1.一種多傳感器系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合精度的提高方法,其特征在于包括如下步驟:
基于多傳感器系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)融合原理框架,在估計(jì)精度相對(duì)較差或時(shí)有較大干擾的傳感器系統(tǒng)局部估計(jì)分量中,設(shè)置一個(gè)加權(quán)因子λ,并根據(jù)λ解算參數(shù)α、β設(shè)置相匹配的參數(shù)模糊整定器;各傳感器獨(dú)立采集量測(cè)點(diǎn)跡經(jīng)局部卡爾曼濾波后,將得出的局部狀態(tài)估計(jì)1-L輸入數(shù)據(jù)融合預(yù)處理模塊,數(shù)據(jù)融合預(yù)處理模塊根據(jù)卡爾曼濾波估計(jì)誤差自相關(guān)矩陣的定義,提取各局部估計(jì)誤差自相關(guān)矩陣的第1行第1列分量,在線解算用于量化描述各局部估計(jì)誤差大小關(guān)系的誤差比系數(shù)r和誤差比系數(shù)變化率rc;誤差比例系數(shù)r和誤差比系數(shù)變化率rc經(jīng)模糊化接口轉(zhuǎn)換為誤差比變量R、誤差比變化率變量RC,并輸入?yún)?shù)模糊整定器;參數(shù)模糊整定器根據(jù)λ解算參數(shù)α、β工作原理設(shè)計(jì)的模糊規(guī)則庫(kù)模糊推理,在線整定α、β取值,針對(duì)各種可能出現(xiàn)的R、RC取值給出的對(duì)應(yīng)倍數(shù)變量A、指數(shù)變量B模糊查詢表,供在線查詢的A、B取值,將α、β的具體值經(jīng)過(guò)清晰化接口輸出至加權(quán)因子解算模塊;加權(quán)因子解算模塊調(diào)用上述r、α和β的實(shí)時(shí)運(yùn)算結(jié)果在線解算λ,自適應(yīng)調(diào)節(jié)λ的取值;最后,數(shù)據(jù)融合解算模塊引入加權(quán)因子λ,通過(guò)改進(jìn)后的數(shù)據(jù)融合方法實(shí)時(shí)解算,得出最終全局狀態(tài)估計(jì)。
2.如權(quán)利要求1所述的多傳感器系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合精度的提高方法,其特征在于:多傳感器系統(tǒng)由L個(gè)傳感器分系統(tǒng)獨(dú)立測(cè)量濾波的L組局部狀態(tài)估計(jì),然后通過(guò)數(shù)據(jù)融合解算得出全局狀態(tài)估計(jì)。
3.如權(quán)利要求2所述的多傳感器系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合精度的提高方法,其特征在于:傳感器1-L獨(dú)立采集量測(cè)點(diǎn)跡并進(jìn)行局部卡爾曼濾波,得出傳感器第n個(gè)采樣周期的L組局部狀態(tài)估計(jì),和對(duì)應(yīng)的L組個(gè)局部估計(jì)誤差自相關(guān)矩陣,P(1)(n),P(2)(n)…P(L)(n)輸入數(shù)據(jù)融合預(yù)處理模塊,式中,n為傳感器第n個(gè)采樣周期數(shù),Zn為傳感器截至第n個(gè)采樣周期觀測(cè)量集合{z(1),z(2),…,z(n)},為第n個(gè)采樣周卡爾曼濾波算法利用觀測(cè)量集合Zn對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)變量x(n)進(jìn)行最優(yōu)估計(jì)得出的狀態(tài)估計(jì)值,1-L為L(zhǎng)個(gè)傳感器分系統(tǒng)的序號(hào)。
4.如權(quán)利要求3所述的多傳感器系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合精度的提高方法,其特征在于:數(shù)據(jù)融合預(yù)處理模塊在線解算帶加權(quán)因子的傳感器m第n個(gè)采樣周期誤差比系數(shù)r和誤差比系數(shù)變化率rc的實(shí)時(shí)值r(m)(n)、rc(m)(n);根據(jù)卡爾曼濾波估計(jì)誤差自相關(guān)矩陣的定義,第n個(gè)采樣周期各局部估計(jì)誤差自相關(guān)矩陣的第1行第1列分量體現(xiàn)了該時(shí)刻估計(jì)量的位置誤差特性且該分量恒為正,基于此原理,設(shè)計(jì)構(gòu)建了r和rc實(shí)時(shí)解算公式,量化描述各局部估計(jì)誤差大小關(guān)系,其中,i表示1-L號(hào)傳感器分系統(tǒng)中的第i個(gè)傳感器,m表示1-L號(hào)傳感器分系統(tǒng)中帶 加權(quán)因子的第m號(hào)傳感器。
5.如權(quán)利要求4所述的多傳感器系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合精度的提高方法,其特征在于:基于卡爾曼濾波分布式數(shù)據(jù)融合原理,設(shè)計(jì)構(gòu)建了加權(quán)因子λ的實(shí)時(shí)解算公式,通過(guò)在線模糊整定帶加權(quán)因子的傳感器m第n個(gè)采樣周期λ實(shí)時(shí)值λ(m)(n)的解算參數(shù)α、β實(shí)時(shí)值α(m)(n)、β(m)(n),結(jié)合該時(shí)刻誤差比系數(shù)r實(shí)時(shí)值r(m)(n)從倍數(shù)和指數(shù)關(guān)系上在線自適應(yīng)修訂λ的取值大小。
6.如權(quán)利要求5所述的多傳感器系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合精度的提高方法,其特征在于:針對(duì)模糊整定器的每個(gè)輸入、輸出空間,分別定義對(duì)應(yīng)r、rc、α、β定義誤差比變量R、誤差比變化率變量RC、倍數(shù)變量A和指數(shù)變量B的四個(gè)語(yǔ)言變量。
7.如權(quán)利要求6所述的多傳感器系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合精度的提高方法,其特征在于:對(duì)參數(shù)模糊整定器中四個(gè)語(yǔ)言變量R、RC、A、B,設(shè)計(jì)了覆蓋整個(gè)語(yǔ)言變量論域的分布隸屬函數(shù)。
8.如權(quán)利要求7所述的多傳感器系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合精度的提高方法,其特征在于:在隸屬函數(shù)分布設(shè)計(jì)中,將R劃分為四檔,RC劃分為七檔,A劃分為四檔,B劃分為七檔。
9.如權(quán)利要求8所述的多傳感器系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合精度的提高方法,其特征在于:在隸屬函數(shù)分布設(shè)計(jì)中,將R在論域上劃分為{Z,S,M,B}四檔,設(shè)定其語(yǔ)言值隸屬函數(shù)[0,1]段為Z形函數(shù),[2,3]段為S形函數(shù),中間為三角型函數(shù),取各語(yǔ)言值對(duì)應(yīng)三角隸屬函數(shù)的中心值分別為{1,2},寬度均為1;將RC在論域上劃分為{NB,NM,NS,Z,PS,PM,PB}七檔,設(shè)定其語(yǔ)言值隸屬函數(shù)[-3,-2]段為Z形函數(shù),[2,3]段為S形函數(shù),中間為三角型函數(shù),取各語(yǔ)言值對(duì)應(yīng)三角隸屬函數(shù)的中心值分別為{-2,-1,0,1,2},寬度均為1;將A在論域上劃分為{S,MS,MB,B}四檔,設(shè)定其語(yǔ)言值隸屬函數(shù)[1,3]段為Z形函數(shù),[5,7]段為S形函數(shù),中間為三角型函數(shù),取各語(yǔ)言值對(duì)應(yīng)三角隸屬函數(shù)的中心值分別為{3,5},寬度均為2;將B在論域上劃分為{S,MS,MB,B}四檔,設(shè)定其語(yǔ)言值隸屬函數(shù)[1,2]段為Z形函數(shù),[3,4]段為S形函數(shù),中間為三角型函數(shù),取各語(yǔ)言值對(duì)應(yīng)三角隸屬函數(shù)的中心值分別為{2,3},寬度均為1。
10.如權(quán)利要求9所述的多傳感器系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合精度的提高方法,其特征在于:根據(jù)λ解算參數(shù)α、β的工作原理設(shè)計(jì)了相應(yīng)的兩個(gè)模糊規(guī)則庫(kù);取R的論域?yàn)閧0,1,2,3},RC的論域?yàn)閧-3,-2,-1,0,1,2,3},A的論域?yàn)閧1,3,5,7},B的論域?yàn)閧1,2,3,4},按照規(guī)則庫(kù)模糊推理計(jì)算得出模糊查詢表。