[发明专利]一种基于双贝叶斯估计的水下运动体运动状态估计方法

说明书

技术领域

本发明属于运动状态估计领域，特别是一种基于双贝叶斯估计的水下运动体状态估计方 法。

背景技术

要实现对水下运动体的跟踪，需要对其运动状态进行实时估计。在对于水下运动体的运 动状态估计问题中，由于水下运动体运动复杂，机动性强，简单的针对固定模型的估计方法 不能保持估计精度，并容易发散。在模型方面，由于水下运动体运动速度较快，而多项式模 型计算过于复杂，在实时性问题中无法应用。单纯的匀速(CV)或者联合转弯(CT)模型 则太过简单，无法准确描述水下运动体的运动规律。在常用的运动状态估计算法中，粒子滤 波方法存在收敛缓慢的缺陷，因此也无法在水下运动体运动状态估计方法中使用，单纯的无 迹卡尔曼或者容积卡尔曼算法能够很好的解决跟踪非线性目标的问题，但无法适应快速机动 的水下运动体状态变化。

目前在运动状态估计和目标跟踪等领域的研究中，以单级估计占绝大多数。例如，公开 号为CN104574439A的专利公开了一种融合卡尔曼滤波与TLD算法的目标跟踪方法，利用改进 的卡尔曼滤波器增强TLD算法，提高系统的可靠性。公开号为CN104408744A的专利公开了一 种用于目标跟踪的强跟踪容积卡尔曼滤波方法，利用强跟踪滤波器应对系统突变。本专利针 对水下运动体的运动模型，提出一种基于双贝叶斯估计的水下运动体状态估计方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决水下运动体运动状态估计精度较低的问题，使用两级贝叶斯估 计，提供了一种基于双贝叶斯估计的水下运动体运动状态估计方。

本发明的目的是这样实现的：

(1)建立水下运动体的运动状态估计模型：

(1.1)建立水下运动体的观测模型：

ξ=RcosEcosA+xη=RsinE+yζ=RcosEsinA+z]]>

(1.2)建立水下运动体的运动模型

ξ·=vcosφcosθη·=vsinφcosθζ·=vsinθ]]>

(1.3)建立对水下运动体速度大小和方向进行估计的自适应贝叶斯估计器系统模型：