北航多源信息融合20172检测融合

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1. 概述（3）
检测融合的目的: – 消除单个或单类传感器检测的 不确定性 – 提高检测系统的可靠性 – 改善检测性能 – 更实用
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多源测试信息融合
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1.1 检测融合系统的分类
多传感器检测融合系统由多个传感器及融合中 心构成。
sensor 1
融合中心
传感器节点
MCU
sensor 2 …
P(H0)=P0 和 P(H1)=P1分别为H0和H1出现的先 验 概率，且 P0 +P1=1。
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2.3 检测融合中的二元假设检验问题
将所有雷达的判决结果ui(i=0,1,…,n)输入融合中
心，做出最后判决u0：
u0 10，, 假 假设 设HH10((判判定定有无目目标标))
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2.1 分布式检测融合系统分类（3）
• 串行结构
现象
Y1
Y2
……
YN
S1
U1 S2 U2
…… UN-1 SＮ U0
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2.1 分布式检测融合系统分类（4）
• 树形结构
现象
Y1
S1
Y2
S2
U1 Y4
U2
S4
Y3
S3
U3
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Y5
S5
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2.1 分布式检测融合系统分类（1）
• 并行结构
现象
Y1
Y2
…… YN
S1
S2
SN
……
U1
U2
UN
检测融合中心
U0
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2.1 分布式检测融合系统分类（2）
• 分散式结构
现象
Y1
Y2
…… YN
S1
S2
SＮ
U1
U2
…… UN
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多源测试信息融合
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1.2 集中式检测融合系统特点
优点： 融合中心数据全面 最终判决结果理论置信度高 缺点： 数据量大，通信带宽要求高 信息处理时间长 融合中心负荷大
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1.2 分布式检测融合系统
传感器1
传感器预处理1
传感器判定
融
…
…
…
合
…
…
…
判
定
传感器N
传感器预处理N
传感器判定
分布式：各传感器首先基于自己的观测进行判决，然 后将判决结果传输到融合中心，融合中心根据所有传 感器的判决进行检验，形成最终判决。
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1.3 分布式检测融合系统的特点
优点： • 数据传输量小，通信带宽要求低 • 分布式计算，融合效率高 • 融合中心负荷小 缺点： 缺乏相互之间的关联 数据损失大
sensor n
能量供给单元
融合系统的融合方式分为集中式和分布式
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多源测试信息融合
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1.2 集中式检测融合系统
……
传感器1 传感器N
y1
全
局
观
测
空
yN
间
全 局
u0
判
定
集中式：各传感器对同一目标或现象进行独立 观测，并将观测数据直接传送至融合中心。融合中 心再借助一定的准则或算法，对各传感器的观测数 据进行配准、关联、相关、估计，给出融合结果。
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2.3 检测融合中的二元假设检验问题
考虑最简单的并行分布式二元假设检验问题：
例如，雷达监视区内是否存在目标？
解：设每个传感器的决策值 ui为二元值，定义如
下：
ui 10，, 假 假设 设HH10((判判定定有无目目标标))
(i 1, 2,…,N)
按融合的目的
检测融合
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估计融合
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属性融合
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1. 概述（2）
• 检测融合概念 多传感器检测融合就是将来自多个不同
传感器的观测数据或判决结果进行综合，
从而形成一个关于同一环境或事件的更完
全、更准确的判决。
是信息融合理论中的一个重要研究内容
。
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多源测试信息融合
最终判决结果有四种可能性：
(1)H0为真，判决u0 0;
√
(2)H1为真，判决u0 1;
√
(3)H0为真，判决u0 1;
×
× (4)H1为真，判决u0 0。
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2.3 检测融合中的二元假设检验问题
• 其中：（3）为第一类错误，称为虚警，即没有 目标而判决有目标；（4）为第二类错误，称为 漏检，即有目标而判决没有目标。定义几个概 率：
U5=U0
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2.2 分布式融合检测系统（1）
1.假设检验问题？
给定一组假设Hi (i=0,1,…,m-1) ，通过对已 有的数据集y进行处理，确定当前哪一个假设 Hi 成立，从而作出决策Dj 对于只存在两种假设(H0, H1)的检测问题，称 为二元假设检验问题
对于多假设问题，如何根据已有数据集y得到 的最优决策结果Dx，称为最优决策策略问题
现象
y1
y2
… yn
传感器1 传感器2 传感器n
u1
u2
u1
un
融合中心
u0
假设分布式并行检测融合系
统：由融合中心及N个传感器 构成。每一个局部传感器基于
自己的观测值yi 完成同一个决 策任务，之后将决策值ui 传送 到融合中心。融合中心的任务
是根据接收到的局部决策，利
用最优融合规则，作出最Hale Waihona Puke Baidu决
策u0
虚警率：Pf P(u 1| H0 ) 漏检率：Pm P(u 0 | H1) 检测率：Pd P(u 1| H1)
分布式检测结构是目前多传感器检测的主要结构模型
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本讲内容
• 1. 概述 • 2. 分布式检测融合系统 • 3. 分布式检测融合策略 • 4. 自适应决策融合分布式检测系统
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2.1 分布式检测融合系统分类
• 并行结构 • 分散结构 • 串行结构 • 树形结构
第二讲 检测融合
万江文
本讲内容
• 1. 检测融合概述 • 2. 分布式检测融合系统 • 3. 分布式检测融合策略
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多源测试信息融合
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1. 概述（1）
• 为什么要多传感器？ 利用单个传感器的检测缺乏多源、多
维信息的协同利用、综合评价，不能充分 考虑检测对象的系统性和整体性。
多传感器检测多信息源融合
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2.2 分布式融合检测系统（2）
例如： 1.雷达监视区内是否存在目标？ H0——无目标 H1——有目标 2.抛硬币，哪（正、反）面朝上？ H0——正面 H1——反面
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多源测试信息融合
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2.2 分布式融合检测系统（3）
2.并行分布式检测融合系统