-信息融合技术的发展过程、研究现状以及未来发展趋势 -

信息融合技术

学生：

学号：

指导老师：

信息融合技术的发展历程

1信息融合技术的发展过程

概述：

随着电子技术、信号检测与处理技术、计算机技术、网络通信技术以及控制技术的飞速发展,各种面向复杂应用背景的多传感器系统大量涌现,在这些多传感器系统中,信息表示的多样性,信息数量的巨大性,信息关系的复杂性,以及要求信息处理的及时性、准确性和可靠性都是前所未有的。这就使得利用计算机技术对获得的多传感器信息在一定准则下加以自动分析、优化综合以完成所需的估计与决策—多传感器信息融合技术得以迅速发展。确切地讲信息融合技术是随着信息处理和指挥自动化系统的发展而形成的,涉及数学、军事科学、计算机科学、自动控制理论、人工智能、通信技术、管理科学等多学科的交叉和具体应用。对信息融合的理解并不困难,通俗地说,它是关于如何协同利用多源信息,以获得对同一事物或目标更客观、更本质认识的综合信息处理技术。在信息网络系统中,原始采集的信息经常是无序的、分散的甚至是错误的,只有经过信息处理,将大量的信息进行融合,相互印证,去伪存真,才能得到有用的、相互关联的、而且是可方便使用的信息。实际上,人本身就是一个高级的信息融合系统,大脑这个融合中心去协同眼(视觉)、耳(听觉)、口(味觉)、鼻(嗅觉)、手(触觉)等多类“传感器”去感觉事物各个侧面的信息,并根据人脑的经验与知识进行相关分析、去粗取精,从而综合判决,获得对周围事物性质和本质的全面认识。

信息融合是利用计算机技术将来自多个传感器或多源的观测信息进行分析、综合处理．从而得出决策和估计任务所需的信息的处理过程。另一种说法是信息融合就是数据融合．但其内涵更广泛、更确切、更合理，也更具有概括性．不仅包括数据，而且包括了信号和知识。

根据美国国防部三军实验室理事联席会给出的定义：信息融合是一个对从单个和多个信息源获取的数据和信息进行关联、相关和综合，以获得精确的位置和身份估计，以及对态势和威胁及其重要程度进行全面及时评估的信息处理过程；该过程是对其估计、评估和额外信息源需求评价的一个持续精练（Refinement）

过程，同时也是信息处理过程不断自我修正的一个过程，以获得结果的改善。简言之：信息融合是指对来自单个和多个传感器的信息和数据进行多层次、多方面的处理，包括：自动检测、关联、相关、估计和组合。

信息融合或数据融合是指为完成决策和估计任务而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准则下加以自动分析、综合的信息处理过程。近十几年来，多传感器信息融合技术获得了广泛应用。采用信息融合技术对多源战场感知信息进行目标检测、关联/相关、组合，以获得精确的目标状态和完整的目标属性/身份估计，以及高层次的战场态势估计与威胁估计，从而实现未来战争中陆、海、空、天、电磁频谱全维战场感知。

通过信息融合技术可以扩展战场感知的时间和空间的覆盖范围，变单源探测为网络探测；能改进对战场目标的探测能力，进步目标的发现概率和识别水平；能进步合成信息的精度和可信度，支持对重要战场目标的联合火力打击；能产生和维持一致的联合战场态势，支持联合作战决策和方案制定；能进步威胁判定的实时性和正确度，支持战场预警；能进行战场感知信息共享，进步战场信息使用效率；能科学配置和控制探测/侦察平台和传感器，充分利用战场空间感知资源。

1 国外信息融合技术的发展

美国国防部三军实验室理事联席会（JDL）的对信息融合技术的定义为：信息融合是一个对从单个和多个信息源获取的数据和信息进行关联、相关和综合，以获得精确的位置和身份估计，以及对态势和威胁及其重要程度进行全面及时评估的信息处理过程；该过程是对其估计、评估和额外信息源需求评价的一个持续精练（refinement）过程，同时也是信息处理过程不断自我修正的一个过程，以获得结果的改善。后来，JDL将该定义修正为：信息融合是指对单个和多个传感器的信息和数据进行多层次、多方面的处理，包括：自动检测、关联、相关、估计和组合。

信息融合技术自1973年初次提出以后，经历了20世纪80年代初、90年代初和90年代末三次研究高潮。各个领域的研究者们都对信息融合技术在所研究领域的应用展开了研究，取得了一大批研究成果，并总结出了行之有效的工程实现方法。美国在该项技术的研究方面一直处于世界领先地位，1973年，在美国国防部资助开发的声纳信号理解系统中首次提出了数据融合技术，1988年，美

国国防部把数据融合技术列为90年代重点研究开发的20项关键技术之一。据统计，1991年美国已有54个数据融合系统引进到军用电子系统中往，其中87%已有试验样机、试验床或已被应用。目前已进进实用阶段。

应用人工智能技术（专家系统、神经网络等）解决目标识别、战场态势关联与估计处于应用试验阶段；信息融合仿真试验、测试与评估技术目前正在向适应联合作战需求的方向发展，效能评估处于建模阶段。上述技术所形成的信息融合产品已装备在某些战术、战略系统中。如‘全球网络中心监视与瞄准‘（GNCST）系统是美国空军的新型情报信息融合处理系统，该系统对信息源几乎没有限制，可接收无人机（UA V）、E-8C、RC-135等平台上光电、合成孔径雷达、信号情报侦察装置等各种传感器的近实时信息，将它们消化处理成对作战官兵有用的信息，并以很快的速度和很高的精度发送给用户。

英国BAE系统公司还开发一种被称作‘分布式数据融合‘（DecentralizedDataFusiON，DDF）的信息融合新技术。这项技术的独特之处在于它采用的是分布式数据融合技术，而传统的数据融合都是集中式的，即所有的信息在一个中心节点完成综合和融合。这样，一旦中心节点遭到攻击，就会破坏整个系统。但采用DDF技术的系统就不存在这样的题目，由于综合和融合是在网络中的任何节点上进行的。若一个节点脱离网络，其他部分仍会继续工作并共享、综合和融合信息。

BAE系统公司已成功验证了将地面和空中的分散的传感器组网互联并融合其信息的技术。使传感器网络中的全部数据都被实时地综合和融合到了一幅单一的作战空间态势图中。该公司在试验中成功在8个节点之间进行了组网互联，这8个节点包括2架自主式UA V、1台战场监视雷达、1台武器定位雷达、2名带有电子式双眼看远镜及掌上电脑的士兵和2名乘坐吉普车在试验场上机动的士兵。整个网络可以动态地进行重新布局。一旦武器定位雷达检测到‘敌‘火炮开火，自主式UA V可立即得到相关信息，并迅速飞往有关区域进行调查；战场侦察雷达可跟踪地面机动目标，即使该目标离开了视线，该雷达仍可对目标保持‘虚拟跟踪‘或‘虚拟警戒‘；一旦某架UA V飞越了一个不同的传感器，它将把该传感器引进这个网络，从而使单一态势图中的信息更为完备和正确。