多传感器数据融合(一)——概述
目前数据融合系统特点:
- 采用的传感器类型,一般以雷达,电子情报(ELINT)接收机,电子支援测量(ESM)系统,红外,激光和可见光,声音传感器等。
- 采用的融合算法,数据关联,多目标跟踪,身份估计和基于知识系统。
- 采用的系统按融合级别分,状态和身份估计,态势评估和威胁评估。
1.1 雷达信号处理流程
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雷达信号处理和目标检测
雷达中频信号–相干波检测/包络检测–动目标显示/自适应动目标显示/动目标检测/脉冲压缩/恒虚警处理,视屏累积等处理后,根据尼曼-皮尔逊准则给出有无目标。
新发展的阵列信号处理计数,自适应波束形成计数,自适应庞斑想笑计数,多普勒波束瑞华计数,成像计数和时–空二维处理等计数均属于信号处理的范畴。
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单雷达数据处理
点迹和航迹数据关联,外推,滤波等处理。
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多雷达数据融合
一般集中式网络采用点迹融合,分布式网络采用轨迹融合。
1.2 数据融合系统中的主要传感器
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雷达
1.1 按环境分类
空中:机载脉冲多普雷雷达,机载预警雷达,机载火控雷达,合成孔径雷达,逆合成孔径雷达
地面:地面搜索雷达,地面跟踪雷达,地面火控雷达,引导雷达
水面:舰载火控雷达,舰载搜索雷达,舰载导航雷达
水下:声呐
1.2 按技术分
相控阵雷达,动目标指示雷达,脉冲压缩雷达,单脉冲雷达,天波或地波超视距雷达,双基地雷达,连续波雷达等。
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其他
电子情报接收机,电子支援测量系统,红外探测与跟踪其,无线电干扰机,通信情报接收机,雷达告警机,激光测距机告警机,电视跟踪和光电传感器,敌-我-中识别器等。
名称 波长 频率范围 γ射线 0.003~0.1nm 3*10e12~10e14MHz 紫外线 10~0.4μm 7.510e8~310e10MHz 可见光 0.38~0.76μm 3.9510e8~7.510e8MHz 红外线 0.76~1000μm 310e5~3.95108MHz 毫米波 0.1~1.0cm 30~300GHz 厘米波 1.0~10.0cm 3~30GHz 分米波 10.0~100cm 300~3000MHz 米波 1.0~10.0m 30~300MHz 短波 10.0~100.0m 3~30MHz 中波 100.0~1000.0m 0.3~3MHz 长波 1.0~10.0km 30~300kHz 超长波 10.0~100.0km 3~30kHz
1.3 数据融合的通用模型
- 数据和图像的配准、关联、跟踪和识别。配准–时间,空间矫正;关联–点迹轨迹关联,位置预测,保持连续跟踪;给出目标身份或属性。
- 态势评估:态势分析,态势提取,态势预测。
- 威胁评估
- 优化融合处理,优化利用资源,优化传感器管理和优化武器控制。
1.4 数据融合分类
- 像素级融合
- 特征级融合
- 决策级融合
1.5 数据融合技术
- 经典推理和统计方法
- 贝叶斯推理计数
- Dempster-Shafer技术
- 模糊集理论
- 聚类分析
- 估值理论
- 熵法
- 品质因数(FOM)计数
- 专家系统和人工只能技术
- 人工神经元网络技术
- 分布式和并行处理技术
1.6 数据融合主要内容
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数据融合结构
集中式融合系统;无反馈分布式结构;反馈式融合系统;全并行,反馈式融合系统。
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数据关联
点迹与轨迹关联;轨迹与轨迹关联。
最邻近数据关联;概率数据关联;[单目标,稀疏目标]
联合概率数据关联;[目标密度较高的环境]简易联合概率数据关联;准最佳联合概率数据关联;最邻近联合概率数据关联;模糊数据关联
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状态估计
kalman滤波,轨迹管理
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身份估计
模式识别
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态势评估与威胁评估
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辅助决策
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传感器管理
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