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1、多传感器数据(shj)(shj)融合技术及应用演示文稿1页，共110页，星期一。多传感器数据(shj)(shj)融合技术及应用ppt课件2页，共110页，星期一。课程(kchng)(kchng)简介现代信号处理技术(jsh)及应用多传感器数据融合小波分析3页，共110页，星期一。课程简介-数据(shj)(shj)融合数据融合(rngh)概述数据融合模型数据融合功能模型数据融合结构模型Agent模型4页，共110页，星期一。课程简介( (j ji in n j ji i ) )-数据融合分布式检测(jin c)与数据融合Beyas融合规则Neyman-Pearson融合规则K/N融合规则串行结构
2、融合规则异步传输融合规则带反馈并行融合规则模糊先验概率和代价融合规则融合系统的性能评估5页，共110页，星期一。课程( (k k c ch h n ng g) )简介-数据融合数据融合的数学(shxu)基础数据融合的应用D-S理论Kalman滤波概率数据关联6页，共110页，星期一。课程简介( (j ji in n j ji i ) )-小波分析小波分析(fnx): Wavelet Analysis（20学时）预备知识连续小波变换离散小波变换小波框架多分辨率分析正交小波变换Mallat算法WA在信号处理中的应用7页，共110页，星期一。参考资料科学出版社：信息(xnx)融合（2007）电子工业
3、出版社：多传感器信息融合及其应用（2010）清华大学出版社：多源信息融合（第二版）（2010）相关论文 8页，共110页，星期一。第一章 多传感器数据( (s sh h j j ) )融合概述 9页，共110页，星期一。数据融合源于仿生学 人和动物：感官具有不同的度量特征，可测量出不同空间范围内发生的各种物理现象（自适应自适应(shyng)的复杂的的复杂的），将各种信息转换为对环境有价值的解释数据融合信息融合10页，共110页，星期一。一、数据融合( (r r n ng gh h ) )的定义定义1：（llinas & hall） 利用计算机技术对按时序获得的若干传感器的观测信息在一定准则下加
4、以自动分析、优化综合以完成所需要的决策和估计任务而进行的信息处理过程 相互关系分析： 多传感器基础 多源信息加工对象 协调优化和综合处理核心 定义2：（军事领域）是对来自多传感器的数据进行多级别、多方面、多层次的处理，从而产生新的新的有意义的信息 定义3：（综合定义）指对来自不同知识源知识源和传感器采集的数据进行综合处理，从而得出(d ch)更加准确、可靠更加准确、可靠的结论 11页，共110页，星期一。融合被多领域频繁应用、滥用，由于(yuy)所研究内容的广泛性和多样性造成了统一定统一定义较为困难义较为困难思考：定义的作用？ 12页，共110页，星期一。二、数据( (s sh h j j )
5、 )融合的必要性随着科学技术的发展，传感器的性能得到很大的提高，新型的传感器不断涌现，如 复合传感器、生物传感器、纳米传感器等多传感器系统中信息表现形式 多源性 信息数量的海量 异构信息关系的复杂性 实时性信息处理的要求远远超出了人脑的综合(zngh)处理能力 13页，共110页，星期一。 军事需求：随着新型武器（精确制导、远程打击(dj)等）的出现战场范围扩大（五维空间）必须应用多传感器系统：微波、毫米波、电视、红外、激光、电子支援措施（ESM），以及电子情报技术提供观测数据优化综合实现： 实时发现目标 获取目标状态估计 提供火力控制、精确制导、电子对 识别目标属性 抗、作战模式和辅助决策等
6、作战信息 分析行为意图 态势评估 威胁分析14页，共110页，星期一。20世纪70年代末，多传感器数据融合迅速发展成为独立(dl)的学科学科，并在军事、民用领域得到了广泛的应用具有代表性的工作： 美国的C3I系统（command, control, communication and intelligence） 目前已经发展至C4I系统（command, control, communication, computer and intelligence） 和C4ISR(surveillance and recon)15页，共110页，星期一。云时代(shdi)和大数据16页，共110页，星期一
7、。近年来，随着互联网、无线传感网络和物联网等技术的发展，形成了海量数据(massive data)-大数据(big data)，数据融合进入了新的发展阶段大数据 通常用来形容所创造的大量非结构化和半结构化数据 大数据的特点（4V）数据体量巨大(volume): 从TB跃升到PB级别数据类型繁多(variety): 包括网络日志、视频、图片、地理位置 信息等价值密度低(value): 以视频为例，连续不间断监控过程(guchng)中，可能有用的数据仅仅有一两秒处理速度快(velocity):1秒定律，与传统的数据处理技术有本质的不同17页，共110页，星期一。三、数据融合( (r r n ng
8、gh h ) )的目标目标 基于各传感器分离观测信息分离观测信息，通过对信息的优化组合导出更多的有效信息本质目标 利用多传感器共同操作(cozu)的优势，提高整个传感系统的有效性18页，共110页，星期一。四、多传感器数据融合( (r r n ng gh h ) )系统的优点 冗余信息（增强了可靠性）、互补信息（扩展了单传感器的性能） 提高了系统的可靠性和鲁棒性扩展了时间或空间(kngjin)的观测范围增强了系统的可信度增强了系统的分辨能力19页，共110页，星期一。多传感器数据融合与经典信号处理( (x x n n h h o o c ch h l l) )方法的区别本质上，关键在于数据融合
9、所处理的多传关键在于数据融合所处理的多传感器信息具有更加复杂的形式感器信息具有更加复杂的形式(xngsh)，而且，而且在不同的信息层上出现，包括数据、特征在不同的信息层上出现，包括数据、特征和决策层和决策层 20页，共110页，星期一。五、多传感器数据( (s sh h j j ) )融合应用领域 （一）、军事领域TMD：战区(zhnq)导弹防御系统（theater missile defense system） C4ISR21页，共110页，星期一。飞行目标(mbio)跟踪22页，共110页，星期一。虚拟(xn)战场科索沃虚拟(xn)战场战场监测士兵机器人23页，共110页，星期一。惯性导航
10、 惯性导航系统是利用惯性元件惯性元件来感测航行体的运动加速度，经过(jnggu)积分计算，从而解算出导航参数来确定航行体的位置。惯性导航系统可以连续给出载体的航向、姿态、速度、位置航向、姿态、速度、位置等导航参数。具有隐蔽性好、抗干扰性强、能全天候工作等优点，但其导航需要一段对准时间，存在“漂移”现象，误差随时间积累，长时间工作会产生较大的积累误差 星图导航 天文导航系统的航向精度在现有导航设备中是最高的，可为武器系统提供精确的位置、航向和姿态信息 24页，共110页，星期一。（二）民用( (mm n ny y n ng g) )领域1、机器人传感器包括：摄像机、声纳、陀螺仪、激光测距仪等pi
11、oneer、月球车、六足机器人（俄罗斯）、火星探测车制造业机器人服务机器人导游机器人机械手Robotcup路径(ljng)规划25页，共110页，星期一。机器人舞蹈(wdo)qiro机器人20个机器人Nao在上海世博会法国馆完美演出了长达10分钟的全自主集体舞蹈表演，创造了类人机器人历史性一幕，这也是世界上第一次大规模机器人同时跳“集体舞”。机器人Nao的表演分三个音乐片段，其中包括法国作曲家莫里斯拉威尔的著名交响(jio xin)作品Bolero，完美展示了Nao完成稳定、灵活并有节奏的动作的能力。这也是机器人史上第一次在艺术领域达到饱含情感并与观众产生共鸣的高度。由类人机器人领域的世界顶尖
12、公司Aldebaran Robotics研发26页，共110页，星期一。星球(xngqi)车勇气号火星车好奇(ho q)号火星车27页，共110页，星期一。2、工业( (g g n ng gy y ) )过程监控识别引起系统状况超出正常运行范围(fnwi)的故障条件触发报警器石油勘探火力发电（发电机组监控）转炉炼钢（温度和含碳量）核反应堆28页，共110页，星期一。3、遥感图像( (t t x xi i n n ) )融合处理主要对地面目标或实体进行监视、识别与定位，使用的传感器主要为合成孔径雷达，在多源图像进行融合时，要利用像素级配准通过高空间分辨率全色图像高空间分辨率全色图像和低光谱分辨率
13、图像的融合，得到高空间分辨率和高光谱分辨率的图像，融合多波段和多时段的遥感(yogn)图像来提高分类的准确性。采用合成孔径雷达、卫星遥感等对地面进行监视，以识别地貌、气象模式、矿产、植物生长（农作物种植面积和产量预测）、环境条件（省气象局-火灾）和威胁状况（原油泄漏、辐射泄漏等）对物理现象、事件进行定位、识别和解释。29页，共110页，星期一。30页，共110页，星期一。4、公共安全毒品检测 气敏、红外、微波火灾监测 烟雾传感器、二氧化碳传感器 瓦斯监测远程医疗(ylio) X射线、核磁共振、超声波肿瘤定位智能材料 飞机机翼（有限元分析表面应力计算） 微机械手（压电陶瓷制备温度发生形变：温度控
14、制） 刹车系统31页，共110页，星期一。5、环境污染(hunjng wr(hunjng wrn)n)监测环境污染现状大气污染监测环境水污染监测 检测指标 水质建模、水质综合评判(pngpn)汽车尾气排放检测32页，共110页，星期一。33页，共110页，星期一。6、智能( (z zh h n n n n ) )交通空中交通：空中交通管制系统 在雷达网的监视、引导和管理下进行工作，多雷达融合，通过二次雷达识别各种类型的飞机(fij)、确定民航机航班号、飞行状态，且与一次雷达进行配对导航设备： 监视和控制设备：修正航线偏离、防止飞机相撞，并调度飞机流量；通信设备、调度人员城市交通：摄像、航拍、地
15、感线圈、微波、雷达、地磁传感器、视频、FCD轨道交通34页，共110页，星期一。35页，共110页，星期一。无人驾驶汽车( (q q c ch h ) )法国公司INRIA花费十年心血，于2009年5月研制出无人驾驶汽车Cycab自动驾驶（GPS定位误差(wch)小于1米）德国大众中国自主车大赛36页，共110页，星期一。国防科技大学自主研制的红旗( (h h n ng gq q ) )HQ3无人车7月14日首次完成了从长沙到武汉286公里的高速全程无人驾驶实验，创造了我国自主研制的无人车在复杂交通状况下自主驾驶的新纪录，标志着我国无人车在复杂环境识别、智能行为决策和控制等方面实现了新的技术突
16、破，达到世界先进水平实验中，无人车自主超车67次，途遇复杂天气，部分路段有雾，在咸宁还遭逢降雨一辆高速行驶的汽车上，“司机”不扶方向盘还不时扭头跟车上其他人聊天，全然不看前方的路当这样一辆车从你身边驶过，你肯定会大吃一惊，不敢相信自己眼睛。然而，这一幕7月14日从长沙到武汉的高速公路(o s n l)上已经真实上演37页，共110页，星期一。38页，共110页，星期一。车路( (c ch h l l ) )协同车路协同系统主要包含智能(zh nn)车辆、车车通信（Vehicle to Vehicle, V2V）、车路通信（Vehicle to Infrastructure, V2I）、车路协同控制和微观仿真等，它显著提高道路基础设施的使用效率道路，大大降低交通事故、延误和环境污染 CVIS展望图39页，共110页，星期一。40页，共110页，星期一。7、农业( (n n n ng gy y ) )41页，共110页，星期一。精准(jn zhn)农业无土栽培(w t zi pi)42页，共110页，星期一。食品检测农作物农药残留量检测 酶抑制法通过光谱分析确定有害物质水产养殖分拣系统8、
