华南理工大学学报(自然科学版) ›› 2014, Vol. 42 ›› Issue (9): 82-89.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.09.015

• 电子、通信与自动控制 • 上一篇    下一篇

基于多传感器信息融合理论的交互式多模型算法

周卫东1 刘萌萌1† 杨永江2   

  1. 1.哈尔滨工程大学 自动化学院,黑龙江 哈尔滨 150001; 2.浙江讯领科技有限公司,浙江 杭州 310051
  • 收稿日期:2014-03-21 修回日期:2014-06-22 出版日期:2014-09-25 发布日期:2014-08-01
  • 通信作者: 刘萌萌(1989-),女,博士生,主要从事多模型信息融合、马尔可夫切换系统研究. E-mail:liumengmeng89@126.com
  • 作者简介:周卫东(1966-),男,教授,博士生导师,主要从事组合导航技术、导航系统自动化技术、智能导航系统及数据融合技术研究.E-mail:zhouweidong@hrbeu.edu.cn
  • 基金资助:

    国家自然科学基金资助项目(61102107, 61374208)

An Improved Interacting Multiple Model Algorithm Based on Multi- Sensor Information Fusion Theory

Zhou Wei- dong1 Liu Meng- meng1 Yang Yong- jiang2   

  1. 1.College of Automation,Harbin Engineering University,Harbin 150001,Heilongjiang,China;2.Zhejiang Suline Science and Technology Co.,Ltd.,Hangzhou 310051,Zhejiang,China
  • Received:2014-03-21 Revised:2014-06-22 Online:2014-09-25 Published:2014-08-01
  • Contact: 刘萌萌(1989-),女,博士生,主要从事多模型信息融合、马尔可夫切换系统研究. E-mail:liumengmeng89@126.com
  • About author:周卫东(1966-),男,教授,博士生导师,主要从事组合导航技术、导航系统自动化技术、智能导航系统及数据融合技术研究.E-mail:zhouweidong@hrbeu.edu.cn
  • Supported by:

    国家自然科学基金资助项目(61102107, 61374208)

摘要: 在经典的交互式多模型算法中,对似然函数的高斯近似以及概率密度函数与概率质量函数的混合计算使得所求得的模型概率仅为贝叶斯意义下的次优值.为解决此问题,基于各滤波器估计误差的相关性和多传感器最优信息融合准则,提出了一种重新加权的交互式多模型算法.该算法通过计算估计误差的互协方差阵对模型概率进行更新,在此基础上利用最优信息融合理论对各滤波器的滤波结果进行融合.理论分析及仿真结果表明: 经过重新加权的交互式多模型算法较原始算法以及其他忽略误差相关性的交互式多模型的改进算法在估计精度上均有显著的提高.

关键词: 信息融合, 估计误差相关, 最优融合准则, 标量权重, 交互式多模型算法

Abstract:

In the classical interacting multiple model (IMM) algorithm,because of the Gaussian approximation tothe likelihood function and the confusion of probability density function and probability mass function,the obtainedmode probabilities are only the approximations of probability mass,which is a suboptimal result in the sense ofBayes.In order to solve this problem,a reweighted IMM algorithm is proposed based on the correlation among theestimation errors of mode- conditioned filters and the multi- sensor optimal information fusion criterion.In this algo-rithm,the mode probabilities are updated by calculating the cross- covariance matrix of estimation errors,and thenthe filtering results are fused according to the optimal information fusion theory.Theoretical analysis and simulationresults indicate that the estimation accuracy of the proposed algorithm is significantly improved in comparison withthose of the classical IMM algorithm and other IMM- related algorithms which ignore the error correlation.

Key words: information fusion, correlative estimation errors, optimal information fusion criterion, scalar weight, interacting multiple model algorithm