多传感器信息融合技术的研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文第一章绪论1．1课题研究背景及研究意义ⅢII”在未来作战中，信息变化莫测，瞬息万变。整个空间布满了各种敌我信号源时，任何个体的传感器都是局部的，局部的信息都是充满了不精确、不完整、不一致、不可靠甚至矛盾的因素；信息的迅速变化及信息量的迅速增加，使传感器利用目标某些特征探测、分类及识别等出现了局限性：另外敌人的有意干扰、迷惑甚至破坏，使得信息的欺骗性加强。由于未来信息的多源化，以及信息途径的多样化，加上高强度的电子对抗和大量隐身目标的存在，单个传感器无法完整地掌握态势情况。为了完整掌握战场态势，就必须使本地多传感器或者异地的多传感器

2、协同工作，把全部信息融合到一起，才能得到相对真实、确定的信息，这就需要多源信息融合系统。为此，一个新兴的学科——多传感器信息融合便迅速发展起来，并在现代C3I(指挥、控制、通信与情报)系统中和各种武器平台上以及许多民事领域得到了广泛的应用。信息融合是关于协同利用多传感器数据信息，涉及多元信息检测、相关、估计和综合并获取目标状态和特征估计以及态势和威胁评价的一种多级自动智能信息处理过程。主要利用计算机技术对按时序获得的目标的多源信息在一定准则下加以分析和综合，以完成所需的决策和控制任务，它集信号处理、统计、人工智能、模式识别、认知科学、计算机科学及信息论等技术

3、于一体，通过对各种传感器采集得到的各种各样的、大量的信息进行多层次的、多界面的检测、相关、估计和综合等处理，从而最大限度地获得观测目标的状态、特征等完整信息，进而产生有意义的新的信息，而这一新信息是任何单一传感器所无法获得的。信息融合得以成为目前研究的热点，是实际需要和巨大的应用前景所决定的。从大量文献上可以看出，利用多传感器信息融合，可以获得许多潜在的好处。由于各个传感器信息在时间和空间上的冗余性和互补性，可以扩展系统时间、空间及频率覆盖范围、避免单传感器工作盲区，可提高信息收集率和更新率；同类多源测量信息的融合能提高系统的工作性能指标，不同类型传感器获得

4、目标、事件的多侧面属性信息，能提高结论的可信度、增加系统的容错能力。传统的有关目标状态和属性的信息处理多半是围绕着单个特定传感器所获得的数据而进行的，例如处理来自雷达、红外、激光、声、电视、敌我识别、电子情报等传感器的数据确定目标的状态和属性：而有关目标行为、态势评估、威胁度分析等高层次的处理则是由人来完成的。因为这些高层次的信息处理本身包含着对来自各种传感器数据资源的综合处理。应该说，多传感器的信息融合处理是人类和生物界信息处理和推断的基本功能。这种思想除了用于高层次的信息处理之外，也可在诸如目标状多传感器信息融台技术的研究态估计、属性分类等低层次的信息处

5、理中进行。与传统豹国绕着蕈个特定绩惑嚣鼹获褥鳇信爨集焉进行懿信息处理比鞍，多传感器信息融合在解决目标检测、跟踪和识别问题方面都具有很多的好处：l、扩震了空闯覆蔫帮时闽覆盖静范围：透过侔焉区域及蕊溅时瀚交叠溪盖酶多个传感器的协同作用，扩展了空间和时间覆盖范围，一种传感器可以探测到其它传感器探测不翻的±氇方或其它传感器不能顾及的事件或目标；2、增加测量空间的维数。3、降低了醋标的模糊度：多传感器的联合信息丰富了目标的信怠资源，降低了只有单一传感器带来的目标信息的模糊性。4、提高了信号的空间分辨率：多传感器的联合孔径可以获得比任何单⋯传感器更麓的分淡率；5、提高系

6、统可靠憾与可信度：一种或多种传感器对间一目标／事件从不同的侧面加以确汰，扶恧提裹了探测熬霹靠蠛窝可谂度：6、具有鲁棒性的工作性能：若干传感器不能利用或受到干扰，或某个别目标／事佟不在覆盖范溷内霹，憨会有一释传惑嚣哥醴缝侯绩惫。信息融合理论的出现和在实际中的应用，尤其在军搴领域中，对大量来源于不同传感器豁多源信惑进行信号帮嚣标静裣测、关联、蟊标状态匏估计帮鞭耩鼹踩、蟊标识别和判别、战场环境的态势分析和威胁评价、传感器管理和数据库镣方面有着重强意义。虽然信息融合的应用研究己相当广泛，但是，信息融合问题本质未形成基本的理论梃架和有效的广义模垄及冀法。其绝大部分工俸

7、鄱是针对特定的应用领域内的问题来开展研究，也就是说，目前对信息融合问题的研究是根据问蹶的种类，各自建立窿观认识原理，并在此基础上形成所谓的最佳融合方案。如典型的分布式检测融合，己从理论上解决了最佳融合准则、最伐局部次篡准则积周郝决繁门限的最优协凋方法，并给出了响应的算法。但这些研究反映的只是信息融合所固有的面向对象的特点，也难以援戏信息融合这独立学科艨必须驰宠熬理论体系。援因为如此，隰碍了磺究者对信息融合本身的深入认识，也使得信息融合在某种程度上仅被看成是一种多传感器信息处理援念；人们无法覆对售惠敲含终爨综合分攒羁谤髂，蠖餐融合系绞嚣设计繁有一定的盲臼性。裁

8、己建残懿信惠融合系统寒看，仅仅蹩一静麓萃簿方法合成信