多傳感器多源信息融合理論及應用

前言

　　隨著傳感器技術、計算機科學和信息技術的快速發(fā)展，多渠道的信息獲取、處理和融合成為可能。最早的信息融合系統(tǒng)出現和應用于20世紀70年代的軍事領域。經過幾十年的深入研究和發(fā)展，信息融合技術已經被成功地應用于軍事、航天、多目標跟蹤和識別、慣性導航、遙感、機器人自主導航、醫(yī)學診斷、工業(yè)工程的監(jiān)控、設備的故障診斷和環(huán)境監(jiān)測等眾多軍用和民用領域。　　多源信息融合（多傳感器信息融合）擴展了時間和空間的觀測范圍，增強了數據的可信度和系統(tǒng)的分辨能力，提高了系統(tǒng)的可靠性、描述環(huán)境能力和信息處理速度。因此，世界各國都十分重視多源信息融合系統(tǒng)的理論研究和應用工作，并且已經取得了豐富的研究成果。近年來，作者在國家自然科學基金項目（60434020、60602049、60805013）、國家973計劃項目（2009CB320600）、總裝備部預先研究項目的資助下，較為深入地開展了多源信息融合理論與應用的研究，取得的相關理論研究和應用成果構成了本書的主體內容?！　∪珪卜炙牟糠?，共11章?！　〉谝徊糠譃樾畔⑷诤系幕靖拍詈突A理論。著重介紹信息融合的概念、模型結構、研究現狀和存在的主要問題，概率統(tǒng)計和線性系統(tǒng)、參數估計和濾波理論等基礎知識，以及常用的傳感器系統(tǒng)特性等。本部分包括第1章～第4章?！　〉诙糠譃槎嘣葱畔⑷诤系幕A理論。針對多傳感器的采樣特性，提出了幾種同步和異步信息融合算法設計思想和實現流程，并與已有的方法進行了比較分析。本部分包括第5章、第6章。　　第三部分為目標跟蹤理論。針對信息融合技術在目標跟蹤中的具體應用，系統(tǒng)地給出了多目標跟蹤、機動目標跟蹤、純方位跟蹤的主要算法及其實現流程，并對其中的一些算法進行了改進。同時討論了隨機集理論在信息融合中的應用問題。本部分包括第7章～第10章?！　〉谒牟糠譃槔碚搼?。以海洋監(jiān)視和過程監(jiān)控為例，討論了信息融合技術在軍事和民用方面的應用。本部分包括第11章。

內容概要

本書是關于多傳感器多源信息融合理論與應用的一本專著，主要匯集了作者近年來在多源信息融合基礎理論與方法、目標狀態(tài)估計、隨機集理論等方面的研究成果，同時也詳細介紹了信息融合的相關基本概念、結構和功能模型、主要研究方法。本書涉及的理論和方法有多源信息融合系統(tǒng)模型、估計和濾波理論、信息分類方法、分布式信息融合、異步信息融合、多目標跟蹤、機動目標跟蹤、純方位跟蹤、隨機集理論等。另外，為了進一步說明書中的相關算法和模型，最后給出了兩個信息融合方法的應用實例。    本書可作為信息科學專業(yè)研究生和高等院校相關教師的參考資料，同時對從事多源信息融合理論及應用技術研究、開發(fā)和應用的科技人員也具有一定的參考價值。

書籍目錄

前言第1章  多傳感器多源信息融合概述  1．1  信息融合的概念及其優(yōu)點    1．1．1  什么是信息融合    1．1．2 多源多傳感器信息融合的優(yōu)勢  1．2  多源信息融合的模型    1．2．1  功能模型    1．2．2  結構模型    1．2．3  主要的信息融合技術和方法  1．3  信息融合的研究現狀和存在的問題    1．3．1  多源信息融合的研究現狀    1．3．2  多源信息融合存在的主要問題  1．4  信息融合技術的應用  1．5  本書結構  1．6  結論  參考文獻第2章  數學基礎第3章  參數估計與濾波理論第4章  信息類型與傳感器系統(tǒng)第5章  同步采樣系統(tǒng)的分步式信息融合第6章  異步采樣系統(tǒng)的信息融合第7章  多目標跟蹤技術第8章  機動目標跟蹤第9章  純方位角定位與跟蹤第10章  隨機集理論及其在信息融合中的應用第11章  信息融合技術的應用實例

章節(jié)摘錄

　?。?0）對各種信息源給出的信息的采集、傳輸、綜合、濾波、相關和合成，以便輔助指戰(zhàn)員進行態(tài)勢／環(huán)境判定、規(guī)劃、探測、驗證與診斷?！　。?1）信息融合是利用多信息源對目標存在、特征、態(tài)勢和企圖高度綜合處理的過程?！　。?2）信息融合是為了某一目的對來自多源的數據和信息進行組合和綜合的處理過程，以期得到比單一信息源更精確、更可靠的估計或推理決策?！　。?3）信息融合是一種形式框架，其過程是用數學方法和技術工具綜合不同源信息，目的是得到高品質的有用信息?！案咂焚|”的精確定義依賴于應用?！　。?4）信息融合主要是指利用計算機進行多源信息處理，從而得到可綜合利用信息的理論和方法，其中也包括對自然界和動物大腦進行多源信息融合機理的探索。信息融合研究的關鍵問題就是提出一些理論和方法，對具有相似和不同特征模式的多源信息進行處理，以獲得具有相關和集成特性的融合信息。研究的重點是特征識別和算法，這些算法使得多源信息互補集成，改善不確定環(huán)境中的決策過程，解決把數據用于確定共用時間和空間框架的信息理論問題，同時用來解決模糊的和矛盾的問題。　　顯然，上述信息融合的定義都是從不同側面說明了信息融合的功能和所要達到的目的。這些定義大體上分為兩類：一是強調信息融合是一個信息綜合處理過程；二是強調信息融合能實現的功能和目的。我們認為，以上定義沒有本質不同，只有狹義和廣義之分。在實際應用中，沒有必要受定義本身的桎梏?！　?.1.2 多源多傳感器信息融合的優(yōu)勢　　從最一般意義上講，多源信息融合是一個信息綜合處理過程，用以估計或預測現實世界中某一方面的狀態(tài)。通常情況下，多源信息融合與單源數據相比主要優(yōu)勢如下?！　。?）增強系統(tǒng)的檢測性能。通過融合來自不同傳感器的信息可以提高系統(tǒng)的檢測能力。圖1.1.2給出了一個脈沖雷達與前視紅外雷達探測空中某一目標的例子，脈沖雷達具有較好的距離探測精度，但方位探測性能較差，而紅外傳感器具有較好的角度探測性能，但不能測量目標距離。將兩種傳感器加以組合探測，則可以得到很好的探測性能?！　。?）增強系統(tǒng)的可信度。一個傳感器探測的結果可以通過其他傳感器加以確認，提高探測信息的置信度。

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