基于ICP点云的多源信息数据融合研判方法技术

本发明专利技术公开了基于ICP点云的多源信息数据融合研判方法，包括：采集多源信息；采用ICP算法对雷达源信息和无线电源信息的数据分别进行点云匹配变换，实现雷达源和无线电源的数据到地球坐标系的转换，得到最终的映射矩阵；获取所有的无线电源和雷达源数据，分别对于每个无线电源和雷达源的数据均进行空间特征和运动特征的提取，并将得到的空间特征和运动特征整合记录到点的特征中；进行数据对比，根据雷达源和无线电源的时间差，以及目标源的速度粗估算在相同时间点的经纬度和高度，判断雷达源和无线电源数据得到的距离、高低和速度是否在偏差内；根据偏差结果进行融合判断。本发明专利技术为多个信息源系统提供数据融合研判的理论依据和支撑。和支撑。和支撑。

【技术实现步骤摘要】
基于ICP点云的多源信息数据融合研判方法


[0001]本专利技术涉及检测数据处理
，尤其涉及基于ICP点云的多源信息数据融合研判方法。

技术介绍

[0002]近年来，民用无人机技术日渐成熟，在应用越来越广泛的同时，由民用无人机引发的控制事故与相关安全问题日益常态化，民用无人机飞行器在许多有益应用场景的同时，也可能被越来越多的恶意使用。
[0003]对于低小慢的无人机反制系统就此产生了。对于低小慢无人机反制系统主要分为侦测和反制两部分，侦测识别真实目标是整个系统中的重要部分。通常一个系统中具有不止一个侦测设备，例如无线电破解设备，雷达，光电探头，不同设备探测目标的时候都是独立的探测，不同的设备间发现目标的能力以及识别真假目标的能力也不尽相同，不同的设备探测到的目标也是相互独立展示的，因此不同探测设备之间联动显得尤为重要；如何提高不同设备数据之间的耦合性和联动性，并保证融合的精确度往往是目前需要解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供基于ICP点云的多源信息数据融合研判方法。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0006]基于ICP点云的多源信息数据融合研判方法，包括以下步骤：
[0007]步骤1：采集多源信息，包括雷达源信息和无线电源信息；
[0008]步骤2：采用ICP算法对雷达源信息和无线电源信息的数据分别进行点云匹配变换，通过计算旋转矩阵R和平移矩阵T对坐标系的点云数据坐标进行调整，再对调整后的坐标进行畸形矫正，实现雷达源和无线电源的数据到地球坐标系的转换；从而得到雷达源和无线电源数据到地球坐标系的映射矩阵
[0009]步骤3：获取所有的无线电源的数据，将其映射到地球坐标系中，对于每个无线电源的数据均进行空间特征和运动特征的提取，并将得到的空间特征和运动特征整合记录到点的特征中；
[0010]步骤4：获取所有的雷达源的数据，将其映射到地球坐标系中，对于每个雷达源的目标数据均进行空间特征和运动特征的提取，并将得到的空间特征和运动特征整合记录到点的特征中；
[0011]步骤5：对每个雷达源的目标数据与在点云中的无线电源的数据进行对比，根据雷达源和无线电源的时间差，以及目标源的速度粗估算在相同时间点的经纬度和高度，判断雷达源和无线电源数据得到的距离、高低和速度是否在偏差内；
[0012]步骤6：若所有对比结果均在偏差内，则认为是同一个目标，并将2个目标进行融合
处理；随着时间推移关注这两个目标的时候，如果出现目标判断时连续3次不满足对比结果在均偏差内的条件，则认为融合失败，解除融合状态。
[0013]进一步的，所述雷达源的信息包括距离、方位角、高度、反射面、物体的运动速度、经纬度以及海拔。
[0014]进一步的，所述无线电源的信息包括无人机的无人机名称编号、经纬度、海拔高度、速度、相对飞手距离和飞手经纬度。
[0015]进一步的，所述步骤2具体包括：
[0016]步骤201：根据无线电源信息和雷达源信息分别得到对应的三维直角坐标数据，形成无线电数据目标点集Q和雷达数据点集P；
[0017]步骤202：将点集Q和点集P中的点一一对应
[0018]步骤203：将无线电源信息和雷达源信息分别得到对应的三维直角坐标数据通过ICP算法进行点云匹配变换，形成点云数据；
[0019]步骤204：计算旋转矩阵R和平移矩阵T，判断在所述旋转矩阵R和平移矩阵T的误差函数是否最小；若否，则返回步骤202；若是，则ICP算法结束；
[0020]步骤205：计算畸形矩阵，通过畸形矩阵对转换后的源坐标系进行矫正；
[0021]步骤206：得到最终的雷达源和无线电源数据到地球坐标系的映射矩阵。
[0022]进一步的，所述点云匹配变换公式为：其中，R3×3表示旋转矩阵，T3×1表示平移向量，S表示整体比例因子，O1×3为零向量，地球坐标系和源坐标系都是基于真实世界的比例，因此S＝1；
[0023][0024]其中，T3×1＝[t
x t
y t
z
]T
；
[0025]其中，α、β、γ分别表示点沿x、y、z轴的旋转角度，t
x
、t
y
、t
z
分别表示点沿x、y、z轴的平移量；其中，
[0026]R3×3进一步表示为
[0027]进一步的，所述旋转矩阵R和平移矩阵T的误差函数为：
[0028][0029]其中，f(R，t)表示源点集P在变换矩阵(R，t)下与目标点集Q之间的误差，R为旋转矩阵，t为平移矩阵；p
i
为源点集中的点集元素；q
i
为目标点集中的点集元素；n表示点集的规模。
[0030]进一步的，所述步骤204具体为：
[0031]步骤2041：根据计算得到旋转矩阵R和平移矩阵T对源点集P进行旋转平移变换，得
到新的点集P
’
＝{p
i
’
＝Rp
i
+t，p
i
∈P}；
[0032]步骤2042：计算p
i
’
与对应点集q
i
的平均距离，如果小于给定的阈值或者大于预设的迭代次数，则停止迭代计算；否则返回第203步，直到误差函数满足收敛条件为止。
[0033]进一步的，所述畸形矩阵的计算公式为：
[0034][0035]其中，x0，y0，z0为目标坐标系的坐标，x1，y1，z1为源坐标系的坐标；k
11
，k
12
，
…
，k
30
为通过线性回归方程拟合计算得到的数值。
[0036]本专利技术的有益效果：本专利技术通过多源信息判断目标在多个系统中是否具有相同或类似的空间特征以及物理运动特征，进而将多源的信息整合成单一目标，使研判真实目标的状态更真实，避免过多的虚假目标的干扰，能提高目标的可靠性，为以后更多源的系统中目标的研判提供理论和实际基础，在多站点的布局上形成统一的研判平台，提升用户体验。
附图说明
[0037]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0038]图1为本专利技术的方法流程图。
[0039]图2为ICP点云匹配变换流程图。
[0040]图3为数据融合研判流程图。
具体实施方式
[0041]应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0042]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于ICP点云的多源信息数据融合研判方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：采集多源信息，包括雷达源信息和无线电源信息；步骤2：采用ICP算法对雷达源信息和无线电源信息的数据分别进行点云匹配变换，通过计算旋转矩阵R和平移矩阵T对坐标系的点云数据坐标进行调整，再对调整后的坐标进行畸形矫正，实现雷达源和无线电源的数据到地球坐标系的转换；从而得到雷达源和无线电源数据到地球坐标系的映射矩阵；步骤3：获取所有的无线电源的数据，将其映射到地球坐标系中，对于每个无线电源的数据均进行空间特征和运动特征的提取，并将得到的空间特征和运动特征整合记录到点的特征中；步骤4：获取所有的雷达源的数据，将其映射到地球坐标系中，对于每个雷达源的目标数据均进行空间特征和运动特征的提取，并将得到的空间特征和运动特征整合记录到点的特征中；步骤5：对每个雷达源的目标数据与在点云中的无线电源的数据进行对比，根据雷达源和无线电源的时间差，以及目标源的速度粗估算在相同时间点的经纬度和高度，判断雷达源和无线电源数据得到的距离、高低和速度是否在偏差内；步骤6：若所有对比结果均在偏差内，则认为是同一个目标，并将2个目标进行融合处理；随着时间推移关注这两个目标的时候，如果出现目标判断时连续3次不满足对比结果在均偏差内的条件，则认为融合失败，解除融合状态。2.根据权利要求1所述的基于ICP点云的多源信息数据融合研判方法，其特征在于，所述雷达源的信息包括距离、方位角、高度、反射面、物体的运动速度、经纬度以及海拔。3.根据权利要求1所述的基于ICP点云的多源信息数据融合研判方法，其特征在于，所述无线电源的信息包括无人机的无人机名称编号、经纬度、海拔高度、速度、相对飞手距离和飞手经纬度。4.根据权利要求1所述的基于ICP点云的多源信息数据融合研判方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：步骤201：根据无线电源信息和雷达源信息分别得到对应的三维直角坐标数据，形成无线电数据目标点集Q和雷达数据点集P；步骤202：将点集Q和点集P中的点一一对应步骤203：将无线电源信息和雷达源信息分别得到对应的三维直角坐标数据通过ICP算法进行点云匹配变换，形成点云数据；步骤204：计算旋转矩阵R和平移矩阵T，判断在所述旋转矩阵R和平移矩阵T的误差函数是否最小；若否，则返回步骤202；若是，则ICP算法结束；步骤205：计算畸形矩阵，通过畸形...

【专利技术属性】
技术研发人员：路航，钟为金，王维，
申请(专利权)人：成都九洲迪飞科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：