01第一讲_数据融合的基本概念.ppt

* * 数据融合系统的应用特点 综合利用来自多传感器的信息，获得对被测对 象一致性的可靠了解和解释，以利于系统作出正确 的响应、决策和控制。 有助于改善系统的性能，使系统具有专家系统 的特征。 降低对个别传感器的依赖性。 * 1.2 数据融合的定义 应用领域： 针对一个系统中使用多种传感器(多个或多类) 这一特定问题进行的信息处理方法，又称多传感器 信息融合。 如： 机器人和智能仪器系统、战场观测和无人驾驶 飞机、图像分析与理解、目标检测与跟踪、自动目 标识别、多源图像复合等。 * 一般定义 1）充分利用不同时空的多传感器信息资源； 2）采用计算机技术对按时序获得的多传感器观测信 息按一定准则加以自动分析、综合、支配和使用； 3）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，使系统获得比它的各组成部 分更优越的性能。 * 涉及的主要内容 硬件基础： 多传感器系统：对运动目标，系统需要正确的 进行传感器切换，当传感器或其他数据源的性质不 同时，判断较复杂。 加工对象： 多源信息 核心内容： 协调优化和综合处理 * 军事上的数据融合定义 所谓多传感器数据融合就是人们通过对空间分布的多源信息—各种传感器的时空采样，对所关心的目标进行检测、关联（相关）、跟踪、估计和综合（信息组合）等多级功能处理，以更高的精度、较高的概率或置信度得到人们所需要的目标状态和身份（属性）估计，以及完整、及时的态势和威胁评估，为指挥员提供有用的决策信息。 * 涵盖的内容 1)在几个层次上完成对多源信息处理，各个层次 都表示不同级别的信息抽象。 2)包括检测、关联、跟踪、估计及综合。 3)结果包括较低层次上的状态和属性估计，以及 较高层次上的整个战场态势估计和威胁评估。 * 定义所表明的特点 将来自多传感器或多源的信息和数据模仿专家 的综合信息处理能力进行智能化处理，从而得出更 为准确可信的结论。 * 其他类似的名称 多传感器相关 多源相关 多传感器混合 多传感器融合 信息融合 数据融合 * 1.3 数据融合的时空性 分布在不同空间位置上的多传感器在对运动目 标进行观测时，各传感器在不同时间和不同空间的 观测值有所不同，从而形成一个观测值集合。 如：s个传感器在n个时刻观测同一个目标可有 s*n观测值，其集合Z为： Z = {Zj} (j=1,2,…,s) Z = {Zj(k)} (k=1,2,…,n) Zj：j号传感器观测值集合； Zj(k)：j号传感器在k时刻观测值。 * 多传感器观测值在时空上的排列 * 数据融合的时间性与空间性问题 时空性是目标运动状态的观测的主要问题： 1）数据融合的时间性 2）数据融合的空间性 * 1)数据融合的时间性 按时间先后对观测目标在不同时间的观测值进 行融合。 利用单传感器在不同时间的观测结果进行数据 融合时，要考虑数据融合的时间性。 * 2)数据融合的空间性 对同一时刻不同空间位置的多传感器观测值进行数据融合。 利用多传感器在同一时刻观测结果进行数据融合时，要考虑数据融合的空间性。 * 时空性的处理方法 为获得观测目标的准确状态，同时考虑数据融 合的时间性与空间性。 实现方法： ①先对各传感器不同时间的观测值集进行融合， 得出每个传感器对目标状态的估计，然后将各个传 感器的估计进行空间融合，从而得到目标状态的最 终估计。 * ②在同一时间对不同空间位置的各传感器的观 测值进行融合，得出各不同时间的观测目标估计， 然后对不同时间的观测目标估计按时间顺序进行融 合，得出最终状态。 ③同时考虑数据融合的时间性与空间性，即上 述两个同时进行，可以减少信息损失，提高数据融 合系统的实时性。但同时进行的难度大，只适合于 大型多计算机的数据融合系统。 * 小结 * * * * * * * * * * * * * * * 第一讲 数据融合的基本原理 * 什么是传感器？ * * 人与机器的机能对应关系图 外 界 对 象 感官 传感器 人脑 微处理器 肢体 执行器 * * 人与传感器 人的感觉器官与对应的传感器： 眼——— 耳——— 鼻——— 舌——— 皮肤—— 光敏传感器 声敏传感器 气敏传感器 味觉传感器 压敏、热敏、湿敏传感器 * 定义 传感器就是能感知外界信息并能按一定规律将这些信息转换成可用信号的器件或装置