第一讲数据融合的 基本概念PPT讲稿.ppt
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1、第一讲数据融合的第一讲数据融合的 基本概念基本概念第1页,共51页,编辑于2022年,星期一智能信息处理技术智能信息处理技术2联系方式联系方式办公室:学院楼办公室:学院楼212212教师办公室教师办公室电电 话:话:1865186992218651869922E-mail:E-mail:第2页,共51页,编辑于2022年,星期一智能信息处理技术智能信息处理技术3主要参考书主要参考书1 1、多传感器数据融合及其应用、多传感器数据融合及其应用 西安电子科技大学出版社西安电子科技大学出版社2 2、多源信息融合理论与应用、多源信息融合理论与应用 北京邮电大学出版社北京邮电大学出版社第3页,共51页,编
2、辑于2022年,星期一智能信息处理技术智能信息处理技术4 课程课时安排及考核内容课程课时安排及考核内容研讨(研讨(20%20%)。一份)。一份pptppt(参考文献),五分钟,参考文献),五分钟,多传感器数据融合相关。多传感器数据融合相关。论文(论文(80%80%)。)。授 课 进 度 安 排周 次教学方式(课堂教学、实验教学、研讨班、其它)学时授课地点8课堂教学2III-4079课堂教学2III-40710课堂教学2III-40711课堂教学2III-40712课堂教学2III-40713课堂教学2III-40714课堂教学2III-40715课堂教学、研讨3III-40716课堂教学、研讨
3、3III-40717课堂教学、研讨3III-40718课堂教学、研讨3III-40719课堂教学、研讨3III-40720课堂教学、研讨3III-407第4页,共51页,编辑于2022年,星期一智能信息处理技术智能信息处理技术5 课程主要内容课程主要内容 1 1、数据融合的原理与应用、数据融合的原理与应用 2 2、数据关联技术、数据关联技术 3 3、状态估计技术、状态估计技术 4 4、航迹融合、航迹融合 5 5、身份融合、身份融合 6 6、检测融合、检测融合第5页,共51页,编辑于2022年,星期一智能信息处理技术智能信息处理技术6 第一讲第一讲 数据融合的基本原理数据融合的基本原理第6页,共
4、51页,编辑于2022年,星期一7什么是传感器?什么是传感器?第7页,共51页,编辑于2022年,星期一智能信息处理技术智能信息处理技术88人与机器的机能对应关系图人与机器的机能对应关系图外外界界对对象象感官感官传感器传感器人脑人脑微处理器微处理器肢体肢体执行器执行器第8页,共51页,编辑于2022年,星期一智能信息处理技术智能信息处理技术99人与传感器人的感觉器官与对应的传感器:眼 耳 鼻 舌 皮肤光敏传感器光敏传感器声敏传感器声敏传感器气敏传感器气敏传感器味觉传感器味觉传感器压敏、热敏、湿敏传感器压敏、热敏、湿敏传感器第9页,共51页,编辑于2022年,星期一智能信息处理技术智能信息处理技
5、术10定义定义 传感器就是能感知外界信息并能按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一定规律将这些信息转换成可用信号的器件或装置。如下图所示器件或装置。如下图所示:非电信息非电信息电信号电信号第10页,共51页,编辑于2022年,星期一智能信息处理技术智能信息处理技术11 传感器的组成传感器的组成 敏感器件的作用是感受被测物理量;敏感器件的作用是感受被测物理量;敏感器件的作用是感受被测物理量;敏感器件的作用是感受被测物理量;转换元件是对信号进行转换输出。转换元件是对信号进行转换输出。辅助器件则是对输出的电信号进行放大、辅助器件则是对输出的电信号进行放大、辅助器件则是对
6、输出的电信号进行放大、辅助器件则是对输出的电信号进行放大、阻抗匹配,以便于后续仪表接入。阻抗匹配,以便于后续仪表接入。阻抗匹配,以便于后续仪表接入。阻抗匹配,以便于后续仪表接入。敏感元件被测信息转换元件信号调节电路辅助电路输出信息传感器组成框图传感器组成框图传感器组成框图传感器组成框图第11页,共51页,编辑于2022年,星期一12应变式压力传感器应变式压力传感器 由半导体材料制成的物性性传感器基本是敏感元由半导体材料制成的物性性传感器基本是敏感元件与转换元件二合一。件与转换元件二合一。直接能将被测量转换为电量输出。直接能将被测量转换为电量输出。压电传感器、光电池、热敏电阻等。弹性膜片弹性膜片
7、电阻应变片电阻应变片压力压力应变应变电阻变化量电阻变化量敏感元件敏感元件转换元件转换元件第12页,共51页,编辑于2022年,星期一13传感器的普遍性第13页,共51页,编辑于2022年,星期一14传感器的主要应用传感器的主要应用信信息息处处理理电电信信电电话话科科技技测测试试设设备备控控制制交交通通控控制制输输电电系系统统机机床床机机器器人人家家用用电电器器照照相相机机汽汽车车飞飞机机船船舶舶气气象象海海洋洋环环境境污污染染医医疗疗防防火火光光能能利利用用热热能能利利用用土土木木建建筑筑农农林林机机械械能能利利用用货货币币金金融融食食品品111111555511011010310347473
8、63659598181616127277878343431 3131 314747111111707076769393616126262121242420201414需要量需要量第14页,共51页,编辑于2022年,星期一电子警察电子警察15胶片式“电子警察”、数码式“电子警察”、视频式“电子警察”;压力或磁电传感器,两个脉冲信号,触发拍照系统进行拍照第15页,共51页,编辑于2022年,星期一16全自动洗衣机中的传感器:衣物重量传感器,衣质传感器,水温传感器,水质传感器,透光率光传感器(洗净度)液位传感器,电阻传感器(衣物烘干检测)。第16页,共51页,编辑于2022年,星期一17鼠标:光电
9、位移传感器摄象头:CCD传感器PCPC机中的测试技术应用机中的测试技术应用第17页,共51页,编辑于2022年,星期一18美国火星车“Sojourner”号上用QCM来检测太阳能电池板上的灰尘堆积情况第18页,共51页,编辑于2022年,星期一雷达雷达C3I系统所用传感器的种类很多,但它们是以雷达、电子情报机(ELINT)、电子支援测量系统(ESM)、声音、红外等传感器为主,再辅以其他类型的传感器,在整个三维空间形成一个传感器网阵。雷达,发收电磁波,主动雷达,被动雷达;波长短,预警雷达,火控雷达声音传感器是以空气、水和大地作为传播媒质的,相应的应用领域包括飞机、坦克及其他车辆的探测与识别,水下
10、各类潜艇的探测和地震信号的记录与分析等。第19页,共51页,编辑于2022年,星期一声呐声呐SONARSONAR(sound navigationsound navigation and ranging and ranging),声音导航),声音导航测距测距声呐是各国海军进行水下监视使用的主要技术,用于对声呐是各国海军进行水下监视使用的主要技术,用于对水下目标进行探测、分类、定位和跟踪;进行水下通信水下目标进行探测、分类、定位和跟踪;进行水下通信和导航,保障舰艇、反潜飞机和反潜直升机的战术机动和导航,保障舰艇、反潜飞机和反潜直升机的战术机动和水中武器的使用。和水中武器的使用。第20页,共51页
11、,编辑于2022年,星期一分类分类按工作方式可分为按工作方式可分为主动声呐:主动地发射水声信号,然后收测回波进行计主动地发射水声信号,然后收测回波进行计算。如蝙蝠算。如蝙蝠被动声呐:声呐被动接收舰船等水中目标产生的辐射声呐被动接收舰船等水中目标产生的辐射噪声和水声设备发射的信号,以测定目标的方位。噪声和水声设备发射的信号,以测定目标的方位。如飞蛾如飞蛾第21页,共51页,编辑于2022年,星期一麦凯恩事件麦凯恩事件中国潜艇同美国中国潜艇同美国“麦凯恩麦凯恩”号驱逐舰拖曳声呐号驱逐舰拖曳声呐20092009年年6 6月月1111日在菲律宾苏比克附近相撞日在菲律宾苏比克附近相撞有意相撞还是意外相撞
12、?有意相撞还是意外相撞?第22页,共51页,编辑于2022年,星期一水听器水听器标准水听器外形图第23页,共51页,编辑于2022年,星期一多传感器数据融合的形成多传感器数据融合的形成单传感器单传感器多传感器多传感器 多传感器信息互补性为获得更多的信息提供技术多传感器信息互补性为获得更多的信息提供技术支撑;支撑;如何对多传感器信息进行联合处理?如何对多传感器信息进行联合处理?多传感器数据融合技术(多传感器信息融合技术多传感器数据融合技术(多传感器信息融合技术或多传感器整合技术)或多传感器整合技术)消除噪声与干扰,实现对观测目标的连续跟踪和消除噪声与干扰,实现对观测目标的连续跟踪和测量,并对其属
13、性进行分类与识别,分析敌我双测量,并对其属性进行分类与识别,分析敌我双方的兵力对比方的兵力对比 ,提供敌方各类平台的瞬时位置及,提供敌方各类平台的瞬时位置及其企图,作出威胁判断等一系列多层次的处理。其企图,作出威胁判断等一系列多层次的处理。第24页,共51页,编辑于2022年,星期一军事领域军事领域 海上监视,如海上网络战、海情网海上监视,如海上网络战、海情网 地面防空、战略防御与监视,如边境要地监测、地面防空、战略防御与监视,如边境要地监测、C C3 3I I系统(军事指挥自动化系统)系统(军事指挥自动化系统)非军事领域非军事领域机器人系统、生物医学工程系统、工业控制自动监机器人系统、生物医
14、学工程系统、工业控制自动监视系统(工业流水生产线检测瓶装商标标签,光电视系统(工业流水生产线检测瓶装商标标签,光电、视频等)、视频等)第25页,共51页,编辑于2022年,星期一智能信息处理技术智能信息处理技术26数据融合的研究内容数据融合的研究内容 对对多源不确定信息多源不确定信息进行进行综合处理及利用综合处理及利用,即对,即对来自多个信息源的来自多个信息源的数据进行多级别、多方面、多层数据进行多级别、多方面、多层次的处理,次的处理,产生产生新新的有意义的信息。的有意义的信息。几个重要的概念几个重要的概念 多源、多级别、多方面、多层次多源、多级别、多方面、多层次第26页,共51页,编辑于20
15、22年,星期一智能信息处理技术智能信息处理技术27数据融合的目的数据融合的目的组合组合多源信息多源信息和和数据数据完成完成目标目标检测检测、关联关联、状态状态评估评估的多层次、多方面过程;的多层次、多方面过程;获得获得准确的目标识别准确的目标识别、完整而及时的态势评估完整而及时的态势评估(SASA,Situation AssessmentSituation Assessment)和和威胁评估(威胁评估(TATA,Threat AssessmentThreat Assessment)。前提:前提:计算机技术、传感器技术的发展;多渠道信息计算机技术、传感器技术的发展;多渠道信息获取、处理成为可能。
16、获取、处理成为可能。第27页,共51页,编辑于2022年,星期一智能信息处理技术智能信息处理技术281.11.1 数据融合的基本概念数据融合的基本概念生物系统对多源信息的融合处理生物系统对多源信息的融合处理 1 1)获取信息的多样性)获取信息的多样性 2 2)信息交融得到感知信息)信息交融得到感知信息 典型系统:典型系统:人人第28页,共51页,编辑于2022年,星期一智能信息处理技术智能信息处理技术29人对多源信息的处理人对多源信息的处理处理过程特点:处理过程特点:复杂性复杂性(信息的来源)、(信息的来源)、自适应性自适应性(对外界)(对外界)歧义性歧义性(信息的解读)、(信息的解读)、不完
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