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专利号: 2021114525024
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种运动对象的位置估计与预测方法,其特征在于,包括:根据当前采样时刻下运动对象的位置数据序列更新位置预测模型的模型参数,其中,所述位置数据序列中包括当前采样时刻前多个连续采样时刻的位置观测数据;

根据所述位置数据序列以及更新模型参数后的位置预测模型确定当前采样时刻的位置预测数据;

根据当前采样时刻的位置预测数据以及位置观测数据确定当前采样时刻的位置估计数据;

根据当前采样时刻的位置估计数据、所述位置数据序列以及所述更新模型参数后的位置预测模型确定下一采样时刻的位置预测数据,进入下一采样时刻的迭代操作,直至所述运动对象的位置预测数据满足迭代结束条件。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述位置预测模型通过递归函数确定,所述根据当前采样时刻下运动对象的位置数据序列更新位置预测模型的模型参数,包括:根据所述位置数据序列以及所述位置预测模型的模型参数的确定方程更新所述初始模型参数;

其中,所述确定方程为:

其中,kf为所述位置预测模型的模型参数,kf为f×n维矩阵,n由所述运动对象的位置状态向量中坐标参数的个数确定,f为回溯系数, {l(t‑h),...,l(t‑

2),l(t‑1)}为当前采样时刻t前h个连续采样时刻的位置观测数据,h>f>0。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述位置数据序列以及更新模型参数后的位置预测模型确定当前采样时刻的位置预测数据,包括:根据以下公式确定当前采样时刻t的位置预测数据o(t):T

S(t1) ×kf=o(t)。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据当前采样时刻的位置预测数据以及位置观测数据确定当前采样时刻的位置估计数据,包括:对当前采样时刻的位置预测数据以及位置观测数据进行数据融合,得到当前采样时刻的位置估计数据。

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述对当前采样时刻的位置预测数据以及位置观测数据进行数据融合,得到当前采样时刻的位置估计数据,包括:在当前采样时刻的位置预测数据的误差以及位置观测数据的误差均满足均值为0的正态分布的情况下,分别确定二个正态分布的标准差;

根据所述二个正态分布的标准差和当前采样时刻的位置预测数据以及位置观测数据确定当前采样时刻的位置估计数据。

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述根据所述二个正态分布的标准差和当前采样时刻的位置预测数据以及位置观测数据确定当前采样时刻的位置估计数据,包括:根据以下公式确定当前采样时刻t的位置估计数据其中,o(t)为当前采样时刻t的位置预测数据,l(t)为当前采样时刻t的位置观测数据,σ1为当前采样时刻t的位置预测数据o(t)的误差满足的均值为0的正态分布的标准差,σ2为当前采样时刻t的位置观测数据l(t)的误差满足的均值为0的正态分布的标准差。

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,在所述根据所述二个正态分布的标准差和当前采样时刻的位置预测数据以及位置观测数据确定当前采样时刻的位置估计数据之前,还包括:

对σ2进行更新,其中,更新后的标准差σ2用于计算当前采样时刻t的位置估计数据

8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述对σ2进行更新,包括:在 情况下,保持σ2不变;

在 情况下,将σ2更新为

9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据当前采样时刻的位置估计数据、所述位置数据序列以及所述更新模型参数后的位置预测模型确定下一采样时刻的位置预测数据,包括:

将当前采样时刻的位置估计数据添加至所述位置数据序列中,得到新的位置数据序列;

根据所述新的位置数据序列以及所述更新模型参数后的位置预测模型确定下一采样时刻的位置预测数据。

10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述运动对象为船舶的情况下,在所述根据当前采样时刻下运动对象的位置数据序列更新位置预测模型的模型参数之前,还包括:

获取跨海桥梁所处海域的航道参数和桥梁结构参数;

在所述船舶驶入所述跨海桥梁所处海域的情况下,将所述航道参数和所述桥梁结构参数输入自动识别系统AIS,得到所述AIS输出的所述船舶的包括当前采样时刻的位置观测数据在内的多个连续采样时刻的位置观测数据。

11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述迭代结束条件包括:所述船舶的位置预测数据位于所述跨海桥梁所处海域之外的位置数据范围内,其中,所述跨海桥梁所处海域根据所述航道参数和所述桥梁结构参数确定。

12.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述根据当前采样时刻的位置估计数据、所述位置数据序列以及所述更新模型参数后的位置预测模型确定下一采样时刻的位置预测数据之后,还包括:

输出下一采样时刻的位置预测数据。

13.一种运动对象的位置估计与预测装置,其特征在于,包括:模型参数更新模块,用于根据当前采样时刻下运动对象的位置数据序列更新位置预测模型的模型参数,其中,所述位置数据序列中包括当前采样时刻前多个连续采样时刻的位置观测数据;

第一预测数据确定模块,用于根据所述位置数据序列以及更新模型参数后的位置预测模型确定当前采样时刻的位置预测数据;

估计数据确定模块,用于根据当前采样时刻的位置预测数据以及位置观测数据确定当前采样时刻的位置估计数据;

第二预测数据确定模块,用于根据当前采样时刻的位置估计数据、所述位置数据序列以及所述更新模型参数后的位置预测模型确定下一采样时刻的位置预测数据,进入下一采样时刻的迭代操作,直至所述运动对象的位置预测数据满足迭代结束条件。

14.一种电子设备,其特征在于,包括:一个或多个处理器;

存储器,用于存储一个或多个程序;

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行,使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1‑12中任一所述的运动对象的位置估计与预测方法。

15.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现如权利要求1‑12中任一所述的运动对象的位置估计与预测方法。