数据融合的基本概念
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智能信息处理技术
The Intelligent Information Processing Technology
主讲教师：蒋海峰
联系方式
办公室：学院楼212教师办公室 电 话：18651869922 E-mail: njtennist@gmail.com
智能信息处理技术
2
自动化学院
NUST
主要参考书
1、多传感器数据融合及其应用 西安电子科技大学出版社
2、多源信息融合理论与应用 北京邮电大学出版社
智能信息处理技术
3
自动化学院
NUST
周次
8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
课程课时安排及考核内容
授课进度安排
教学方式 (课堂教学、实验教学、研讨班、其它 )
学时
课堂教学
2
课堂教学
2
课堂教学
2
课堂教学
2
课堂教学
2
课堂教学
2
课堂教学
2
课堂教学、研讨
3
课堂教学、研讨
3
课堂教学、研讨
3
课堂教学、研讨
3
课堂教学、研讨
3
课堂教学、研讨
3
智能信息处理技术
授课地点
III-407 III-407 III-407 III-407 III-407 III-407 III-407 III-407 III-407 III-407 III-407 III-407 III-407
处电测控控系 人电机
污
利利能建 金
理话试制制统
器
染
用用利筑 融
用
14
自动化学院
NUST
电子警察
胶片式“电子警察” 、数码式“电子警察” 、视频式“电 子警察”；压力或磁电传感器，两个脉冲信号，触发拍照系 统进行拍照
自动化学1院5
NUST
全自动洗衣机中的传感器：衣物重量传感器，衣
质传感器，水温传感器，水质传感器，透光率光
用于对水下目标进行探测、分类、定位和跟踪； 进行水下通信和导航，保障舰艇、反潜飞机和反 潜直升机的战术机动和水中武器的使用。
自动化学院
NUST
分类
按工作方式可分为 主动声呐：主动地发射水声信号，然后收测回波进
行计算。如蝙蝠 被动声呐：声呐被动接收舰船等水中目标产生的辐
射噪声和水声设备发射的信号，以测定目标的方 位。如飞蛾
被测信息 敏感元件
转换元件
Leabharlann Baidu
输出信息 信号调节电路
辅助电路
传感器组成框图
11
自动化学院
NUST
应变式压力传感器
压力 弹性膜片 敏感元件
应变 电阻应变片 转换元件
电阻变化量
由半导体材料制成的物性性传感器基本是 敏感元件与转换元件二合一。
直接能将被测量转换为电量输出。 压电传感器、光电池、热敏电阻等。
自动化1学2 院
6
自动化学院
NUST
什么是传感器？
7
自动化学院
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智能信息处理技术
人与机器的机能对应关系图
外
感官
人脑
肢体
界
对
象
传感器 微处理器 执行器
8
自动化学院8
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人与传感器
智能信息处理技术
人的感觉器官与对应的传感器： 眼——— 光敏传感器 耳——— 声敏传感器 鼻——— 气敏传感器 舌——— 味觉传感器 皮肤—— 压敏、热敏、湿敏传感器
传感器(洗净度) 液位传感器，电阻传感器(衣物烘
16 干检测)。
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PC机中的测试技术应用
鼠标:光电位移传感器
17
摄象头:CCD传感器
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美国火星车“Sojourner”号上用QCM来检测太阳能电池板上 的灰尘堆积情况
18
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雷达
C3I系统所用传感器的种类很多，但它们是以雷达、电子 情报机（ELINT)、电子支援测量系统（ESM）、声音、 红外等传感器为主， 再辅以其他类型的传感器，在整个三 维空间形成一个传感器网阵。
自动化学院
NUST
军事领域 海上监视，如海上网络战、海情网 地面防空、战略防御与监视，如边境要地监测、 C3I系统（军事指挥自动化系统）
非军事领域 机器人系统、生物医学工程系统、工业控制自动监 视系统（工业流水生产线检测瓶装商标标签，光电 、视频等）
NUST
传感器的普遍性
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自动化学院
NUST
传感器的主要应用
需要量
111 110 103
111
93
81
78
76
70
55
59 61
47
61 47
36
27
34 31 31
26 21 24 20 14
信 电 科 设 交 输 机 机 家 照 汽 飞 船 气 海 环 医 防 光 热 机 土 农 货食
息 信 技 备 通 电 床 器 用 相 车 机 舶 象 洋 境 疗 火 能 能 械 木 林 币品
研讨（20%）。一份ppt（参考文献），五分钟， 多传感器数据融合相关。
论文（80%）。
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课程主要内容
1、数据融合的原理与应用 2、数据关联技术 3、状态估计技术 4、航迹融合 5、身份融合 6、检测融合
智能信息处理技术
5
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智能信息处理技术
第一讲 数据融合的基本原理
自动化学院
NUST
麦凯恩事件
中国潜艇同美国“麦凯恩”号驱逐舰拖曳声呐 2009年6月11日在菲律宾苏比克附近相撞
有意相撞还是意外相撞？
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水听器
标准水听器外形图
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NUST
多传感器数据融合的形成
单传感器 多传感器
多传感器信息互补性为获得更多的信息提供技术 支撑； 如何对多传感器信息进行联合处理？ 多传感器数据融合技术（多传感器信息融合技术 或多传感器整合技术） 消除噪声与干扰，实现对观测目标的连续跟踪和 测量，并对其属性进行分类与识别，分析敌我双 方的兵力对比 ，提供敌方各类平台的瞬时位置及 其企图，作出威胁判断等一系列多层次的处理。
雷达，发收电磁波，主动雷达，被动雷达；波长短，预警 雷达，火控雷达
声音传感器是以空气、水和大地作为传播媒质的，相应的 应用领域包括飞机、坦克及其他车辆的探测与识别，水下 各类潜艇的探测和地震信号的记录与分析等。
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声呐
SONAR（sound navigation and ranging ），声音导航 测距 声呐是各国海军进行水下监视使用的主要技术，
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智能信息处理技术
定义
传感器就是能感知外界信息并能 按一定规律将这些信息转换成可用信号 的器件或装置。如下图所示:
非电信息
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电信号
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智能信息处理技术
传感器的组成
敏感器件的作用是感受被测物理量；
转换元件是对信号进行转换输出。
辅助器件则是对输出的电信号进行放 大、阻抗匹配，以便于后续仪表接入。
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主要参考书
1、多传感器数据融合及其应用 西安电子科技大学出版社
2、多源信息融合理论与应用 北京邮电大学出版社
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周次
8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
课程课时安排及考核内容
授课进度安排
教学方式 (课堂教学、实验教学、研讨班、其它 )
学时
课堂教学
2
课堂教学
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课堂教学
2
课堂教学
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课堂教学
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课堂教学
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课堂教学
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课堂教学、研讨
3
课堂教学、研讨
3
课堂教学、研讨
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课堂教学、研讨
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课堂教学、研讨
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授课地点
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器
染
用用利筑 融
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电子警察
胶片式“电子警察” 、数码式“电子警察” 、视频式“电 子警察”；压力或磁电传感器，两个脉冲信号，触发拍照系 统进行拍照
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全自动洗衣机中的传感器：衣物重量传感器，衣
质传感器，水温传感器，水质传感器，透光率光
用于对水下目标进行探测、分类、定位和跟踪； 进行水下通信和导航，保障舰艇、反潜飞机和反 潜直升机的战术机动和水中武器的使用。
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NUST
分类
按工作方式可分为 主动声呐：主动地发射水声信号，然后收测回波进
行计算。如蝙蝠 被动声呐：声呐被动接收舰船等水中目标产生的辐
射噪声和水声设备发射的信号，以测定目标的方 位。如飞蛾
被测信息 敏感元件
转换元件
Leabharlann Baidu
输出信息 信号调节电路
辅助电路
传感器组成框图
11
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应变式压力传感器
压力 弹性膜片 敏感元件
应变 电阻应变片 转换元件
电阻变化量
由半导体材料制成的物性性传感器基本是 敏感元件与转换元件二合一。
直接能将被测量转换为电量输出。 压电传感器、光电池、热敏电阻等。
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什么是传感器？
7
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智能信息处理技术
人与机器的机能对应关系图
外
感官
人脑
肢体
界
对
象
传感器 微处理器 执行器
8
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人与传感器
智能信息处理技术
人的感觉器官与对应的传感器： 眼——— 光敏传感器 耳——— 声敏传感器 鼻——— 气敏传感器 舌——— 味觉传感器 皮肤—— 压敏、热敏、湿敏传感器
传感器(洗净度) 液位传感器，电阻传感器(衣物烘
16 干检测)。
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PC机中的测试技术应用
鼠标:光电位移传感器
17
摄象头:CCD传感器
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美国火星车“Sojourner”号上用QCM来检测太阳能电池板上 的灰尘堆积情况
18
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雷达
C3I系统所用传感器的种类很多，但它们是以雷达、电子 情报机（ELINT)、电子支援测量系统（ESM）、声音、 红外等传感器为主， 再辅以其他类型的传感器，在整个三 维空间形成一个传感器网阵。
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军事领域 海上监视，如海上网络战、海情网 地面防空、战略防御与监视，如边境要地监测、 C3I系统（军事指挥自动化系统）
非军事领域 机器人系统、生物医学工程系统、工业控制自动监 视系统（工业流水生产线检测瓶装商标标签，光电 、视频等）
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传感器的普遍性
13
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传感器的主要应用
需要量
111 110 103
111
93
81
78
76
70
55
59 61
47
61 47
36
27
34 31 31
26 21 24 20 14
信 电 科 设 交 输 机 机 家 照 汽 飞 船 气 海 环 医 防 光 热 机 土 农 货食
息 信 技 备 通 电 床 器 用 相 车 机 舶 象 洋 境 疗 火 能 能 械 木 林 币品
研讨（20%）。一份ppt（参考文献），五分钟， 多传感器数据融合相关。
论文（80%）。
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课程主要内容
1、数据融合的原理与应用 2、数据关联技术 3、状态估计技术 4、航迹融合 5、身份融合 6、检测融合
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智能信息处理技术
第一讲 数据融合的基本原理
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麦凯恩事件
中国潜艇同美国“麦凯恩”号驱逐舰拖曳声呐 2009年6月11日在菲律宾苏比克附近相撞
有意相撞还是意外相撞？
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水听器
标准水听器外形图
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多传感器数据融合的形成
单传感器 多传感器
多传感器信息互补性为获得更多的信息提供技术 支撑； 如何对多传感器信息进行联合处理？ 多传感器数据融合技术（多传感器信息融合技术 或多传感器整合技术） 消除噪声与干扰，实现对观测目标的连续跟踪和 测量，并对其属性进行分类与识别，分析敌我双 方的兵力对比 ，提供敌方各类平台的瞬时位置及 其企图，作出威胁判断等一系列多层次的处理。
雷达，发收电磁波，主动雷达，被动雷达；波长短，预警 雷达，火控雷达
声音传感器是以空气、水和大地作为传播媒质的，相应的 应用领域包括飞机、坦克及其他车辆的探测与识别，水下 各类潜艇的探测和地震信号的记录与分析等。
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声呐
SONAR（sound navigation and ranging ），声音导航 测距 声呐是各国海军进行水下监视使用的主要技术，
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智能信息处理技术
定义
传感器就是能感知外界信息并能 按一定规律将这些信息转换成可用信号 的器件或装置。如下图所示:
非电信息
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电信号
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传感器的组成
敏感器件的作用是感受被测物理量；
转换元件是对信号进行转换输出。
辅助器件则是对输出的电信号进行放 大、阻抗匹配，以便于后续仪表接入。