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1、Company LOGO多传感器信息融合技术王营营 2008112013多传感器信息融合技术简介多传感器信息融合技术的层次结构多传感器信息融合技术的实现方法多传感器信息融合技术的应用 1234多传感器信息融合技术简介v 多传感器信息融合 MSDF(Muhisensor data Fusion)是20 世纪80年代出现的一个新兴学科，它是将 不同传感器对某一环境特征描述的信息， 综合成统一的特征表达信息及其处理的过 程。 v 近几年来发展起来的一门实践性较强 的应用技术 ,是多学科交叉的新技术 ,涉及 到信号处理、 概率统计、 信息论、 模式 识别、 人工智能、 模糊数学等理论。v 信息融合的定
2、义充分利用不同时间与空间的多种信息 资源，采用计算机技术对按时序获得的观 测信息在一定准则下加以自动分析、综合 、支配和使用，获得对被测对象的一致性 解释与描述，以完成所需的决策和估计任 务，使系统获得比各个组成部分更优越的 性能。v 基本原理v 像人脑综合处理信息的过程一样，充分利用 多个传感器资源，通过对各种传感器及其观测信 息的合理支配与使用，将各种传感器在空间和时 间上的互补与冗余信息依据某种优化准则组合起 来，产生对观测环境的一致性解释和描述。 v 多传感器信息融合实际上是对人脑综合处理 复杂问题的一种功能模拟。多传感器信息融合的层次结构特征层 融合数据层 融合决策层 融合数据层融合
3、首先将全部传感 器的观测数据融合, 然后从融合的数据中 提取特征向量, 并进 行判断识别。 数据层融合不存 在数据丢失的问题, 得到的结果也是最准 确的,但对系统通信带 宽的要求很高。特征层融合每种传感器提供从 观测数据中提取的有 代表性的特征,这些特 征融合成单一的特征 向量,然后运用模式识 别的方法进行处理。兼顾了数据层和 决策层的优点对通信 带宽的要求较低,但由 于数据的丢失使其准 确性有所下降。决策层融合在每个传感器对目 标做出识别后,将多个 传感器的识别结果进 行融合。产生的结果相对 而言最不准确, 但它 对通信带宽的要求最 低。三种融合层次特点比较信息损失实时性精度容错性抗干扰力计
4、算量融合水平数据层小差高差差大低特征层中中中中中中中决策层大好低优优小高对于多传感器融合系统特定的工程应用,应 综合考虑传感器的性能、 系统的计算能力、 通 信带宽、 期望的准确率以及资金能力等因素,以 确定哪种层次是最优的。常用的方法： 加权分析法 聚类分析法 贝叶斯估计法 多贝叶斯估计方法 卡尔曼滤波 统计决策理论 D-S证据推理成熟的方法有： 经典推理法、卡尔曼 滤波法、贝叶斯估计法 、D-S证据推理法、聚类 分析法、参数模板法、 物理模型法、品质因数 法、估计理论法和专家 系统法。多传感器信息融合的实现方法实现方法多传感器信息融合技术的应用多传感器信息融合首先广泛地应用于军事领 域，如
5、海上监视、空空和地空防御、战场情 报、监视和获取目标及战略预警等，随着科学技 术的进步，多传感器信息融合至今已形成和发展 成为一门信息综合处理的专门技术，并很快推广 应用到工业机器人、智能检测、自动控制、交通 管理和医疗诊断等多种领域。应 用直升机战斗机舰艇在战斗机上的应用vF-22 综合航空电子系统具有综合传感器融合能 力 ,包含电子战、 雷达以及通信、 导航和识别 能力。 vF/ A-22 通用集成处理器(CIP) 主要是处理整个 飞机的电子信号 ,CIP 作为 F/ A-22 的大脑 ,使 用光纤和高速集成电路技术将数据融合并转换为 清晰且简明的战场情况图像 ,极大减少了飞行的 工作载荷
6、 ,使飞行员全力集中执行指定任务并保 证他们能从战场安全返回。在直升机上的应用v 为提高直升机在正常和恶劣气象条件下的态 势感知能力 , 波音公司的 CV-22 Os-prey和美国 海军陆战队的 A H-1Z攻击直升机都采用了 ITT 航空电子公司的 AN/ALQ-211 综合射频对抗装 置(Sirfc)作为机载传感器融合处理器。 v 欧洲用户采购的 “虎” 式直升机中将使用诺 斯罗普-格鲁门公司的导弹发射探测系统(Milds) ,用来对威胁进行探测并启动有源或无源自卫系 统 ,它的主外场可更换单元(LRU)中含有传感器 融合功能 ,可用于对飞机的雷达、 电子支援 (ESM)和电光系统的数据进行融合。在舰艇上的应用现代舰艇作战系统的探测设备中的警戒搜索雷 达由多部雷达组成 ,不同雷达间在探测空域上均有 覆盖。有些雷达直接向作战指挥系统传输航迹数据 ,有些雷达只提供点迹或视频信息 ,检测、 录取和跟 踪分类由作战指挥系统的相应航迹处理机完成 ,状 态矢量需由作战指挥系统的战术处理机完成。因此 数据融合结构适用于混合结构。Company LOGO
