输电线除冰机器人多传感器信息融合璋碍物信息检测方法
控制、农业、航天、机器人、空中交通管制、目标导航跟踪、海洋监视和管理等
领域取得了巨大的进步和广泛的应用【l引。
多传感器信息融合技术是一门跨领域的综合理论和方法,需要应用到控制理
论、信号处理、人工智能和数理统计等各个学科的知识,由于发展的时间较短,
目前还的多传感器数据融合理论体系和融合算法还不是很完整和有效,对于数据
融合的定义还没有准确的表述。美国国防部JDL(JointDirectorsofLaboratories)
对数据融合定义为:将来自多传感器和信息源的数据和信息加以联合、相关和组
合,以获得精确的位置估计和身份估计,以及对战场情况和威胁及其重要程度进
行适时的完整评价。数据融合又称作多传感器信息融合或信息融合,是针对一个
系统中使用多个传感器这一特定问题展开的一种新的数据处理方法。随着数据融
合相关技术的发展,综合国内外的研究成果,比较典型的定义【19】为:充分利用在
不同时间与空间的多传感器数据资源,采用计算机技术对按时间序列获得的多传
感器观测数据,在一定准则下进行分析处理和优化综合,获得对被测对象的一致
性解释与描述,为完成相应的目标决策和估计而进行的多源信息处理过程,使系
统获得更完整和准确的信息。由此可以得出结论:多传感器构建的系统是数据融
合的硬件基础,多源信息是数据融合的加工对象,协调优化和综合处理是数据融
合的核心。数据融合是一个对多源信息输入在不同层次、不同融合级别进行信息
处理并获得单一形式输出结果的工作过程。
信息融合是对人脑综合处理复杂问题的高度模仿,有效的利用多个传感器资
源最大限度的获取目标信息,对于多源信息的处理形式和层次也更加复杂,相对
于单个传感器的单一性和局限性,多传感器数据融合技术在机器人目标检测、跟
踪和识别等方面具有以下4个特点【20】:
(1)系统的生存能力强:当一部分传感器无法有效检测或目标对象超出覆盖
范围时,总有另外一部分传感器可以提供信息,提高了系统抗感干扰能力和检测
成功率。
(2)扩展了空间和时间上的覆盖检测范围:通过多个传感器在空间上的合理
分布,交叠覆盖、相互弥补其它传感器检测不到的区域,扩展了空间的覆盖范围,
增加系统的检测能力和空间概率;多个传感器在时间上的协调检测可以提高系统
的检测范围和时间概率。
(3)提高了可信度和检测性能。对同一目标的多个传感器检测数据进行有效
的融合得到的目标信息更加精确和可靠,系统的性能更加优良。
(4)系统的分辨率高、模糊度低。多传感器的融合信息可以获得比单一传感
器信息分辨率更高、更加准确和全面的描述,对目标信息的不确定性更低。通过
多个传感器的有效组合,构建的系统的抗破坏能力也明显提高。