构对网络通信带宽要求低、可靠性和稳定性强,... 多传感器多目标跟踪是信息融合领域的热点问题,其通过融合多个局部传感器数据,提高目标跟踪精度和稳定性。多传感器多目标跟踪按融合体系可分为分布式、集中式、混合式3类,其中分布式融合结构对网络通信带宽要求低、可靠性和稳定性强,广泛应用于军事、民用领域。该文聚焦分布式多传感器多目标跟踪涉及的目标跟踪、传感器配准、航迹关联、数据融合4项关键技术,主要分析了各关键技术的理论原理与适用条件,重点介绍了不完整测量条件下的空间配准与航迹关联,并给出仿真结果。最后,该文总结了现有分布式多传感器多目标跟踪关键技术存在的问题,并指出了其未来发展趋势。 展开更多

关键词 分布式多传感器多目标跟踪 目标跟踪 传感器配准 航迹关联 数据融合

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一种面向异构传感器的无人水面艇海面目标识别跟踪系统 被引量：5

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作者 李尚君 岳林 +1 位作者 李哲 张逸凡 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2021年第S01期131-137,共7页

[目的]为了应对无人水面艇(USV)在海洋环境下执行任务时,通过导航雷达与一体化光电设备对远距离海面目标识别与跟踪的需求,开发一种同时具备目标航迹预测、光电摄像头姿态补偿与修正等功能的无人水面艇自主感知系统。[方法]通过对导航... [目的]为了应对无人水面艇(USV)在海洋环境下执行任务时,通过导航雷达与一体化光电设备对远距离海面目标识别与跟踪的需求,开发一种同时具备目标航迹预测、光电摄像头姿态补偿与修正等功能的无人水面艇自主感知系统。[方法]通过对导航雷达输出的目标位置信息使用基于卡尔曼滤波的目标航迹预测算法,提高目标定位精度,同时为光电摄像头提供实时性更好的目标指示信息;采用基于船舶姿态的光电摄像头姿态补偿算法,完成光电摄像头对目标的图像采集、识别与跟踪。[结果]搭载该感知系统的无人水面艇在3级海况下完成了动态目标识别跟踪测试,并将目标跟踪误差降低了6%,目标识别成功率提高到96.25%,验证了该感知系统的环境适应能力。[结论]通过试验验证,该识别跟踪系统可以解决海面目标图像采集难、识别效果差的问题,有效提高目标识别成功率。 展开更多

关键词 无人水面艇 传感器配准 航迹预测 动态目标跟踪

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基于Mean-Shift的传感器动态偏差估计方法 被引量：1

15

作者 乔慧 潘江怀 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2011年第9期109-111,共3页

针对系统误差变化规律未知时的传感器探测系统偏差估计问题,提出了一种改进的基于Mean-Shift(均值偏移)的传感器动态偏差估计算法。该算法利用Mean-Shift方法对不同样本点对估计结果贡献不同的特点,根据样本点偏离均值的偏移量以及偏移... 针对系统误差变化规律未知时的传感器探测系统偏差估计问题,提出了一种改进的基于Mean-Shift(均值偏移)的传感器动态偏差估计算法。该算法利用Mean-Shift方法对不同样本点对估计结果贡献不同的特点,根据样本点偏离均值的偏移量以及偏移时间构建权系数。仿真结果表明,该方法在系统误差变化规律未知的情况下,可有效估计多传感器动态偏差,且克服了随机误差、异常点的影响,估计结果更加稳健。 展开更多

关键词 传感器配准 动态偏差 偏差估计

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平台级卡尔曼滤波空间配准算法 被引量：1

16

作者 杜钦峰 冯新喜 石定杰 《无线电通信技术》 2004年第2期20-21,27,共3页

配准是实现多雷达系统多目标跟踪的一个重要前提。在对现有几种配准方法进行分析与比较的基础上,提出一种基于卡尔曼滤波估计平台级系统偏移的配准算法。最后,对以上算法作了大量的计算机仿真,仿真结果证明了提出算法的有效性。

关键词 平台级卡尔曼滤波 空间配准算法 雷达系统 多目标跟踪 传感器配准

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一种组网雷达误差配准和目标跟踪递推算法 被引量：1

17

作者 吕泽均 张春刚 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2008年第9期49-52,共4页

提出了一种在ECEF坐标系中对组网三维雷达的系统误差进行估计和目标跟踪联合递推算法,该算法能对系统误差进行在线估计和补偿,适应系统误差的变化,并同时对目标进行跟踪,提高了航迹融合精度,扩大了雷达的监视范围。用模拟的雷达数据对... 提出了一种在ECEF坐标系中对组网三维雷达的系统误差进行估计和目标跟踪联合递推算法,该算法能对系统误差进行在线估计和补偿,适应系统误差的变化,并同时对目标进行跟踪,提高了航迹融合精度,扩大了雷达的监视范围。用模拟的雷达数据对算法的性能进行了评估,计算机仿真试验验证了该算法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 传感器误差配准 目标跟踪 ECEF坐标系 雷达组网

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