多传感器分布式协方差信息融合Kalman滤波理论

对于带多传感器和带相关噪声的线性离散时变随机控制系统,基于按矩阵加权、按对角阵加权和按标量加权的三种最优信息融合规则,提出了相应的三种分布式最优信息融合Kalman估值器,可统一处理融合滤波、预报和平滑问题。为了计算最优加权,提出了计算局部估计误差协方差公式。作为特殊情形,还提出了定常系统的稳态最优信息融合Kalman估值器,其中用解Lyapunov方程计算局部估计误差协方差。同集中融合Kalman估值器相比,可减小计算负担。同单传感器Kalman估值器相比,可提高精度。它们构成了统一和通用的分布式协方差信息融合Kalman滤波理论。     

多传感器AR信号自校正加权融合Wiener滤波器

对带多传感器和带未知模型参数及未知噪声方差的自回归(AR)信号,应用递推辅助变量(RIV)算法得到局部模型参数估值器,用相关方法得到局部噪声方差估值器。用取局部估值器的平均得到信息融合估值器。将它们代入最优加权融合AR信号Wiener滤波器,提出一种自校正加权融合Wiener滤波器。它们以概率1收敛于最优融合Wiener滤波器,因而具有渐近最优性。它的精度比每个局部自校正Wiener滤波器精度都高。仿真例子说明了其有效性。     

多模型多传感器信息融合稳态白噪声反卷积估值器

对于带不同局部动态模型(多模型)的多传感器线性定常随机控制系统,应用现代时间序列分析方法,在按标量加权最优融合准则下,提出了最优信息融合稳态白噪声反卷积估值器.可统一处理白噪声反卷积融合滤波、平滑和预报问题.它的精度高于每个局部估值器的精度.为了计算最优加权,提出了局部估计误差互协方差计算公式.一个Bernoulli-Gussian白噪声反卷积融合器的仿真例子证明其有效性.     

多传感器矩阵加权信息融合预测控制算法

针对多传感器线性离散时不变随机控制系统,应用Kalmam滤波方法,基于状态空间模型,在线性最小方差最优信息融合准则下,给出了多传感器按矩阵加权信息融合预测控制算法.该算法将信息融合Kalman滤波器和预测控制相结合,避免了求解复杂的Diophantine方程,可明显减轻计算负担.与单传感器情形相比,可显著提高控制精度.一个三传感器目标跟踪控制系统的仿真例子说明了算法的有效性和正确性.     

多传感器按对角阵加权信息融合Kalman滤波器

在按对角阵加权线性最小方差最优信息融合准则下,提出了多传感器按对角阵加权信息融合稳态Kalman滤波器,它等价于关于状态分量的按标量加权信息融合Kalman滤波器,与按矩阵加权信息融合Kalman滤波器相比,可明显减小计算负担,便于实时应用。一个雷达跟踪的仿真例子说明了其有效性。     

多传感器线性最小方差最优信息融合估计准则

用Lagrange乘数法和矩阵微分运算,分别提出了按矩阵加权、按标量加权和各分量按标量加权的三种线性最小方差信息融合估计准则,其中考虑了估计误差之间的相关性,推广和发展了现有文献的结果。文中比较了三种融合估计的精度和计算负担,可应用于信息融合状态或信号最优估计。     

多模型信息融合Wiener状态估值器

对多模型多传感器线性离散定常随机系统,应用现代时间序列分析方法,基于自回归滑动平均(ARMA)新息模型和白噪声估计理论,根据按矩阵加权、按对角阵加权和按标量加权三种最优融合规则,提出了系统公共状态的三种最优加权融合Wiener估值器。它们的精度高于每个局部估值器的精度,且可统一处理融合滤波、预报和平滑问题。为计算最优加权,提出计算局部估计误差互协方差公式。它们可用于带ARMA有色观测噪声系统状态融合滤波问题。一个跟踪系统MonteCarlo仿真例子说明其有效性。     

单通道ARMA信号信息融合Wiener反卷积滤波器

应用现代时间序列分析方法,基于自回归滑动平均(ARMA)新息模型、白噪声估值器和观测预报器,在线性最小方差最优加权信息融合准则下,对单通道ARMA信号提出了多传感器分布式融合Wiener反卷积滤波器,可统一处理融合滤波、平滑和预报问题。为了计算最优加权,提出了局部估计误差互协方差的计算公式。同单传感器情形相比,可提高滤波精度。一个仿真例子说明了其有效性和正确性。     

广义系统最优与自校正信息融合滤波器

对带多个传感器广义离散随机线性系统,利用典范型分解,基于线性最小方差各分量按标量加权融合算法,给出了多传感器分布式最优分量融合降阶滤波器,它要求并行计算一系列标量权重。推得了任两个传感器子系统之间的滤波误差互协方差阵的计算公式。同时当系统含有未知噪声统计信息时,基于相关函数又给出了分布式自校正分量融合降阶滤波器。与各局部估计以及状态向量按标量加权融合估计相比,分量融合滤波具有更高的精度。仿真研究验证了其有效性。     

带不同局部动态模型的时变系统信息融合Kalman估值器

对于带不同局部动态模型和多传感器的的线性离散时变随机控制系统,应用Kalman滤波方法,基于Riccati方程,根据按矩阵加权、按对角阵加权和按标量加权三种最优融合规则．提出了系统公共状态的三种最优加权融合Kalman估值器,可统一处理融合滤波、预报和平滑问题。为计算最优加权,提出计算局部估计误差互协方差公式。它们可用于信号融合滤波。用增广状态方法．将待估信号看成子系统公共状态,提出了信号多传感器信息融合滤波的一种设计方法。     

信息融合技术的方法与应用研究

信息融合是现代信息技术与多学科交叉、综合、延拓产生的新的系统科学研究方向,在军事和民用领域已经展现出的有效与广阔的理论和应用前景。文章在对信息融合技术应用现状研究的基础上,介绍了信息融合的定义、功能、实现步骤,阐述了信息融合常见算法及其优缺点,最后指出了信息融合技术存在的问题和发展趋势。     

Current progress of information fusion in China

Information fusion is a challenging task to extract the required information for high-level applications from various homogeneous or heterogeneous sensors. This paper summarizes some improvements in recent five years in the presented structure of information fusion, including estimation fusion, image fusion and others. Some technologies of information fusion and their variants are discussed. Although the state-of-the-art of the algorithms for information fusion have been proposed, there still remains some fundamental challenges with regard to exploiting the emerging multi-sensors＇ characteristics and their special structures. Finally, some potential prospects of estimation fusion and image fusion are discussed.     

信息融合稳态最优Kalman平滑器

应用Kalman滤波方法,基于Riccati方程,在线性最小方差最优融合准则下,提出了按矩阵加权的两传感器最优融合稳态Kalman平滑器,给出了最优加权阵和最小融合误差方差阵。同单传感器Kalman平滑器相比,可提高平滑精度。一个雷达跟踪系统的仿真例子证明了其有效性。     

广义系统多传感器信息融合降阶状态估值器

对于带多传感器的广义线性离散随机系统,基于奇异值分解,将其化为等价的两个降阶多传感器子系统。应用Kalman滤波方法,在线性最小方差最优加权融合准则下,提出了最优加权融合降阶稳态广义Kalman估值器。可统一处理融合滤波、平滑和预报问题,可减少计算负担和改善局部估计精度。为了计算最优加权,提出了局部估计误差方差阵和互协方差阵的计算公式。     

两传感器信息融合稳态Kalman滤波器和平滑器

应用Kalman滤波方法,基于Riccati方程,对输入噪声和观测噪声相关,且传感器观测噪声相关的两传感器系统,在线性最小方差最优信息融合准则下,提出了按矩阵加权最优信息融合Kalman滤波器和平滑器。为了计算最优加权阵,提出了局部估计误差互协方差阵的计算公式。同单传感器情况相比,可提高融合估计精度。一个目标跟踪系统的仿真例子说明了其有效性。     

基于支持度的多传感器信息融合算法

目前多传感器融合算法大都需要先验知识,而现实环境中常常无法满足。为有效解决这一问题,在信息融合中利用指数衰减函数引入了支持度的概念,进而设计了两种不依赖任何先验知识的基于支持度的多传感器信息融合算法。最后,应用该算法对3部雷达的观测数据进行处理,实验结果表明,该算法有较好的融合效果,并具有计算简单的特点。     

两传感器信息融合超前κ步稳态最优Kalman预报器

应用Kalman滤波方法 ,基于Riccati方程 ,对于带相关噪声的系统 ,在线性最小方差融合准则下 ,提出了两传感器按矩阵加权信息融合超前k步稳态最优Kalman预报器 ,给出了最优加权阵和最小融合预报误差方差阵的具体计算公式。同单传感器情形相比 ,可提高预报器的精度。一个跟踪系统的仿真例子说明了其有效性     

多源信息融合故障诊断方法研究进展

简述多源信息融合与故障诊断的关系,指出多源信息融合故障诊断的一般方法。从融合结构和融合算法的角度对多源信息融合故障诊断方法进行了分类阐述,并分别说明其诊断原理与研究现状;指出信息融合故障诊断按融合结构可分为层次结构信息、多级信息和组合神经网络的融合故障诊断,按融合算法分为基于贝叶斯理论、DS证据理论、模糊集理论、粗糙集理论和人工神经网络的融合故障诊断。最后展望了信息融合故障诊断方法的未来发展趋势。     

图像匹配特征的一种融合表示

提出图像匹配特征的一种信息融合表示方法,对由不同传感器所获得的对同一场景进行描述的灰度信息、边缘轮廓特征信息和图像熵信息,进行综合分析,利用不同有效信息之间的互补性,导出更为丰富的图像特征信息,进行图像匹配．实验表明该方法能够提高图像匹配的正确率．