多传感器数据融合算法研究与应用-计算机应用技术专业论文.docx

Nanjing University of Aeronautics and Astronautics The Graduate School College of Computer Science and Technology The Research and Applications of Multi-sensor Data Fusion Algorithm A Thesis in Computer Application Technology Engineering by Liu Min Advised by Associate Prof. Li Jing Prof. Zhuang Yi Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Engineering December, 2011 承诺书 本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文 中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航 空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。 本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编 入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、 汇编学位论文。 (必威体育官网网址的学位论文在解密后适用本承诺书) 作者签名： 日 期： 南京航空航天大学硕士学位论文 南京航空航天大学硕士学位论文 多传感器数据融合算法研究与应用 多传感器数据融合算法研究与应用 i i PAGE PAGE iv 摘 要 多传感器数据融合是处理多源数据的技术，能够将从多传感器获得的数据进行合成，与单 传感器相比，得到的数据更合理和可靠，在军事、民用领域都获得了广泛的应用。 本文首先对多传感器数据融合进行概述，分析了数据融合技术的国内外研究现状，给出多 传感器数据融合的基本模型，包括五个部分：数据预处理、目标状态估计、态势估计、威胁估 计以及信息反馈与修正，研究了数据融合的基本算法和典型应用。本文针对多目标跟踪问题进 行深入地研究，重点关注其中的数据关联问题，对于数据关联中的点迹-航迹关联问题，采用 FCSS 算法来解决，并提出了基于 FCSS 的多目标跟踪算法。该算法与其它多目标跟踪算法不同 之处是，不需要完全估计出目标的当前位置，而只需要估计出目标在相邻两时刻间的移动距离， 再利用 FCSS 算法进行点迹-航迹关联，从而更新目标当前航迹，实现多目标跟踪。通过仿真实 验验证了该算法的可行性和有效性。对于目标识别问题，本文综合考虑目标电磁辐射信息、目 标动力学信息以及人对目标的判断结果，将得到的目标量测数据按这三个方面分为三类，采用 灰关联分析方法对其进行处理，构建出基本可信度分配，再采用 Dempster 合成规则将三个基本 可信度分配进行合成，计算出信度函数，并对其进行分析，从而得出目标类型的判决结果。通 过仿真实验验证了该算法的可行性和有效性。最后，本文设计并实现了一个态势感知与威胁估 计原型系统。该系统主要包括目标量测数据生成、噪声生成、设备参数管理、数据融合、融合 结果显示与分析等模块，为本文算法提供了一个简单的仿真运行环境。 论文的新颖之处在于提出了一种基于 FCSS 的多目标跟踪算法，并通过仿真实验验证了算 法的可行性和有效性，该算法拥有比基于 FCM 的多目标跟踪算法更高的跟踪精度。 关键字：数据融合，多目标跟踪，目标识别，FCSS 算法，灰关联分析，D-S 证据理论 ABSTRACT Multi-sensor data fusion is a multi-source data processing technology, which can combine multi-source data from various sensors and obtain more reliable and rational data than the single-sensor data fusion. It has a wide use in the domain of military and civilian. In this dissertation, an overview of multi-sensor data fusion is given, the research status of data fusion is introduced, and a basic model of multi-sensor data fusion is provided, which is including five pa