多传感器信息融合技术浅析

多传感器的集成与融合技术已经成为智能机器与系统领域的一个重要的研究方向。它不仅可以描述同一环境特征的多个冗余的信息,而且可以描述不同的环境特征。多个传感器的使用还可以使信息采集和处理过程并行化,不仅可以得到更全面、更准确的信息,而且减少时间和成本,提高整个系统的性能。     

视觉与激光信息融合应用于机器人环境感知方面的优势浅析

多传感器信息融合已成为解决机器人环境感知问题的一种重要的方法,视觉传感器可以获取大量的二维环境信息,但缺乏对距离的感知能力,激光传感器恰好在这方面有着独特的优势,两种传感器感知能力的互补以及信息融合方法的应用,不仅可以使机器人感知三维环境,传感器间还可以相互抑制噪声,提高机器人对环境信息的感知能力,使感知的信息更加精确有效。     

IrisNet:一种广域传感器网络的服务

以IrisNet研究项目为基础的广域传感器网络概念的提出，不仅扩展了传感器网络的概念，也为在更广阔的范围内部署传感器网络服务提供了方便和可能。作为广域传感器网络服务的一个通用平台，IrisNet可以使得在构建和部署广域传感器服务系统时变得更加简单。本文详细介绍了IrisNet的体系结构以及关键特征，并在此基础上介绍了3个运行在IrisNet上的原型服务系统。     

多传感器集成与信息融合原理

现代监控系统需要检测工作环境多个物理参数,因单个传感器难以提供比较全面环境信息,多传感器配置成为现实、可行的选择.在阐述多传感器集成与信息融合出现的历史背景、含义、特点的基础上,系统地阐述了多传感器系统研究的主要内容,核心研究内容包括拓扑结构与融合模型.     

飞机地面防撞多传感器数据融合系统研究

为了实现对不同传感器探测和跟踪的目标信息融合,提出了一种车载飞机地面防撞的多传感器数据融合系统.采用矩不变量的方法描述飞机的特征;采用Levenberg-Marquardt算法对标准的BP网络算法进行改进,使系统快递、稳定地进行飞机识别.该算法实现了多传感器多目标定位、航迹融合等关键技术,实验表明,该系统可以较好地实现目标定位、跟踪以及目标识别的目的.     

一种多传感器数据信息的融合算法

为解决在多传感器信息融合技术中出现的测量维数和置信度较低、系统的探测能力和生存能力较差以及空间和时间的范围较窄等问题,提出了一种改进的PSO算法.该算法主要包括对传感器自身特点的分析,以及建立一个综合传感器信息增量和处理时间的目标函数的过程.从实验仿真结果可以看出,该算法可以有效地剔除性能不符合系统标准的传感器,从而更...     

传感器故障下的鲁棒可靠H_∞滤波

讨论了传感器故障状态下的时变时滞离散系统的可靠H∞滤波问题.采用了一种通用且更实用的传感器故障模型描述传感器故障,基于线性矩阵不等式方法设计可靠滤波器.所设计的滤波器不仅在系统运行良好条件下,而且对于所有容许的传感器故障,滤波误差系统是渐近稳定并具有给定的H∞性能指标.最后以一个数值例子说明了所给方法的有效性.     

一种基于无线传感器网络的煤矿安全监控系统

提出了一种基于无线传感器网络的煤矿安全监控系统,该系统不仅可以监测煤矿井下各种环境情况,还可以采集矿工生命体征信息,并且还带有自主呼救功能,比现有的煤矿安全监控更具可靠性和安全性.     

多传感器多模型相互作用的数据关联方法

基于信息融合中的数据关联技术,在卡尔曼滤波基础上,结合相互作用多传感器多模型的概率数据互联算法,建立故障监测报警和现场传感器量测数据关联二者之间的关系,建立更具一般性的分布式传感器系统基础上的多传感器多模型,改进概率数据关联方法,以用于故障监测报警中相互作用的算法．并结合一个时变系统中空间位置传感器的故障诊断问题为例,运用多传感器多模型相互作用的数据关联方法进行仿真分析,研究此类故障判据的数据关联问题和数据关联算法的改进,研究表明相互作用多模型的概率数据互联改进方法不仅与有限维数的特定测量阈值相对应,而且直接针对故障模式,能够体现出动态模型的优点,可以与系统诊断知识相融合,为故障诊断的单步的、多步的、长期的预测预报提供依据．     

一种机械故障诊断多传感器数据融合特征提取的方法

为提高机械故障诊断的准确率,将多个振动传感器采集机械系统不同位置的信息进行融合,提出一种基于同源数据融合的特征提取方法。以柴油机缸盖和机身的振动信号为例,分析振动信号频谱与激励源到测量点的传输特性,构造基于频谱的高维特征向量。使用PCA方法和子带平均法降维,支持向量机进行分类验证其分类效果。结果表明,相比传统单通道传感器,此方法提取的特征不仅具有更高的可压缩性,而且其分类准确性有所提高。     

基于分数阶微分的多传感器检测数据融合算法

为了解决制造系统中各生产信息采样节点设备性能和工作环境的不同带来的检测数据间差异性,直接影响着制造管理系统工作可靠性与决策科学性的重要问题,提出应用基于分数阶微分算子的多传感器检测数据融合算法融合生产信息测量误差的新理念。选择检测仪器性能或工作环境作为检测数据的影响因子,应用分数阶微积分理论推导出基于分数阶微分的多传感器检测数据的融合处理算法模型,并应用物联网下的多传感器检测数据的融合处理实例验证了算法的可行性和优越性。实验结果表明:与动态的加权算法和平均值算法相比,本文算法不仅具有融合精度更高、融合值稳健性更好的优点,还具备增强检测信息强度提升系统工作可靠性的功能。     

基于多传感器融合的机器人导航系统设计

随着传感器技术的进步,多传感器信息融合技术在移动机器人中的应用已经成为一个热门的研究领域,为移动机器人探索不确定和未知环境提供了一种技术途径,是机器人实现更高级智能行为的基础。目前,用于移动机器人避障和导航控制的多传感器信息融合方法主要有模糊逻辑和神经网络。在机器人避障和导航控制中,本文采用了基于模糊逻辑的多传感器信息融合算法。通过对多传感器的信息进行融合能较好地实现机器人在未知环境中的自主避障与导航,并对这种控制方法进行了MATLAB仿真。通过对MATLAB仿真结果的比较,证明了在机器人的避障和导航控制中,该信息融合算法是优于传统信息融合算法的。     

多工位制造系统偏差源监测传感器布置优化

为了获得多工位制造系统足够的有效测量信息和最大化多工位制造系统的偏差源监测能力,应采用合适的测量策略并对传感器布置进行优化.在状态空间模型基础上,建立了多工位制造系统中3个偏差源与传感器测量值间的空间关系,给出了量化描述系统偏差源监测能力的方差监测敏感度系数,以及将数据挖掘算法与进化算法相结合的传感器布置的优化方法,解决了最大化多工位制造系统偏差源监测能力的传感器布置优化问题.通过箱形工件加工实例,验证了该方法的有效性.     

水文遥测系统运行可靠性的监测方法及推理模型

研究水文遥测系统的可靠性运行状态的监测问题,对于包括众多无人测站的水文遥测系统来说尤其重要。给出系统的完整性及完整性指标－完整度的定义;提出并研究基于多传感器信息融合技术的系统完整性监测与估计方法;建立基于模糊推理方法的系统完整性信息融合监测模型。该模型对描述水文遥测系统的完整度具有可操作性。利用该模型,根据所选取的系统完整性环境中的指标参数,即可推理出系统的完整度。     

多传感器融合系统的可靠性模型研究

为有效评价多传感器融合系统硬件的可靠性,提出了一种新的三模冗余结构(TMR)半马尔可夫过程模型.该模型以系统单元寿命服从负指数分布、系统单元修复时间服从广义任意分布(修复率是时间的函数)为前提,通过引入补充变量,可以转化为马尔可夫过程模型进行求解,从而获取系统有效性和可靠性的一些重要指标.理论分析和数值结果表明,传统可靠性建模的方法可以作为新模型简化的特例,利用新模型的TMR冗余结构多传感器融合系统与无冗余的单传感器系统相比,系统的平均无故障时间(MTBF)提高了两个数量级.因此,提出的新模型可以准确地描述系统的实际工作状况,为有效评估多传感器融合系统可靠性提供了理论依据.     

高交互客户端蜜罐Agent系统研究

根据国内外客户端蜜罐系统的发展现状以及恶意网页攻击机理,设计了一个基于高交互客户端蜜罐技术的协同Agent工作模型,并实现了Malicious Web Site Hunter(MWSH)恶意网页检测系统。系统主要包括控制子系统、高交互级蜜罐子系统及服务子系统三个部分。系统利用Agent技术的协作性以及客户端蜜罐技术的准确性来发现网络中的恶意网页。利用基于VSK逻辑的Agent形式化描述语言对系统涉及的Agent进行了形式化描述,并做了具体实现,不仅可以描述Agent和它的环境信息特征,而且可以描述其完整状态变化过程。     

基于异质传感器信息融合的移动机器人SLAM研究

针对采用单一传感器在移动机器人同步定位与构图(SLAM)中存在定位精度低、构图不完整等问题,提出一种基于Kinect视觉传感器和激光传感器信息融合的SLAM算法。首先将Kinect传感器获取的深度图像经过坐标系转换得到三维点云、通过限制垂直方向滤波器过滤三维点云的高度信息、再将剩余三维点云投影到水平面并提取边界点云信息转化为激光扫描数据;然后与激光传感器的扫描数据进行数据级的信息融合;最后输出统一数据实现移动机器人的构图及自主导航。实验结果表明,该方法能够准确的检测小的及特征复杂的障碍物,能够构建更精确、更完整的环境地图,且更好地完成移动机器人自主导航任务。     

一种基于TinyOS的容延迟移动传感器网络协议栈

容延迟移动传感器网络DT-MSN是指部署在多个移动物体上的传感器节点所组成的稀疏网络.在DT-MSN中,不存在稳定的端到端的多跳路径,基于多跳路径的传统数据传输模式不再适用,这使得DT-MSN采用了一种全新的数据传输模式.由于这一独特的数据传输模式,传统网络协议栈无法用于DT-MSN,针对这种情况,本文提出了一种基于TinyOS的DT-MSN协议栈.该协议栈不仅描述了一种通用的DT-MSN网络架构,而且采用了分层结构和模块化的设计,使得DT-MSN研究人员不仅可以将注意力集中到某一具体的功能模块,还可以根据需要重用现有的功能模块.基于该协议栈架构我们对其进行了实现,并引入了具体的数据传输机制.     

基于多传感信息的挖掘机器人导航及避障技术

为实现挖掘机器人在挖掘作业前,无碰撞安全行走到作业场所,采用视觉、红外及超声波传感器,采集挖掘机器人外界环境信息,通过红外及超声波传感器实现墙壁跟踪导航;依靠视觉传感器,实现巡线、道路识别、导引车辆跟踪导航;依靠光流法提取障碍物特征信息,实现路面障碍物的识别、避障。研究结果表明:综合使用多传感器信息,可以实现挖掘机器人的导航及避障目标。     

一种新颖的多传感器行驶车辆分类系统

提出了一种新颖的利用5个埋入式应变传感器获得车型特征参数的多传感器行驶车辆分类系统．该系统利用传感器的特殊位置分布与车辆各轴到达传感器时刻的相关性,对采集的信息进行像素级融合,突出信号的特征部分,提高特征提取的准确率和精度．最后利用D-S证据理论组合轴数、轴空间和轴重等特征证据对车型进行分类．实验结果表明该系统对行驶车辆识别率超过95％．