多传感器信息融合技术

基于多传感器融合新技术研究

吴磊

（山东科技大学 信息与电气工程学院，山东 青岛 266590）

摘要：多传感器信息融合，是对多种信息的获取、表示及其内在联系进行综合处理和优化的技术。而且信息融合技术已经广泛应用于电子信息学、自动化控制等领域。单一传感器只能获得环境或被测对象的部分信息段，而多传感器信息经过融合后能够完善地、准确地反映环境的特征。

关键词：多传感器；信息融合；综合处理 1引言

随着传感器技术、数据处理技术、计算机网络通讯技术、人工智能技术以及并行计算的软硬件技术的发展，多传感器信息融合技术已受到了广泛关注。我国从20世纪90年代也开始了多传感器信息融合技术的研究和开发工作，并在工程上开展了多传感器识别、定位等同类信息融合的应用系统的开发。而且随着科学技术的进步，多传感器信息融合至今已形成和发展成为一门信息综合处理的专门技术。 2 多传感器信息融合基本原理

多传感器信息融合的基本原理就像人脑综合处理信息的过程一样，将各种传感器在空间和时间上的互补与冗余信息依据某种优化准则组合起来，产生对观测环境的一致性解释和描述。这个过程中充分地利用多个传感器资源，通过对各种传感器及其观测信息进行合理支配与使用。而信息融合的目标则是基于各传感

沈阳理工大学学士学位论文

摘 要

随着社会和经济的发展，防火工作越来越重要，但是目前国内的许多研发都侧重于大型场所的火灾报警。因此，我们就有必要研制一种结构简单、经济实用的家庭烟雾报警器以适应市场的需求。基于供家庭使用的烟雾报警器应该具备的基本要求和功能，文章设计了一种比较适合的烟雾报警器。

本设计以传感器和单片机作为烟雾报警器设计的核心器件，配合其它器件即可实现声光报警、自动排烟换气和消防灭火等功能。设计中单片机选用STC89C52作为控制器件，传感器选用MQ-2型半导体可燃气体敏感元件烟雾传感器实现烟雾的检测。烟雾报警器主要由烟雾信号采集及前置放大电路、模数转换电路、单片机控制电路、显示电路、声光报警电路和安全保护电路构成，设计合理、简单易懂、价格低廉，使单片机在烟雾报警系统的控制中得到充分应用，具有一定的实用价值。论文主要针对烟雾报警系统中的各个组成部分及功能进行了详细的介绍和说明，并对其主控电路和外围设备电路之间的接口连接方式，以及系统软件设计进行了重点的分析和讲解。

热释电红外传感器，它的制作简单、成本低、安装比较方便，而且防盗性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现，便于多用户统

沈阳理工大学学士学位论文

摘 要

随着社会和经济的发展，防火工作越来越重要，但是目前国内的许多研发都侧重于大型场所的火灾报警。因此，我们就有必要研制一种结构简单、经济实用的家庭烟雾报警器以适应市场的需求。基于供家庭使用的烟雾报警器应该具备的基本要求和功能，文章设计了一种比较适合的烟雾报警器。

本设计以传感器和单片机作为烟雾报警器设计的核心器件，配合其它器件即可实现声光报警、自动排烟换气和消防灭火等功能。设计中单片机选用STC89C52作为控制器件，传感器选用MQ-2型半导体可燃气体敏感元件烟雾传感器实现烟雾的检测。烟雾报警器主要由烟雾信号采集及前置放大电路、模数转换电路、单片机控制电路、显示电路、声光报警电路和安全保护电路构成，设计合理、简单易懂、价格低廉，使单片机在烟雾报警系统的控制中得到充分应用，具有一定的实用价值。论文主要针对烟雾报警系统中的各个组成部分及功能进行了详细的介绍和说明，并对其主控电路和外围设备电路之间的接口连接方式，以及系统软件设计进行了重点的分析和讲解。

热释电红外传感器，它的制作简单、成本低、安装比较方便，而且防盗性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现，便于多用户统

第五章 数据关联

数据关联是多传感器信息融合的关键技术，应用于航迹起始、集中式目标跟踪和分布式目标跟踪。主要有以下几种：

a、观测与观测、或观测与点迹的关联：用于航迹起始或估计目标位置 b、观测与航迹关联：用于目标状态的更新

c、航迹与航迹关联：用于航迹融合，局部航迹形成全局航迹 数据关联的一般过程：

例：有两个实体A1和A2，三个测量Z1、Z2和Z3，对测量与实体进行关联

1、建立关联门，确定关联门限：椭圆关联门 2、门限过滤：将测量Z1过滤掉 3、确定相似性度量方法：几何向量距离 Sij?(Zi?Aj)2

4、建立关联矩阵

?S21??S31S22??1???S32??76?? 2?5、确定关联判定准则：最近邻方法

6、形成关联对

Z2?A1 Z3?A2

一、关联门与门限：关联门通常有两种，矩形和椭圆形 椭圆门：

d2??S??z?zT?1?)?G(z?z

位置：d2?12?x2?x1???x?????y2?y1??0??T?0?2?x2?x1??x2?x1??y2?y1?2???221??y?y??x?y1??22?y??

位置速度：d2?G?x2?x1?2?2x??y2?y1?2?2y??2?x?1??x2?2?x??2?y?1

多传感器信息融合与软件架构

多传感器信息融合与软件架构

(软件架构在多传感器信息融合技术中的应用)

一、 概述

信息融合作为高层次的共性关键技术，在军事和国民经济领域得到了广泛应用。特别是在网络中心战、协同作战能力（CEC）、弹道导弹防御、天基遥感、C4ISR或C4KISR等领域或复杂大系统中，信息融合已经成为其中关键技术，得到更广泛的重视。而软件架构技术在上述系统中不知不觉也得到了广泛应用。例如：在飞行器控制系统中，就有很多的应用。现代飞机在执行某一个动作时

1.1定义

a.信息融合的一般定义：

(1)利用计算机技术对按时序获得的若干传感器的观测信息在一定的准则下加以自动分析、优化综合以完成所需的决策和估计任务而进行的信息处理过程。

按照这一定义，各种传感器是信息融合的基础，多元信息是信息融合的加工对象，协调优化和综合处理是信息融合的核心。

(2)在军事领域，信息融合主要包括检测、互联、关联（相关）、状态估计、目标识别、态势描述、传感器管理和数据库等。它是一个在多个级别上对传感器数据进行综合处理的过程，每个处理级别都反映了对原始数据不同程度的抽象，它包括从检测到威胁判断、武器分配、和通道组织的完整过程，其结果表现为在较低级别对状态和属性的评估和在较高层次上对

研究与开发

ＲＥＳＥＡＲＣＨ

ＡＮＤＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ

团盅黝蝴

康随武，刘晓娟

（兰州交通大学电子与信息工程学院，兰州

７３００７０）

第２３卷第１期

ＶｏＩ

２３

Ｎｏ．１

文章编号：１００５．８４５１（２０１４）０１—００１４—０４

基于多传感器信息融合的列车定位方法研究

摘

要：针对城市轨道交通中列车定位问题，提出了一种基于联邦卡尔曼滤波器的多传感器

信息融合列车定位方法，建立了ＧＰＳ／ＩＰＳ／ＤＲ信息融合模型，对ＧＰＳ／ＩＰＳ／ＤＲ组合的信息融合定位进行了ＭＡＴＬＡＢ仿真，结果表明，ＧＰＳ／ＩＰＳ／ＤＲ融合定位能提高列车的定位精度和可靠度，能很好的抑制传统列车定位中的积累误差。

关键词：列车定位；多传感器信息融合；联邦卡尔曼滤波器；定位精度中图分类号：Ｕ２８４：ＴＰ３９文献标识码：Ａ

Ｒｅｓｅａｒｃｈ

Ｏｎ

ｔｒａｉｎｌｏｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄ

ｏｎ

ｍｕｌｔｉ．ｓｅｎｓｏｒ

ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｆｕｓｉｏｎ

ＫＡＮＧＳｕｉｗｕ，ＬＩＵＸｉａｏｉｕａｎ

（Ｓｃｈｏｏｌ

ｓｅｎｓｏｒ

ｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬａｎｚｈｏｕＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００７０，Ｃｈｉｎａ）

ｆｕｓｉｏｎ

Ａｂ

研究与开发

ＲＥＳＥＡＲＣＨ

ＡＮＤＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ

团盅黝蝴

康随武，刘晓娟

（兰州交通大学电子与信息工程学院，兰州

７３００７０）

第２３卷第１期

ＶｏＩ

２３

Ｎｏ．１

文章编号：１００５．８４５１（２０１４）０１—００１４—０４

基于多传感器信息融合的列车定位方法研究

摘

要：针对城市轨道交通中列车定位问题，提出了一种基于联邦卡尔曼滤波器的多传感器

信息融合列车定位方法，建立了ＧＰＳ／ＩＰＳ／ＤＲ信息融合模型，对ＧＰＳ／ＩＰＳ／ＤＲ组合的信息融合定位进行了ＭＡＴＬＡＢ仿真，结果表明，ＧＰＳ／ＩＰＳ／ＤＲ融合定位能提高列车的定位精度和可靠度，能很好的抑制传统列车定位中的积累误差。

关键词：列车定位；多传感器信息融合；联邦卡尔曼滤波器；定位精度中图分类号：Ｕ２８４：ＴＰ３９文献标识码：Ａ

Ｒｅｓｅａｒｃｈ

Ｏｎ

ｔｒａｉｎｌｏｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄ

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ｍｕｌｔｉ．ｓｅｎｓｏｒ

ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｆｕｓｉｏｎ

ＫＡＮＧＳｕｉｗｕ，ＬＩＵＸｉａｏｉｕａｎ

（Ｓｃｈｏｏｌ

ｓｅｎｓｏｒ

ｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬａｎｚｈｏｕＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００７０，Ｃｈｉｎａ）

ｆｕｓｉｏｎ

Ａｂ

多传感器数据融合技术在汽车中的应用

摘要：传感器经常应用在现代智能汽车系统中，是一个能提高道路交通安全具

有前景的工具。基于车上感知系统的启用，如雷达，激光或视频技术等，这些车都具备了检测道路上是否有威胁的能力，预计会出现的危险驾驶情况，并积极采取行动，碰撞避撞。除了在汽车上应用多种传感器形成组合系统外，复杂的信号处理和传感器数据是否能融合也是整个系统能否稳健和可用的重要因素。本论文中，我们将用原始传感器测量的数据（低级）和数据融合方法（高级别）来确定测量点。我们模拟传感器的现象、道路交通情况、数据融合范例、信号处理算法和探讨不同传感器的数据相结合的影响水平上对多传感器系统的离散事件仿真手段进行抽象事件模拟。

关键词：多传感器数据融合、仿真、智能汽车、环境感知、汽车 1、前言

在提高道路交通安全的同时减少致命车祸的数量，是世界各地汽车生产商

和研究机构未来要解决的艰巨任务。为了提高交通安全，不但要有路边的智能基础设施，还要有先进的交通工具和信息服务能力，并努力提高各个车辆之间信息的交流。目前，传感器技术因在军事和民用航空领域应用广泛而广为人知。雷达，激光，超声波或视频设备等传感器技术在汽车上的应用，使车辆对周围环境信息的感知能力大大提高

多传感器信息融合与CAN总线技术在煤矿井下环境监测中

的应用

【摘 要】为提高煤矿矿井的安全和生产效率，大量信息需要检测、传输和预处理。为解决多信息和复杂环境下传输的问题，将多传感器信息融合技术和CAN总线技术用于煤矿井下环境监测，减少了判断的时间、提高了判断的精度，为矿井安全提供信息保障。

【关键词】多传感器信息融合；CAN总线；煤矿矿井 【Abstract】In order to enhance the security and productivity， massive information is been detected， transmitted and preprocessed in coal mine. In this paper， multi-Sensor Information fusion method and CAN bus technology are used in coal mine environment monitoring to solve the problem of massive information transmission under the complicated envi

多传感器信息融合与CAN总线技术在煤矿井下环境监测中

的应用

【摘 要】为提高煤矿矿井的安全和生产效率，大量信息需要检测、传输和预处理。为解决多信息和复杂环境下传输的问题，将多传感器信息融合技术和CAN总线技术用于煤矿井下环境监测，减少了判断的时间、提高了判断的精度，为矿井安全提供信息保障。

【关键词】多传感器信息融合；CAN总线；煤矿矿井 【Abstract】In order to enhance the security and productivity， massive information is been detected， transmitted and preprocessed in coal mine. In this paper， multi-Sensor Information fusion method and CAN bus technology are used in coal mine environment monitoring to solve the problem of massive information transmission under the complicated envi