硕士学位论文
第２章多传感器信息融合系统总体设计
本章通过分析多传感器信息融合技术的特点、关键技术和级别层次，结合输
电线路除冰机器人本体结构和２２０ＫＶ输电线路上主要障碍物的分布情况，选择相
关传感器进行优化组合，构建出除冰机器人多传感器检测系统，设计出机器人多
传感器障碍物数据融合系统模型和数据融合的实现思路和方法。
２．１多传感器数据融合技术
随着移动机器人技术的发展，智能自主化程度越高的移动机器人其系统上装
备的传感器在种类上和数量上都越来越多，且传感器的性能精度和可靠度越来越
高，随着机器人对环境感知要求的提高，单一的传感器以及不能满足高智能和高
自主化程度的需求，必须通过多个优良的传感器组合对环境信息进行同时检测，
以更大程度地获得被测目标和环境的信息。在多个传感器检测信息中，需要通过
数据融合技术对多源信息的获取、关联、估计和组合进行综合优化处理和预测，
多传感器数据融合技术从多源信息的角度将多个测量数据在时间上和空间上的互
补或冗余按照一定的融合算法进行处理和综合，剔除错误信息，保留正确和有用
的信息，融合的数据具有信息冗余性、互补性和实时性的优点，提高了目标信息
的精确性、可靠性和生存能力。
２．１．１多传感器信息融合的定义和特点
多传感器数据融合（Ｍｕｌｔｉ．ｓｅｎｓｏｒＤａｔａＦｕｓｉｏｎ）的概念最早出现在２０世纪７０
年代，在８０年代之后在理论、结构方法、融合算法及性能等方面的研究取得了很
多的成果，发展成军事高端技术研究和工业等领域中的一项重要技术，以提高多
传感器系统的实时目标检测、识别跟踪、战场态势评估和预测等方面的性能，它
是人类模仿自身信息处理能力的结果【１７１。数据融合技术最早应用用于军事领域，
美国国防部资助相关研究机构在１９７３年开展了声纳信号解释系统的研究。有力地
推动了科研人员对数据融合技术的研究和相关论著的发表。ｌ９８４年在美国国防部
Ｃ３Ｉ（Ｃｏｍｍａｎｄ，Ｃｏｎｔｒｏｌ，ＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎａｎｄＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ）系统中开始了多传感
器融合技术的开发，并且专门成立了数据融合指导委员会来组织协调这一国防军
事关键技术的系统性研究和开发，并取得了很大的进展。近年来在军事和工业领
域多种复杂系统的需求下，其传感器信息表现出形式多样性、数量巨大性和关系
复杂性等特点，且对多个数据处理的实时性要求也越来越高，已经远远超出我们
人脑可以完成的信息综合处理能力，因此迫切需要研究新的多源数据处理技术完
成高复杂度和高精确度的系统问题。近年来多传感器信息融合技术已发展成为一个热门的科研领域，成为军事、工业和高技术开发等多方面关心的问题。在工业