多傳感器融合係統的顯著特點及其主要結構
發布時間:2014-12-23 責任編輯:xueqi
【導讀】信息融合作為對多傳感器信息的綜合處理過程,具有本質的複雜性,就像人的大腦綜合處理信息的過程一樣,將各種傳感器進行多層次、多空間的信息互補和優化組合處理,最終產生對觀測環境的一致性解釋。本文將介紹多傳感器融合係統的顯著特點及其主要結構。
在(zai)多(duo)傳(chuan)感(gan)器(qi)融(rong)合(he)係(xi)統(tong)處(chu)理(li)信(xin)息(xi)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong),要(yao)充(chong)分(fen)地(di)利(li)用(yong)多(duo)源(yuan)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)合(he)理(li)支(zhi)配(pei)與(yu)使(shi)用(yong),而(er)信(xin)息(xi)融(rong)合(he)的(de)最(zui)終(zhong)目(mu)標(biao)則(ze)是(shi)基(ji)於(yu)各(ge)傳(chuan)感(gan)器(qi)獲(huo)得(de)的(de)分(fen)離(li)觀(guan)測(ce)信(xin)息(xi),通(tong)過(guo)對(dui)信(xin)息(xi)多(duo)級(ji)別(bie)、多(duo)方(fang)麵(mian)組(zu)合(he)導(dao)出(chu)更(geng)多(duo)有(you)用(yong)信(xin)息(xi)。這(zhe)不(bu)僅(jin)是(shi)利(li)用(yong)了(le)多(duo)個(ge)傳(chuan)感(gan)器(qi)相(xiang)互(hu)協(xie)同(tong)操(cao)作(zuo)的(de)優(you)勢(shi),而(er)且(qie)也(ye)綜(zong)合(he)處(chu)理(li)了(le)其(qi)它(ta)信(xin)息(xi)源(yuan)的(de)數(shu)據(ju)來(lai)提(ti)高(gao)整(zheng)個(ge)傳(chuan)感(gan)器(qi)係(xi)統(tong)的(de)智(zhi)能(neng)化(hua)。
多傳感器融合係統具有四個顯著的特點:
1、信息的冗餘性:對於環境的某個特征,可以通過多個傳感器(或者單個傳感器的多個不同時刻)得(de)到(dao)它(ta)的(de)多(duo)份(fen)信(xin)息(xi),這(zhe)些(xie)信(xin)息(xi)是(shi)冗(rong)餘(yu)的(de),並(bing)且(qie)具(ju)有(you)不(bu)同(tong)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing),通(tong)過(guo)融(rong)合(he)處(chu)理(li),可(ke)以(yi)從(cong)中(zhong)提(ti)取(qu)出(chu)更(geng)加(jia)準(zhun)確(que)和(he)可(ke)靠(kao)的(de)信(xin)息(xi)。此(ci)外(wai),信(xin)息(xi)的(de)冗(rong)餘(yu)性(xing)可(ke)以(yi)提(ti)高(gao)係(xi)統(tong)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing),從(cong)而(er)能(neng)夠(gou)避(bi)免(mian)因(yin)單(dan)個(ge)傳(chuan)感(gan)器(qi)失(shi)效(xiao)而(er)對(dui)整(zheng)個(ge)係(xi)統(tong)所(suo)造(zao)成(cheng)的(de)影(ying)響(xiang)。
2、信息的互補性:不bu同tong種zhong類lei的de傳chuan感gan器qi可ke以yi為wei係xi統tong提ti供gong不bu同tong性xing質zhi的de信xin息xi,這zhe些xie信xin息xi所suo描miao述shu的de對dui象xiang是shi不bu同tong的de環huan境jing特te征zheng,它ta們men彼bi此ci之zhi間jian具ju有you互hu補bu性xing。如ru果guo定ding義yi一yi個ge由you所suo有you特te征zheng構gou成cheng的de坐zuo標biao空kong間jian,那na麼me每mei個ge傳chuan感gan器qi所suo提ti供gong的de信xin息xi隻zhi屬shu於yu整zheng個ge空kong間jian的de一yi個ge子zi空kong間jian,和he其qi他ta傳chuan感gan器qi形xing成cheng的de空kong間jian相xiang互hu獨du立li。
3、信息處理的及時性:各ge傳chuan感gan器qi的de處chu理li過guo程cheng相xiang互hu獨du立li,整zheng個ge處chu理li過guo程cheng可ke以yi采cai用yong並bing行xing導dao熱re處chu理li機ji製zhi,從cong而er使shi係xi統tong具ju有you更geng快kuai的de處chu理li速su度du,提ti供gong更geng加jia及ji時shi的de處chu理li結jie果guo。
4、信息處理的低成本性:duogechuanganqikeyihuafeigengshaodedaijialaidedaoxiangdangyudanchuanganqisuonengdedaodexinxiliang。lingyifangmian,ruguobujiangdangechuanganqisuotigongdexinxiyonglaishixianqitagongneng,dangechuanganqidechengbenheduochuanganqidechengbenzhiheshixiangdangde。
信息融合作為對多傳感器信息的綜合處理過程,具有本質的複雜性。在信息融合處理過程中,根據對原始數據處理方法的不同,信息融合係統的體係結構主要有三種:
1、集中式:集ji中zhong式shi將jiang各ge傳chuan感gan器qi獲huo得de的de原yuan始shi數shu據ju直zhi接jie送song至zhi中zhong央yang處chu理li器qi進jin行xing融rong合he處chu理li,可ke以yi實shi現xian實shi時shi融rong合he,其qi數shu據ju處chu理li的de精jing度du高gao,算suan法fa靈ling活huo,缺que點dian是shi對dui處chu理li器qi要yao求qiu高gao,可ke靠kao性xing較jiao低di,數shu據ju量liang大da,故gu難nan於yu實shi現xian。
2、分布式:每個傳感器對獲得的原始數據先進行局部處理,包括對原始數據的預處理、分fen類lei及ji提ti取qu特te征zheng信xin息xi,並bing通tong過guo各ge自zi的de決jue策ce準zhun則ze分fen別bie作zuo出chu決jue策ce,然ran後hou將jiang結jie果guo送song入ru融rong合he中zhong心xin進jin行xing融rong合he以yi獲huo得de最zui終zhong的de決jue策ce。分fen布bu式shi對dui通tong信xin帶dai寬kuan需xu求qiu低di、計算速度快、可靠性和延續性好,但跟蹤精度沒有集中式高。
3、混合式:大(da)多(duo)情(qing)況(kuang)是(shi)把(ba)上(shang)述(shu)二(er)者(zhe)進(jin)行(xing)不(bu)同(tong)的(de)組(zu)合(he),形(xing)成(cheng)一(yi)種(zhong)混(hun)合(he)式(shi)結(jie)構(gou)。它(ta)保(bao)留(liu)了(le)上(shang)述(shu)兩(liang)類(lei)係(xi)統(tong)的(de)優(you)點(dian),但(dan)在(zai)通(tong)信(xin)和(he)計(ji)算(suan)上(shang)要(yao)付(fu)出(chu)較(jiao)昂(ang)貴(gui)的(de)代(dai)價(jia)。但(dan)是(shi),此(ci)類(lei)係(xi)統(tong)也(ye)有(you)上(shang)述(shu)兩(liang)類(lei)係(xi)統(tong)難(nan)以(yi)比(bi)擬(ni)的(de)優(you)勢(shi),在(zai)實(shi)際(ji)場(chang)合(he)往(wang)往(wang)采(cai)用(yong)此(ci)類(lei)結(jie)構(gou)。
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