多傳感器信息融合技術(shù)論文

1、多傳感器信息融合技術(shù)論文 多傳感器信息融合技術(shù)論文闡述了多傳感器信息融合的定義、 原理、分類和結(jié)構(gòu)，分析了多傳感器信息融合的特點及其研究方向 多傳感器信息融合技術(shù)論文【 1】 關(guān)鍵詞：多傳感器信息融合研究方向、多傳感器信息融合的定義 多傳感器信息融合也稱為信息融合或數(shù)據(jù)融合，指的是對不同 知識源和多個傳感器所獲得的信息進行綜合處理， 消除多傳感器信息 之間可能存在的冗余和矛盾，利用信息互補，降低不確定性，以形成 對系統(tǒng)環(huán)境相對完整一致的理解， 從而提高智能系統(tǒng)決策和規(guī)劃的科 學(xué)性、反應(yīng)的快速性和正確性，進而降低決策風(fēng)險的過程。由其定義可見，多傳感器信息融合避免了單一傳感器的局限性， 可以獲取更

2、多信息，得出更為準(zhǔn)確、可靠的結(jié)論。、多傳感器信息融合的原理 多傳感器信息融合是人類和其他生物系統(tǒng)中普遍存在的一種基 本功能。如果把單傳感器信號處理或低層次的數(shù)據(jù)處理方式看作是對 人腦信息處理的一種低水平模仿， 那么多傳感器信息融合就是對人腦 信息處理的一種高水平模仿。多傳感器信息融合的基本原理就像人腦綜合處理信息的過程一 樣，它充分利用多個傳感器資源， 通過對這些傳感器及其觀測信息的 合理支配和使用， 把多個傳感器在時間或空間上的冗余或互補信息依 據(jù)某種準(zhǔn)則來進行組合，以獲得被測對象的一致性解釋或描述 1 。、多傳感器信息融合的分類信息的數(shù)據(jù)融合是對多源數(shù)據(jù)進行多級處理，每一級處理都代 表了對

3、原始數(shù)據(jù)的不同程度的抽象化，它包括對數(shù)據(jù)的檢測、關(guān)聯(lián)、 估計和組合等處理。 信息融合按其在傳感器信息處理層次中的抽象程 度，可以分為三個層次： 像素層融合、 特征層融合及決策層融合 2 。像素層融合 它是最低層次的融合，是在采集到的傳感器的原始信息層次上 （ 未經(jīng)處理或只做很少的處理 ） 進行融合，在各種傳感器的原始測報信 息未經(jīng)預(yù)處理之前就進行信息的綜合和分析。 其優(yōu)點是保持了盡可能 多的戰(zhàn)場信息 ; 其缺點是處理的信息量大，所需時間長，實時性差。特征層融合 屬于融合的中間層次，兼顧了數(shù)據(jù)層和決策層的優(yōu)點。它利用 從傳感器的原始信息中提取的特征信息進行綜合分析和處理。 也就是 說，每種傳感器

4、提供從觀測數(shù)據(jù)中提取的有代表性的特征， 這些特征 融合成單一的特征向量， 然后運用模式識別的方法進行處理。 這種方 法對通信帶寬的要求較低，但由于數(shù)據(jù)的丟失使其準(zhǔn)確性有所下降。決策層融合 指在每個傳感器對目標(biāo)做出識別后，將多個傳感器的識別結(jié)果 進行融合。 這一層融合是在高層次上進行的， 融合的結(jié)果為指揮控制 決策提供依據(jù)。決策層融合的優(yōu)點是：具有很高的靈活性，系統(tǒng)對信息傳輸帶 寬要求較低 ; 能有效地融合反映環(huán)境或目標(biāo)各個側(cè)面的不同類型信息， 具有很強的容錯性 ;通信容量小，抗干擾能力強 ; 對傳感器的依賴性小， 傳感器可以是異質(zhì)的 ; 融合中心處理代價低。、多傳感器信息融合的融合結(jié)構(gòu) 多傳感

5、器信息融合通常是在一個被稱為信息融合中心的信息綜 合處理器中完成， 而一個信息融合中心本身可能包含另一個融合中心。 由于多傳感器信息融合可以是多層次、 多方式的， 所以研究融合的拓 撲結(jié)構(gòu)十分必要。 根據(jù)信息融合處理方式的不同， 可以將多傳感器信 息融合的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分為集中型、分散型、混合型、反饋型等 3 。4.1 集中型 集中型融合結(jié)構(gòu)的融合中心直接接收被融合傳感器的原始信息。 由于在此結(jié)構(gòu)中傳感器僅起到了信息采集的作用， 不預(yù)先對數(shù)據(jù)進行 局部處理和壓縮， 所以對信道容量要求較高。 一般這種結(jié)構(gòu)適用于小 規(guī)模的融合系統(tǒng)。4.2 分散型 分散型信息融合系統(tǒng)中，各傳感器完成一定量的計算和處理任

6、務(wù)后，將壓縮后的傳感器數(shù)據(jù)送到融合中心， 融合中心將接收到的多 維信息進行組合和推理， 最終得到融合結(jié)果。 這一結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是結(jié)構(gòu) 冗余度高、計算負(fù)荷分配合理、信道壓力輕，但由于各傳感器進行局 部信息處理， 可能會導(dǎo)致部分信息的丟失。 這種結(jié)構(gòu)適合于遠(yuǎn)距離配 置的多傳感器系統(tǒng)?；旌闲突旌闲托畔⑷诤辖Y(jié)構(gòu)吸收了分散型和集中型信息融合結(jié)構(gòu)的優(yōu) 點，既有集中處理，又有分散處理，各傳感器信息均可多次利用。這 一結(jié)構(gòu)能得到比較理想的融合結(jié)果， 適用于大型的多傳感器信息融合， 但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，計算量很大。反饋型 當(dāng)系統(tǒng)對處理的實時性要求很高的時候，如果總是試圖強調(diào)以 最高的精度去融合多傳感器信息融合系統(tǒng)的信息，

7、 則無論融合的速度 多快都不可能滿足要求， 這時，利用信息的相對穩(wěn)定性和原始積累對 融合信息進行反饋再處理將是一種有效的途徑。當(dāng)多傳感器系統(tǒng)對外部環(huán)境經(jīng)過一段時間的感知，傳感系統(tǒng)的 融合信息已能夠表述環(huán)境中的大部分特征， 該信息對新的傳感器原始 信息融合具有很好的指導(dǎo)意義。、多傳感器信息融合的特點提高了信息的可信度。 (2) 增加了目標(biāo)特征矢量的維數(shù)。 (3) 降低了獲得信息的費用。 (4) 減少了信息獲取的時間。 (5) 提高了系統(tǒng) 的容錯能力。 (6) 提高了整個系統(tǒng)的性能。、多傳感器信息融合的研究方向(1) 確立具有普遍意義的信息融合模型標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)。 (2) 將信息融合技術(shù)應(yīng)用到

8、更廣泛的新領(lǐng)域。 (3) 改進融合算法以進一步 提高融合系統(tǒng)的性能。 (4) 開發(fā)相應(yīng)的軟件和硬件，以滿足具有大量 數(shù)據(jù)且計算復(fù)雜的多傳感器融合的要求。、結(jié)語多傳感器信息融合技術(shù)的研究雖然剛剛開始幾十年，但它已滲 透到現(xiàn)代化戰(zhàn)爭和民用的各個領(lǐng)域。 隨著工業(yè)大系統(tǒng)的蓬勃發(fā)展和未 來信息戰(zhàn)的需求， 以及相關(guān)學(xué)科的不斷發(fā)展， 多傳感器信息融合將會 得到更深入的理論研究，也將擁有更廣闊的應(yīng)用前景。參考文獻1 王耀南,李村濤. 多傳感器信息融合及其應(yīng)用綜述 J. 控制 與決策 ,xx.何友 , 譚慶海 . 多傳感器系統(tǒng)分類研究 J. 火力與指揮控 制,1998.L.Tao.OptimalMultipleLevelDecisionFusionwithDistributedS ensors.IEEETrans.多傳感器信息融合論文【 2】 摘要：多傳感器信息融合是一門涉及信號