多源信息融合及其应用

起， 一个新兴的学科—— 多源 （ 多传感器 ） 信息融合
便迅 速发 展起 来 ， 并在现代 Ｃ ４ Ｉ Ｓ Ｒ系 统 中 和各 种 武
由于人类的感官具有不 同度量特征 ， 因而可测 出不 同空间范围内发生的各种物理现象， 并通过对不 同 特征 的融合处理转化成对环境有价值的解释。 多源信息融合实际上是对人脑综合处理复杂问 题的一种功能模拟。在多源（ 多传感器 ） 系统 中， 各 信源提供 的信息可能具有不 同的特征 ， 多源信息融 合 的基本原理就像人脑综合处理信息的过程一样 ，
息融合的基础 ， 多源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。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 、 威胁估计、 传感器管理
产生对观测环境的一致性解释和描述。信息融合的 目 标是基于各信源分离的观测信息 ， 通过对信息 的 优化组合导出更多的有效信息。是最佳协同作用的
器平 台上以及许多民事领域得到了广泛的应用。 多源信息融合是针对使用多个或多类信息源 （ 或传感器） 的系统而开展的一种信息处理方法 ， 它 又被称作多源关联 、 多源合成 、 传感器集成或多传感 器融合 ， 但更广泛的说法是多源信息融合或多传感 器信息融合。信息融合通常概括 为： 利用计算机技
位置级融合是直接在传感器的观测报告或测量 点迹和传感器的状态估计上进行的融合 ， 包括 时间 上的融合 、 空间上的融合以及时空上的融合 ， 它通过 综合来 自多传感器的位置信息建立 目标的航迹和数 据库 ， 获得 目 标的位置和速度 ， 主要包括数据校准 、 数据互联、 目标跟踪 、 状态估计 、 航迹关联、 估计融合 等 。该级有集中式 、 分布式 、 混合式和多级式结构。 为了提高局部节点的跟踪能力 ， 对分布式 、 混合式和
术对按时序获得的若干传感器的观测信息在一定准
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 。各种传感器是信
它充分地利用多个信息资源， 通过对各信源及其 观 测信息 的合理支配与使用 ， 将各信源在空间和时间
上的互补与冗余信息依据某种优化准则组合起来 ，
是六级 融 合模 型 ， 如图 １ 所示。
代表是像素级图像融合 ； 决策级融合 的优点是对信
图 １ 信 息融合 系统六级功 能分 类模 型
图 １中左边是信息源 及要监 跟 踪的环境。 融合功 能主 要 有信 源预 处 理、 检测 级 融合 （ 第 一
２ ． ２ ． ４
位 置级 融合
结果， 目的是利用多个信源协同工作的优势， 提高整 个系统的有效性。
２ ． ２ 多源信 息融合 的级 别
和数据库等。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、 火 力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整个
第２ 期
李均阁： 多源信息融合及其应用
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合 。其中， 数据级融合 的主要优点是能保持尽 可 能多的现场数据 ， 提供其他层次所不能提供 的信息 ， 主要缺点是传感器数量大、 数据通信容量大、 处理代 价高 、 处理时间长 、 实时性差 、 抗干扰能力差， 其典型
息传输带宽的要求比较低 、 通信容量小 、 抗干扰能力 比较强 、 融合 中心处理代价低 ， 缺点是预处理 代价 高、 信息损失 比较大 ； 特征级融合是介于数据级和决 策级融合 的一种融合。 目 前被广泛认可的分级模型
段。
关键词 ： 传感器 ； 信源； 信息融合 ； 融合模 型； 智能系统
中图分类号 ： Ｔ Ｉ Ｅ１ ２
得出更为准确 、 可靠的结论 …。
１ 多源信息融合 的概念
随着计算机技术 、 通信技术和微 电子技术的发 展， 以及现代战争的复杂性 日益提高， 各种面向复杂 背景的多源信息系统大量 出现 ， 迫使人们要对多种 传感器和不同的信息源进行更有效 的集成， 以提高 信息处理的 自动化程度。因此 ， 从２ ０世纪 ７ ０年代
根据对输人 信息的抽象或融合输 出结果 的不
同， 人们先后提出了多种信息融合的功能模型， 将信
息融合分为不同的级别。初期的分级模型为三级模 型， 依据输入信息的抽象层次将信息融合分为数据 级（ 或称像素级 ） 融合 、 特征级融合 以及决 策级融
态势 、 威胁的估计。综上所述 ， 所谓信息融合就是将 来 自多源或多个传感器的信 息进行综合处理 ， 从而
融合 、 态势估计 、 威胁估计 和精细处理等 ， 可 以将各信源采集的不完整信 息加 以综合 ， 减少多源信 息间可能存 在的冗 余和矛盾信 息 ， 降低其不确定性 ， 提高智能系统决策 、 规划 、 反应 的快速 性和正确性 ， 自２ ０世纪 ７ ０年代以来得到了 国 内外的普遍 重视 ， 并在军事和 国民经济各领域得 到了广泛应用 。 目前 ， 多源信 息融合理论与技 术正处在迅 速发展阶
第２ ９卷
第 ２期
甘肃 科技
Ｇａ ｎ ｓ ｕ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ
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２ ０ １ ３ 年 １ 月
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多源 信 息 融合 及 其应 用
李均 阁
（ 长风电子科技有限责任公 司， 甘肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ７ ０ ） 摘 要： 多源信 息融合作 为多学科 交叉 融合 的新学科和高层次的共性关键技 术 ， 通过检测融合 、 位置融合 、 目标 识别
２ 多源信息融合 的基本原理与级别
２ ． １ 多源信 息融合 的基本 原理
多源信息融合是人类和其他生物系统 中普遍存 在的一种基本功能。人类本能地具有将身体上的各 种功能器官所探测的信息与先验知识综合的能力 ，
以便对 他 周 围的环 境 和 正在 发 生 的事 件 做 出 估计 。