多传感器信息融合技术

多传感器信息融合可以获得比单一传感器更多的信息，是一种发展趋势。文章从多传感器组网出发，讨论了多传感器信息融合的分类，融合方法，重点研究了分布式多传感器数据融合模型和检测方法，提出了一种基于人工智能的多传感器数据融合专家系统模型。     

多传感器信息融合技术综述

信息融合是信息领域一个前景广阔的研究方向。通过多传感器组网可以获得比单一传感器质量更高的信息。从信息融合的定义诠释了信息融合的内涵,指出信息融合的实质是推理与决策。给出集中式、分布式和混合式三种模型结构,比较它们的优缺点。融合层次对多传感器信息融合性能有重要影响,给出三种融合层次的性能对比结果。分析四种流行的融合处理算法,比较它们的性能。最后从技术发展和应用需求出发,对信息融合的发展作进一步展望。     

多传感器信息融合研究进展与展望

介绍了信息融合定义的新认识、信息融合系统功能模型和结构模型的新发展,并就多传感器信息融合中的分布式检测融合、航迹起始、检测与跟踪的联合优化、主被动传感器系统数据关联、估计融合模型、传感器管理、非线性滤波所采用的数学工具等若干关键技术的新成果与新动向展开了讨论,详细阐述了各项技术的一些有代表性的最新进展及其在多传感器信息融合系统中的应用和发展情况。最后对多传感器信息融合技术的研究动向进行了展望,提出了今后的发展趋势和我们的研究策略。     

多传感器组合导航系统分层融合算法

从信息融合角度来看，目前在组合导航系统中广泛应用的联合滤波算法居于两级式分布式融合结构。而分层融合结构作为多传感器信息融合的另一种重要的模式，在组合导航系统中应用尚未见报道。本文研究了多传感器组合导航系统的分层融合算法，重点与联合滤波算法进行了比较。以定理的形式证明了在一定条件下分层融合算法与联合滤波算法的等价性问题。进而提出了分层融合算法的部分反馈模式。仿真结果表明，部分反馈模式的有序分层融合算法可有效地应用于多传感器组合导航系统。在相同的容错能力和计算复杂性下，可以得到优于联合滤波的导航信息融合结果。     

多传感器最优信息融合Kalman多步预报器及其应用

提出了一种新的标量加权线性最小方差意义下的多传感器最优信息融合算法。该算法考虑了局部估计误差之间的相关性，只需计算加权标量，避免了加权矩阵的计算，明显减小了计算负担，便于实时应用。基于该融合算法，对被多个传感器观测的离散线性随机系统，给出了具有容错性的多传感器标量加权最优信息融合分布式Kalman多步预报器。它具有两层融合结构，其中第一融合层具有网状并行结构，用来获得每时刻每两个无故障传感器子系统之间的滤波误差互协方差阵；第二融合层用来确定最优标量加权系数，进而获得标量加权最优融合Kalman多步预报器。将其应用于雷达跟踪系统验证了其有效性。     

复合制导中多传感器数据融合技术概述

根据信息抽象的层次将复合制导多传感器的数据融合分为检测级、位置级和属性级三个级别，分别介绍了复合制导中这三个级别的数据融合的基本概念、原理和方法。     

带反馈多传感器分层融合算法性能研究

Chang K.C.于近期研究了两传感器非实时分层融合算法的稳定性能,其研究结果表明全反馈条件下的算法融合性能要劣于部分反馈算法,特别是当过程噪声较大时提高传感器与融合中心的通信频率并不能改善全反馈算法的性能。与上述研究不同,重点考察了融合系统中传感器数目对非实时有反馈分层融合算法性能的影响。研究结果表明:当过程噪声较大时,增加传感器的数目不仅不能改善全反馈算法的性能反而会使性能降低;所得结论进一步推广和发展了Chang K.C.的研究成果,并从另一侧面验证了融合信息的质量比数量更为重要的论断。     

多传感器系统的数据融合技术

从多传感器的基本要领出发，重点分析了传感器集成系统的结构。从原理上阐述了几种结构的基本要求。它们的可应用性以及具体实例的分析表明，在多种条件下，几种结构均有各自的特点。     

基于偏差自适应学习的多传感器信息融合机动目标跟踪

为了保证精确打击机动目标,导弹可以采用主/被动雷达切换探测目标。考虑到作战的隐蔽性和生存性,提出基于多传感器信息融合的被动优先跟踪方法:跟踪开始时,令主/被动雷达同时对目标进行探测和跟踪,将二者的信息进行融合,同时自适应地学习融合结果与二者信息的偏差,经过一段时间学习,融合偏差稳定,此时令主动雷达停止工作,由被动雷达单独工作,而目标的运动信息则由被动雷达的信息和学习得到的融合偏差合成。如果目标机动较大,则定期令主动雷达工作以进一步修正融合偏差。该方法既保证了跟踪的精度,同时又减少了主动雷达的工作时间,从而提高了作战的隐蔽性和生存性。将该方法应用于导弹的目标跟踪,仿真结果表明该方法有效。     

多传感器分层多级变结构组合导航信息融合方法

基于惯性/卫星(全球卫星定位系统(GPS)/北斗双星)/多普勒/星光组合导航系统,提出了一种用于组合导航系统的多传感器分层多级变结构部分优化故障检测、隔离与系统重构(FDIR)的信息融合模型和算法。给出了模型的构成,并讨论了分层多级融合顺序与部分融合对全局估计的影响及其优化。理论分析和仿真试验结果表明,分层多级部分优化融合模型融合后的综合性能优于联邦滤波基本融合模型。     

反舰导弹末制导多尺度多传感器数据融合方法

提出了一种实用有效的反舰导弹末制导多尺度多传感器数据融合方法。该方法可充分地利用捷联惯导和双星系统信息,对雷达导引头的测量信号进行有效的校正补偿,同时又可根据系统对校正算法实时性与精度的要求,通过合理地调整滤波算法节点数来满足系统的设计要求,从而大大地提高反舰导弹末制导的导引精度。该方法的有效性在某型超音速反舰导弹末制导信号校正仿真中得到验证。     

一种基于信息融合的深空巡航段自主导航算法

针对自主光学导航在深空巡航段应用中的问题,提出了一种基于信息融合的自主导航算法。由太阳敏感器测量获得太阳相对探测器的视线矢量,由分光计测量获得探测器相对太阳的径向速度,构建自主导航系统的两种信息观测方程;由基于状态估计误差协方差阵奇异值动态确定信息分配因子,用信息融合技术和扩展卡尔曼滤波算法实时估计探测器的位置与速度。对深度撞击任务的实际飞行数据的数值仿真结果表明:自主导航算法的轨道确定精度满足深空巡航段要求。     

多传感器信息融合技术与无人机PHM系统

通过分析多传感器数据融合技术故障诊断方法与无人机PHM系统（故障预测与健康管理）的特点,在不改变当前无人机系统硬件组成的情况下,将多传感器信息融合技术运用于无人机PHM系统,实现对无人机系统的实时状态监测、健康评估和故障诊断。     

国际空间站信息系统方案

为了支持在轨系统和有效载荷的操作 ,由硬件和软件组成的空间站信息系统为处理器、工作站、大容量存储单元以及设备接口提供了一个高速、宽带网络。这种结构的关键点是 :1开放式的并且是非专用的 ,避免传统设计方法的浪费。 2结构化和标准化 ,支持组装、增长性和技术性插入。 3采用标准的与用户隔离的硬件和软件接口组成 ,使用户避免了系统的复杂性 ,并且简化了集成 ,缩短了设计周期 ,压缩了研制和维护费用。文中对国际空间站信息管理系统的结构、初期设计、接口和向用户提供的服务做了概要性叙述     

火星着陆地形信息融合分析技术

文章以火星探测任务为背景,介绍了两种用于实时地形安全性评估的基于多敏感器的地形信息融合分析技术。这些技术综合考虑了影响着陆器安全着陆的多种地形特性信息,如地形粗糙度、坡度等,并且计算简单、处理速度快,能够满足火星着陆实时地形安全分析的要求。     

多姿态敏感器测量的信息融合定姿方法研究

基于最优融合估计理论,给出并证明了多敏感器组合姿态确定系统状态最优融合估计形式。设计了基于信息分配的多信息融合联合滤波器结构和算法,分析估计性能,讨论了决定联合滤波器融合的性能信息分配因子选择方法,提出了一种基于协方差阵特征值平方分解的动态自适应信息分配因子确定方法。以某卫星多姿态敏感器组合测量为例,推导了卫星姿态确定的误差状态方程和各子系统的量测方程及观测阵。仿真结果表明：采用联合滤波器对多敏感器卫星姿态确定系统进行信息融合能改善定姿精度,有效抑制滤波发散,并提高整个系统的运算与收敛速度。     

多传感器加权观测融合自适应UKF滤波器

对于带有相同观测方程和未知噪声统计的非线性多传感器系统,提出了一种基于Sage-Husa估计的自适应UKF滤波算法.该算法利用导出的平稳随机序列的相关函数估计系统观测噪声方差统计R(j),并证明了其收敛性.进而利用Sage-Husa估计算法得到自适应UKF滤波算法.该方法避免了传统Sage和Husa的自适应滤波算法不能处理Q和R均未知的系统的局限性.为了将多传感器信息加以充分利用,提高滤波精度,本文利用加权最小二乘法(WLS),实现了多传感器加权观测融合自适应UKF滤波器.一个带3传感器非线性系统的仿真例子说明了该算法的有效性.