1.1多传感器信息交融技能概述一般含义上的信息交融(也称为数据交融)是一种对信息多层次、多方面的处理进程,这个进程是对多源数据进行交融以取得精确、完好、及时的方针特点及情况。单个传感器供给的信息量较少,信息类别少,也有可能是不正确的。由此多传感器信息交融技能应运而生,选用多传感器信息交融技能来处理来自多个传感器的数据,对态势做出正确的估量和判定是未来的趋势。
1.2多传感器信息交融技能的研讨布景跟着现代科学技能在军事范畴的广泛运用,现代战役现已突破了传统形式,开展成为陆、海、空、天、信五位一体的战役。在现代战术体系中,依托单一传感器供给的信息已无法满意作战需求,有必要运用包含雷达、红外、激光、电子援助办法(EleetronicsuPportMeasures,EsM)等在内的多种有源、无源传感器来供给观测信息。这就需求对多数据源获取的信息进行归纳处理,实时进行方针发现和优化归纳处理来获取方针情况估量、方针特点及方针身份、态势评价、要挟估量等作战信息。多传感器体系具有更强的生存才能,扩展了空间掩盖规模,并能够削减信息的含糊性而得到更精确的估量效果,这些长处都使得多传感器体系的运用越来越重要。然而在多传感器体系中,信息体现的多样性,信息数量的巨大性,信息联系的复杂性,以及要求信息处理的实时性,都已大大超出了人脑的信息归纳处理才能。因而,从20世纪70年代起,一个新式的学科一多传感器信息交融(MulTIsensor DataFusion,MsDr)便敏捷地开展起来,而且敏捷在现代e4I(eommand, eontroleommunieaTIons, eomputers, telligenee)体系中和各种兵器渠道上以及许多民事范畴得到了广泛地运用。二十世纪八十年代,由美国国防部联合辅导实验室技能委员会和世界光学工程学会资助每年举行的电子与信息专业会议,标志着信息交融技能的鼓起。跟着科学技能的开展,特别是微电子技能、集成电路及其规划技能、计算机技能、近代信号处理技能和传感器技能的开展,信息交融己经成为一个新的学科方向和研讨范畴,在各种不同电子体系中选用了很多不同类型的传感器。因而,一般也将信息交融称为多传感器交融。在第二次世界大战期间就现已把信息交融技能运用到了实践体系中,比方,经过在高炮火控雷达上加装光学测距体系,重合运用雷达和光学传感器给出的两种信息,不只大大进步了体系的测距精度,一起也大大进步了体系的抗干扰才能“从这种含义上说,信息交融体系在二战期间就到达了有用程度。近二十年来,跟着各种先进兵器体系的呈现与开展,世界各国都在完善和开展自己的c4I体系,以完结指定的战略和战术使命。C4I体系怎么对各类传感器所搜集的很多信息和情报进行剖析!处理!归纳,以便做出正确的决议计划,这就形成了信息处理的一个新的和重要的分支,即多传感器信息交融。
1.3研讨意图及含义
一般含义上的信息交融(也称为数据交融)是一种对信息多层次、多方面的处理进程,个进程是对多源数据进行交融以取得精确、完好、及时的方针特点及情况。Waltz和LinaS等给出了数据交融较完好的界说:一种多层次的!多方面的处理进程,这个进程是对多源数据进行检测、结合、相关、估量和组合以到达精确的情况估量和身份估量,以及完好及时的态势评价和要挟估量。现在,信息交融比较切当的界说可归纳为:运用计算机技能对按时序取得的若干传感器的观测信息,在必定原则下加以主动剖析、归纳以完结所需的决议计划和估量使命而进行的信息处理进程。是经过必定的算法归纳处理来自多个传感器的量测信息,发生更牢靠、更精确、更完好的信息,并依据这些信息做出判别、估量和决议计划,其关键技能是对各类原始量测信息进行数据预处理、数据相关、数据决议计划和数据交融等等。多传感器信息交融体系有以下的长处:
(1)恣意一个传感器所供给的信息是单独面的、不完好的,有可能是过错的、不精确的,传感器精度不相同,所供给信息类别也不相同。经过对多个传感器所供给的信息进行归纳处理,将会比单个传感器做出更牢靠的判别和决议计划,而且大大进步制导体系的精度。
(2)不同传感器所供给的信息特征是不同的,多传感器信息交融体系能够取得单个传感器不能取得的很多特征信息,使体系抗干扰才能大大加强。
1.4国内外研讨现状信息交融作为一门跨学科的归纳信息处理理论,在军事范畴!地质学科范畴!机器人技能及智能操控范畴!工业操控范畴有着宽广的开展前景,信息交融技能首要运用在军事范畴上,现在,国内外的开展情况如下:
(1)信息交融技能在毛病确诊范畴中的运用根据信息交融的毛病确诊办法,是经过对多传感器获取设备情况的特征信号,并进行多层相关组合!数据挑选,然后取得对确诊目标毛病信息更为牢靠的知道和对潜在毛病开展趋势的态势评价。
(2)信息交融技能在图画处理方面的运用首要是遥感图画技能,遥感图画的信息交融能使各种空间、波谱和时间分辨率的图画归入一致的时空内,交融构成一种新的图画,添加信息量,完成多种信息的互补,改进了图画的质量和有效性。
(3)信息交融技能在现代防火体系中的运用适当广泛,运用各种先进的传感器进行火情检测,如温度传感器!地表湿度传感器!烟雾传感器及红外传感器等“例如,运用温度传感器及地表湿度传感器用于丈量气温文地表湿度,并以此来判别气候及地表对火情的影响。烟雾传感器、红外传感器监测火点的发生及火情的开展。这是一个典型的异类传感器交融体系,运用该类技能能够大幅度地进步火灾检测的精确性。
(4)信息交融技能在医学范畴的运用日渐活泼,首要包含疾病确诊及人体结构的研讨。在医学范畴运用信息交融技能的前提条件是现在医学可视化及图画提取设备的开展,经过X光片图画及超声波图画交融能够更简单发现癌变安排,还能更明晰的对不同安排进行分类。经过交融血管造影术及超声波图画,能够重建血管的3D图画。信息交融技能还运用于研讨脑安排的结构及睡觉情况的辨认等。
(5)军事防护体系是一个十分典型的信息交融体系,例如,发现、辨认、盯梢敌机,军事上广泛运用雷达、红外探测仪、声纳及其它传感器,不同信息都被传输到交融中心进行处理。军事上的另一个运用是战场监督,例如,态势估量和要挟估量。这些都是根据敌方和作战区域的先验常识,但这些常识往往是不确定和含糊的,也需求在必定程度上进行交融剖析。现在国外的首要军事大国都投入很多的人力、物力和财力到信息交融方面的研讨中,美、英、法、意、日等国现已有上百个军用交融体系,如美国的ASAS(全源信息剖析)体系、LENSCE(战术陆军和空军指挥员主动情报保证)体系,英国的AIDD (炮兵智能信息交融)体系、DDF(分布式数据交融)体系,加拿大的AAWMSDF(水兵防空多传感器交融)体系等。美国多年来把信息交融技能列为国防要点研讨项目,现在美国的信息交融体系正不断向功用归纳化、网络化、全军集成化开展,美国国防部52010年联合想象6中提出了树立联合战场信息球或C4isR(指挥、操控、通讯、计算机、情报、监督与侦办体系)全球信息栅格网的想象,完成以网络为中心的联合作战,然后到达信息的优势和决议计划的优势。在北约空袭南联盟的军事行动中,初次运用了带有先进数据交融与处理才能的初期联合空战中心才能体系和海上指挥操控信息体系“初期联合空战中心才能体系可将空中预警机等空中渠道和法国、意大利等国地上雷达搜集的数据,组合成掩盖面宽广的空中态势图,为北约各级参战指挥官供给很多实时情报;海上指挥操控信息体系能把海上、陆上和空中图画交融起来,显现整个战场空间的通用作战态势图。现在,国内外对信息交融技能的研讨尽管现已取得了必定的效果,但还存在一些难题没有彻底处理”如传感器模型!交融进程的推理及有关算法的研讨等等。所以,信息交融是一项正在开展的高新技能。