[发明专利]三维空间转弯机动目标的轨迹起始方法及装置

摘要

本发明公开了一种用于三维空间转弯机动目标的轨迹起始方法，涉及多传感器信息融合技术领域，通过坐标变换、轨迹探测、状态与误差协方差估计，及坐标反变换，最终探测出观测空间中存在的目标，并获得目标的状态估计。本发明还公开了一种用于三维空间转弯机动目标的轨迹起始装置，有效地解决了三维空间转弯机动目标轨迹难以起始的问题，本发明可用于多目标跟踪领域，具有很强的实用性。

主权项

1.一种用于转弯机动目标的轨迹起始方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1、分别从三维空间转弯机动目标三个不同时刻的位置测量数据集中各自取出一个位置测量数据，构成位置测量数据组，用所述位置测量数据组中的三个位置测量数据确定坐标变换矩阵，并通过所述坐标变换矩阵将所述三个位置测量数据变换至xoy平面上，得到变换后的三个位置测量数据，用所述坐标变换矩阵对所述三个位置测量数据的误差协方差矩阵进行变换，得到所述三个位置测量数据变换后的误差协方差矩阵；其具体步骤包括：设所述三维空间转弯机动目标在三个不同时刻的位置测量数据为y_k＝(z_k,t_k)，其中，k＝1,2,3，t_k表示在k时刻的时间，和分别表示所述三维空间转弯机动目标在k时刻的位置测量数据的x分量、y分量和z分量；令其中，i＝1,2,3和j＝1,2,3；利用连续的三个不同时刻的位置测量数据y₁＝(z₁,t₁)、y₂＝(z₂,t₂)和y₃＝(z₃,t₃)获得所述三维空间转弯机动目标运动平面与xoy平面的夹角为α，所述三维空间转弯机动目标运动平面与xoy平面的交线和x轴间的夹角为β，所述交线与x轴的交点为[x₀,0,0]^T；其中，上标T表示向量或矩阵的转置；利用所述夹角α和所述夹角β，并取α₁＝α，α₂＝‑α，β₁＝β，β₂＝‑β，构建坐标变换矩阵F_ij；其中，i＝1,2和j＝1,2；利用所述坐标变换矩阵F_ij，以及所述交点[x₀,0,0]^T，分别对位置测量数据z₁、z₂和z₃进行坐标变换得到变换的位置测量数据和其中，利用变换的位置测量数据和求取其中i＝1,2和j＝1,2；从s_ij，i＝1,2和j＝1,2中找到最小值对应的索引号，即并取索引号(i₁,j₁)对应的坐标变换矩阵作为所求的变换矩阵F_c，即索引号(i₁,j₁)对应的位置测量数据和分别作为变换后的位置测量数据和即和设测量z_k的误差协方差矩阵为其中为误差协方差矩阵R_k的元素值；利用所述变换矩阵F_c对R_k进行变换，得到变换后的误差协方差矩阵其中步骤2、测试变换后的三个位置测量数据是否同时满足三个预设条件；若能同时满足三个预设条件，用所述变换后的三个位置测量数据形成一试探性轨迹，并转入步骤3；否则转入步骤1取下一组位置测量数据组进行测试；步骤3、利用所述变换后的三个位置测量数据得到所述三维空间转弯机动目标的转弯率估计；利用所述变换后的三个位置测量数据和所述三维空间转弯机动目标的转弯率估计，得到变换后的三维空间转弯机动目标初始状态估计和误差协方差估计；步骤4、利用所述的坐标变换矩阵F_c对变换后的三维空间转弯机动目标初始状态估计和误差协方差估计进行反变换，得到所述三维空间转弯机动目标的初始状态估计和误差协方差估计；步骤5、在一个位置测量数据组的三个位置测量数据的测试完成后，转入步骤1取下一组位置测量数据组进行测试，直至所有的位置测量数据组都进行了测试。