基于卡尔曼滤波补偿传感器数据滞后的时间配准

来源：激光技术杂志2025年第6期北京时间：

作者：罗钦文, 余潇, 高歆杨, 柯芳, 袁佳

摘要：为了解决多传感器光电跟踪系统中由于传感器不同步导致后续的数据融合性能下降的问题，采用卡尔曼滤波与拉格朗日插值相结合的方法，对异步数据融合的前期数据处理方法进行了研究，实现了多传感器采样序列的时间配准。采用卡尔曼滤波对传感器数据进行预测，在抑制过程噪声和测量噪声的同时，补偿了传感器滞后；针对卡尔曼滤波预测后建立了新采样数值序列；最后运用拉格朗日插值法将异步的数据归整到统一的采样频率，为高性能的异步数据融合准备好了同步的原始数据。通过多传感器光电跟踪系统跟踪切向飞行目标的典型工况进行仿真，验证了方法的有效性，取得了可反映真实目标轨迹的配准数据。结果表明，雷达配准精度优于1°，光电传感器配准精度达到角分级，且实现过程简单可靠。这一结果可满足光电跟踪系统工程应用的需求。

关键词：传感器技术, 光电跟踪系统, 异步数据融合, 时间配准, 卡尔曼滤波, 滞后补偿