《信息融合技术》PPT课件.ppt

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1、信息融合技术信息融合技术n信息融合技术的发展信息融合技术的发展n信息融合系统的构成信息融合系统的构成n信息融合技术的理论和方法信息融合技术的理论和方法n信息融合的关键技术信息融合的关键技术信息融合技术的发展信息融合技术的发展 复杂系统监测需要多传感器，需要一种手段来复杂系统监测需要多传感器，需要一种手段来利用多个不必非常精确的传感器信息，得出对环境利用多个不必非常精确的传感器信息，得出对环境或对象特征的全面、正确认识。或对象特征的全面、正确认识。信息融合信息融合便是在这便是在这一情况下应运而生，它是一种一情况下应运而生，它是一种多元信息综合技术多元信息综合技术，通过对不同传感器的数据信息进行分

2、析和智能化合通过对不同传感器的数据信息进行分析和智能化合成获得被测对象及其性质的最佳一致估计。成获得被测对象及其性质的最佳一致估计。信息融合技术的发展信息融合技术的发展 19591959年，年，KolmogolovKolmogolov提出信息集成定理：多维信息比提出信息集成定理：多维信息比 任何一个单维信息的信息量大；任何一个单维信息的信息量大；RichatdsonRichatdson证明了增加传感器，原系统性能不会降低证明了增加传感器，原系统性能不会降低 19731973年，美国研究机构开始研究声纳信号理解系统，年，美国研究机构开始研究声纳信号理解系统，信息融合技术在这一系统中得到最早的体现

3、信息融合技术在这一系统中得到最早的体现 2020世纪世纪7070年代末，出现了年代末，出现了“多传感器信息融合多传感器信息融合”这一这一 名称名称 进入进入2020世纪世纪8080年代，军事系统中使用传感器数量剧年代，军事系统中使用传感器数量剧 增，要求传感器处理更多的数据和信息，更强调其增，要求传感器处理更多的数据和信息，更强调其 速度速度 和实时性，美国和实时性，美国C C3 3I I技术委员会及时发现了这技术委员会及时发现了这 一问题的关键一问题的关键 19881988年，美国国防部将多传感器信息融合技术列为年，美国国防部将多传感器信息融合技术列为 2020世纪世纪9090年代重点研究开

4、发关键技术之一，年代重点研究开发关键技术之一，19921992年年 起每年投入起每年投入1 1亿美元用于研究。亿美元用于研究。19981998年，成立国际信息融合学会（年，成立国际信息融合学会（ISIFISIF）信息融合技术的发展信息融合技术的发展信息融合技术的发展信息融合技术的发展 国内起步较晚，国内起步较晚，2020世纪世纪8080年代初，开始多目标年代初，开始多目标跟踪技术研究；跟踪技术研究；8080年代末期，出现了信息融合技术年代末期，出现了信息融合技术研究的报告。进入研究的报告。进入2020世纪世纪9090年代，国内对信息融合年代，国内对信息融合技术研究逐渐形成高潮。技术研究逐渐形成

5、高潮。返回返回信信 息息 融融 合合 系系 统统 的的 构构 成成信息融合的结构形式信息融合的结构形式串联式并联式混合式信信 息息 融融 合合 系系 统统 的的 构构 成成信息融合系统的结构信信 息息 融融 合合 系系 统统 的的 构构 成成信息融合的功能模型信信 息息 融融 合合 系系 统统 的的 构构 成成信息融合的公式化描述设多传感器集合为：每个传感器输出为：多传感器融合可以表示为：融合结果融合结果F F 表示融合函数表示融合函数幂等性平衡性单调性中凸性鲁棒性返回返回信息融合技术的理论和方法信息融合技术的理论和方法涉及的理论和技术涉及的理论和技术 信号处理信号处理 估计理论估计理论 不确

6、定性理论不确定性理论 模式识别模式识别 最优化技术最优化技术 神经网络神经网络 人工智能人工智能信息融合技术的理论和方法信息融合技术的理论和方法信息复杂性：信息复杂性：（1）信息的形式多样）信息的形式多样（2）分布式存储）分布式存储（3）存储格式不统一）存储格式不统一（4）数据不精确，不完整，不一致，不可靠）数据不精确，不完整，不一致，不可靠 甚至互相矛盾甚至互相矛盾（5）数据迅速变化、增加）数据迅速变化、增加（6）不易定义）不易定义“正常正常”状态作为问题求解依据状态作为问题求解依据信息融合技术的理论和方法信息融合技术的理论和方法信信 息息 融融 合合 层层 次次像素级耦合像素级耦合：直接在

7、采集的原始数据层上进行的融合特征级融合特征级融合 提取原始数据的特征，然后进行综合分析和处理决策级融合：决策级融合：每个传感器的处理部件已完成决策和分类任务，信息融合只根据一定准则和决策的可信度做最优决策。（1）融合中心处理代价低，灵活性好）融合中心处理代价低，灵活性好（2）通信量小，抗干扰能力强）通信量小，抗干扰能力强（3）有容错能力）有容错能力（4）对传感器依赖性小，传感器类型可以不同）对传感器依赖性小，传感器类型可以不同（5）系统对信息传输带宽要求低）系统对信息传输带宽要求低（6）能有效反映环境活目标各个侧面的不同类型）能有效反映环境活目标各个侧面的不同类型 信息信息信息融合技术的理论和

8、方法信息融合技术的理论和方法常用多传感器信息融合方法常用多传感器信息融合方法 加权融合 卡尔曼滤波 贝叶斯估计 统计决策理论 Shafer-Dempster证据理论 具有置信因子的产生式规则 模糊逻辑信息融合技术的理论和方法信息融合技术的理论和方法信息融合的步骤信息融合的步骤 信息采集信息采集 信息辨识信息辨识 相关处理相关处理 融合处理融合处理 建立工作信息库建立工作信息库返回返回信息融合的关键技术信息融合的关键技术 估计技术估计技术 模糊集理论模糊集理论 聚类分析聚类分析 专家系统专家系统 熵法熵法 模板法模板法 多媒体技术多媒体技术 人机结合技术人机结合技术 分布式数据库技术分布式数据库技术