多传感器数据融合技术ppt课件.ppt
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1、多多多多 传传传传 感感感感 器器器器数数数数 据据据据 融融融融 合合合合 技技技技 术术术术1.1.引言引言2.2.基本原理、融合过程及关键技术基本原理、融合过程及关键技术3.3.数据融合系统的结构及功能模型数据融合系统的结构及功能模型4.4.数据融合方法数据融合方法5.5.应用应用6.6.研究方向和存在问题研究方向和存在问题1 1精选精选pptppt课件课件1 1、引、引、引、引 言言言言1.11.11.11.11.11.1国内外研究现状国内外研究现状国内外研究现状国内外研究现状国内外研究现状国内外研究现状 数据融合从数据融合从数据融合从数据融合从数据融合从数据融合从20 20 20 2
2、0 20 20 世纪世纪世纪世纪世纪世纪70 70 70 70 70 70 年代末被提出,年代末被提出,年代末被提出,年代末被提出,年代末被提出,年代末被提出,“数据数据数据数据数据数据融合融合融合融合融合融合”出现于出现于出现于出现于出现于出现于202020202020世纪世纪世纪世纪世纪世纪707070707070年代,源于军事领域的年代,源于军事领域的年代,源于军事领域的年代,源于军事领域的年代,源于军事领域的年代,源于军事领域的C3I(C3I(C3I(commandcommandcommand,control control control,communication and comm
3、unication and communication and intelligence)intelligence)intelligence)系统的需要,当时称为多源相关、多传系统的需要,当时称为多源相关、多传系统的需要,当时称为多源相关、多传系统的需要,当时称为多源相关、多传系统的需要,当时称为多源相关、多传系统的需要,当时称为多源相关、多传感器混合数据融合,并于感器混合数据融合,并于感器混合数据融合,并于感器混合数据融合,并于感器混合数据融合,并于感器混合数据融合,并于808080808080年代建立其技术。年代建立其技术。年代建立其技术。年代建立其技术。年代建立其技术。年代建立其技术。美
4、国美国美国美国美国美国是数据融合技术起步最早的国家,是数据融合技术起步最早的国家,是数据融合技术起步最早的国家,是数据融合技术起步最早的国家,是数据融合技术起步最早的国家,是数据融合技术起步最早的国家,198319831983198319831983年,美国国年,美国国年,美国国年,美国国年,美国国年,美国国防高级研究计划局防高级研究计划局防高级研究计划局防高级研究计划局防高级研究计划局防高级研究计划局(DARPA)(DARPA)(DARPA)推出的战略计算机计划推出的战略计算机计划推出的战略计算机计划推出的战略计算机计划推出的战略计算机计划推出的战略计算机计划中,将多传感器数据融合列为重大研
5、究课题。中,将多传感器数据融合列为重大研究课题。中,将多传感器数据融合列为重大研究课题。中,将多传感器数据融合列为重大研究课题。中,将多传感器数据融合列为重大研究课题。中,将多传感器数据融合列为重大研究课题。1984 1984 1984 1984 1984 1984年,美国国防部年,美国国防部年,美国国防部年,美国国防部年,美国国防部年,美国国防部(DOD)(DOD)(DOD)成立了数据融合专成立了数据融合专成立了数据融合专成立了数据融合专成立了数据融合专成立了数据融合专家组家组家组家组家组家组(DFSData Fusion Subana1)(DFSData Fusion Subana1)(D
6、FSData Fusion Subana1),负责指导、组,负责指导、组,负责指导、组,负责指导、组,负责指导、组,负责指导、组织并协调有关这一国防关键技术的系统研究,织并协调有关这一国防关键技术的系统研究,织并协调有关这一国防关键技术的系统研究,织并协调有关这一国防关键技术的系统研究,织并协调有关这一国防关键技术的系统研究,织并协调有关这一国防关键技术的系统研究,1988 1988 1988 1988 1988 1988年又将其列入国防部年又将其列入国防部年又将其列入国防部年又将其列入国防部年又将其列入国防部年又将其列入国防部222222222222项关键技术之一。项关键技术之一。项关键技术
7、之一。项关键技术之一。项关键技术之一。项关键技术之一。2 2精选精选pptppt课件课件 同时其它西方发达国家和国际组织同时其它西方发达国家和国际组织同时其它西方发达国家和国际组织同时其它西方发达国家和国际组织(如英、日、如英、日、如英、日、如英、日、德、法及欧共体等德、法及欧共体等德、法及欧共体等德、法及欧共体等)也积极开展了数据融合技术研究也积极开展了数据融合技术研究也积极开展了数据融合技术研究也积极开展了数据融合技术研究工作。工作。工作。工作。19861986年开始,每年年开始,每年年开始,每年年开始,每年IEEEIEEE主办的主办的主办的主办的“机器人与自机器人与自机器人与自机器人与自
8、动化动化动化动化”(Robotics and Automation)(Robotics and Automation)学术会议上都有专门关学术会议上都有专门关学术会议上都有专门关学术会议上都有专门关于数据融合的专题。于数据融合的专题。于数据融合的专题。于数据融合的专题。各种学术刊物也纷纷开辟专栏各种学术刊物也纷纷开辟专栏各种学术刊物也纷纷开辟专栏各种学术刊物也纷纷开辟专栏和出版专集,交流和探讨数据融合的有关问题。和出版专集,交流和探讨数据融合的有关问题。和出版专集,交流和探讨数据融合的有关问题。和出版专集,交流和探讨数据融合的有关问题。1987 1987年欧洲共同体开始为期年欧洲共同体开始为期
9、年欧洲共同体开始为期年欧洲共同体开始为期5 5年的年的年的年的SKIDSSKIDS (Signal and Knowledge Integration with Decisional Control Signal and Knowledge Integration with Decisional Control for Multisensory System)for Multisensory System)计划,主要目标是研究多传计划,主要目标是研究多传计划,主要目标是研究多传计划,主要目标是研究多传感器数据融合的通用结构及实时信息融合技术等。感器数据融合的通用结构及实时信息融合技术等。感器数
10、据融合的通用结构及实时信息融合技术等。感器数据融合的通用结构及实时信息融合技术等。1998 1998年成立了国际信息融合学会年成立了国际信息融合学会年成立了国际信息融合学会年成立了国际信息融合学会(ISIF)(ISIF),每年,每年,每年,每年举行一次信息融合国际学术会议。促进了信息融合举行一次信息融合国际学术会议。促进了信息融合举行一次信息融合国际学术会议。促进了信息融合举行一次信息融合国际学术会议。促进了信息融合技术的交流与发展,相继取得了一些有重要影响的技术的交流与发展,相继取得了一些有重要影响的技术的交流与发展,相继取得了一些有重要影响的技术的交流与发展,相继取得了一些有重要影响的研究
11、成果。研究成果。研究成果。研究成果。3 3精选精选pptppt课件课件 和国外相比,我国在数据融合领域的研究和国外相比,我国在数据融合领域的研究和国外相比,我国在数据融合领域的研究和国外相比,我国在数据融合领域的研究起步较晚。起步较晚。起步较晚。起步较晚。19911991年海湾战争结束以后,数据年海湾战争结束以后,数据年海湾战争结束以后,数据年海湾战争结束以后,数据融合技术引起国内有关单位和专家的高度重视。融合技术引起国内有关单位和专家的高度重视。融合技术引起国内有关单位和专家的高度重视。融合技术引起国内有关单位和专家的高度重视。一些高校和科研院所相继对数据融合的理论、一些高校和科研院所相继对
12、数据融合的理论、一些高校和科研院所相继对数据融合的理论、一些高校和科研院所相继对数据融合的理论、系统框架和融合算法开展了大量研究,但基本系统框架和融合算法开展了大量研究,但基本系统框架和融合算法开展了大量研究,但基本系统框架和融合算法开展了大量研究,但基本上处于理论研究的层次上,在工程化、实用化上处于理论研究的层次上,在工程化、实用化上处于理论研究的层次上,在工程化、实用化上处于理论研究的层次上,在工程化、实用化方面尚未取得有成效的突破,有许多关键技术方面尚未取得有成效的突破,有许多关键技术方面尚未取得有成效的突破,有许多关键技术方面尚未取得有成效的突破,有许多关键技术问题尚待解决,在工程应用
13、领域,需要开发出问题尚待解决,在工程应用领域,需要开发出问题尚待解决,在工程应用领域,需要开发出问题尚待解决,在工程应用领域,需要开发出有重要应用价值的实用系统。有重要应用价值的实用系统。有重要应用价值的实用系统。有重要应用价值的实用系统。近年来数据融合近年来数据融合近年来数据融合近年来数据融合技术已形成研究热点,国家自然科学基金和国技术已形成研究热点,国家自然科学基金和国技术已形成研究热点,国家自然科学基金和国技术已形成研究热点,国家自然科学基金和国家家家家863863计划已将其列入重点支持项目。计划已将其列入重点支持项目。计划已将其列入重点支持项目。计划已将其列入重点支持项目。4 4精选精
14、选pptppt课件课件1.2 1.2 1.2 1.2 定义定义定义定义 数据融合,是多元信息综合处理的一项新技数据融合,是多元信息综合处理的一项新技数据融合,是多元信息综合处理的一项新技数据融合,是多元信息综合处理的一项新技术术术术,它有多种译名它有多种译名它有多种译名它有多种译名,如多传感器相关、多源相关、如多传感器相关、多源相关、如多传感器相关、多源相关、如多传感器相关、多源相关、多传感器融合、信息融合等。多传感器融合、信息融合等。多传感器融合、信息融合等。多传感器融合、信息融合等。数据融合比较确切的定义可概括为数据融合比较确切的定义可概括为数据融合比较确切的定义可概括为数据融合比较确切的
15、定义可概括为:充分利用不同的时间和空间的多传感器信息资源充分利用不同的时间和空间的多传感器信息资源充分利用不同的时间和空间的多传感器信息资源充分利用不同的时间和空间的多传感器信息资源,采用计算机技术对按时序获得的多传感器观测信采用计算机技术对按时序获得的多传感器观测信采用计算机技术对按时序获得的多传感器观测信采用计算机技术对按时序获得的多传感器观测信息在一定的准则下加以自动分析、综合、支配和息在一定的准则下加以自动分析、综合、支配和息在一定的准则下加以自动分析、综合、支配和息在一定的准则下加以自动分析、综合、支配和使用使用使用使用,获得被测对象的一致性解释与描述获得被测对象的一致性解释与描述获
16、得被测对象的一致性解释与描述获得被测对象的一致性解释与描述,以完成以完成以完成以完成所需的决策和估计任务所需的决策和估计任务所需的决策和估计任务所需的决策和估计任务,使系统获得比它的各个组使系统获得比它的各个组使系统获得比它的各个组使系统获得比它的各个组成部分更优越的性能。成部分更优越的性能。成部分更优越的性能。成部分更优越的性能。5 5精选精选pptppt课件课件1.3 1.3 1.3 1.3 内容内容内容内容1.1.1.1.1.1.数据关联数据关联数据关联数据关联数据关联数据关联:确定从多传感器来的数据是否反映确定从多传感器来的数据是否反映确定从多传感器来的数据是否反映确定从多传感器来的数
17、据是否反映确定从多传感器来的数据是否反映确定从多传感器来的数据是否反映同一个目标。同一个目标。同一个目标。同一个目标。同一个目标。同一个目标。2.2.2.2.2.2.多传感器多传感器多传感器多传感器多传感器多传感器ID/ID/ID/ID/ID/ID/轨迹估计轨迹估计轨迹估计轨迹估计轨迹估计轨迹估计:假设从多源来的报告反假设从多源来的报告反假设从多源来的报告反假设从多源来的报告反假设从多源来的报告反假设从多源来的报告反映的是同一目标映的是同一目标映的是同一目标映的是同一目标映的是同一目标映的是同一目标,对这些数据进行综合以改进对这些数据进行综合以改进对这些数据进行综合以改进对这些数据进行综合以改
18、进对这些数据进行综合以改进对这些数据进行综合以改进对该目标的估计对该目标的估计对该目标的估计对该目标的估计对该目标的估计对该目标的估计,或是改进对整个当前或是改进对整个当前或是改进对整个当前或是改进对整个当前或是改进对整个当前或是改进对整个当前/未来情未来情未来情未来情未来情未来情况的估计。况的估计。况的估计。况的估计。况的估计。况的估计。3.3.3.3.3.3.采集管理采集管理采集管理采集管理采集管理采集管理:给定传感器环境的一种认识状态给定传感器环境的一种认识状态给定传感器环境的一种认识状态给定传感器环境的一种认识状态给定传感器环境的一种认识状态给定传感器环境的一种认识状态,通过分配多个信
19、息捕获和处理源通过分配多个信息捕获和处理源通过分配多个信息捕获和处理源通过分配多个信息捕获和处理源通过分配多个信息捕获和处理源通过分配多个信息捕获和处理源,以最大限度以最大限度以最大限度以最大限度以最大限度以最大限度地发挥其性能地发挥其性能地发挥其性能地发挥其性能地发挥其性能地发挥其性能,从而使其操作成本降到最低。从而使其操作成本降到最低。从而使其操作成本降到最低。从而使其操作成本降到最低。从而使其操作成本降到最低。从而使其操作成本降到最低。简言之简言之简言之简言之简言之简言之,传感器的数据融合功能主要包括传感器的数据融合功能主要包括传感器的数据融合功能主要包括传感器的数据融合功能主要包括传感
20、器的数据融合功能主要包括传感器的数据融合功能主要包括多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和预测情况评估和预测情况评估和预测情况评估和预测情况评估和预测情况评估和预测。6 6精选精选pptppt课件课件1.4 1.4 1.4 1.4 特点特点特点特点1.1.1.1.生存能力强;生存能力强;生存能力强;生存能力强;2.2.2.2.扩展了空间覆盖范围;扩展了空间覆盖范围;扩展了空
21、间覆盖范围;扩展了空间覆盖范围;3.3.3.3.扩展了时间的覆盖范围;扩展了时间的覆盖范围;扩展了时间的覆盖范围;扩展了时间的覆盖范围;4.4.4.4.提高了可信度;提高了可信度;提高了可信度;提高了可信度;5.5.5.5.降低了信息的模糊度;降低了信息的模糊度;降低了信息的模糊度;降低了信息的模糊度;6.6.6.6.改进了探测性能;改进了探测性能;改进了探测性能;改进了探测性能;7.7.7.7.提高了空间分辨率;提高了空间分辨率;提高了空间分辨率;提高了空间分辨率;8.8.8.8.增加了测量维数;增加了测量维数;增加了测量维数;增加了测量维数;7 7精选精选pptppt课件课件2 2 2 2
22、、基本原理、融合过程及关键技术、基本原理、融合过程及关键技术、基本原理、融合过程及关键技术、基本原理、融合过程及关键技术2.1 2.1 2.1 2.1 2.1 2.1 基本原理基本原理基本原理基本原理基本原理基本原理 多传感器数据融合就像人脑综合处理信息一样多传感器数据融合就像人脑综合处理信息一样多传感器数据融合就像人脑综合处理信息一样多传感器数据融合就像人脑综合处理信息一样多传感器数据融合就像人脑综合处理信息一样多传感器数据融合就像人脑综合处理信息一样,其基本其基本其基本其基本其基本其基本原理就是充分利用多传感器资源,通过对这些传感器及观测原理就是充分利用多传感器资源,通过对这些传感器及观测
23、原理就是充分利用多传感器资源,通过对这些传感器及观测原理就是充分利用多传感器资源,通过对这些传感器及观测原理就是充分利用多传感器资源,通过对这些传感器及观测原理就是充分利用多传感器资源,通过对这些传感器及观测信息的合理支配和使用,把多传感器在空间或时间上的冗余信息的合理支配和使用,把多传感器在空间或时间上的冗余信息的合理支配和使用,把多传感器在空间或时间上的冗余信息的合理支配和使用,把多传感器在空间或时间上的冗余信息的合理支配和使用,把多传感器在空间或时间上的冗余信息的合理支配和使用,把多传感器在空间或时间上的冗余或互补信息依据某种准则进行组合,以获得被测对象的一致或互补信息依据某种准则进行组
24、合,以获得被测对象的一致或互补信息依据某种准则进行组合,以获得被测对象的一致或互补信息依据某种准则进行组合,以获得被测对象的一致或互补信息依据某种准则进行组合,以获得被测对象的一致或互补信息依据某种准则进行组合,以获得被测对象的一致性解释或描述。性解释或描述。性解释或描述。性解释或描述。性解释或描述。性解释或描述。数据融合的目的是通过数据信息组合而不是出现在输入数据融合的目的是通过数据信息组合而不是出现在输入数据融合的目的是通过数据信息组合而不是出现在输入数据融合的目的是通过数据信息组合而不是出现在输入数据融合的目的是通过数据信息组合而不是出现在输入数据融合的目的是通过数据信息组合而不是出现在
25、输入数据中的任何个别信息,推导出更多的信息,得到最佳协同数据中的任何个别信息,推导出更多的信息,得到最佳协同数据中的任何个别信息,推导出更多的信息,得到最佳协同数据中的任何个别信息,推导出更多的信息,得到最佳协同数据中的任何个别信息,推导出更多的信息,得到最佳协同数据中的任何个别信息,推导出更多的信息,得到最佳协同作用的结果。也就是利用多个传感器共同或联合操作的优势,作用的结果。也就是利用多个传感器共同或联合操作的优势,作用的结果。也就是利用多个传感器共同或联合操作的优势,作用的结果。也就是利用多个传感器共同或联合操作的优势,作用的结果。也就是利用多个传感器共同或联合操作的优势,作用的结果。也
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