軍用技術實現(xiàn)多傳感器數(shù)據(jù)融合

時間:2015-12-08

來源:網絡轉載

導語:現(xiàn)今各國軍隊已經擁有了多種多樣的傳感器,作為軍事系統(tǒng)的眼睛,傳感器到決策層這樣一個軍事回路決定著軍事決策、判斷和行動的準確和快速性。

隨著技術的發(fā)展,傳感器逐步被應用到各個領域?,F(xiàn)今各國軍隊已經擁有了多種多樣的傳感器,作為軍事系統(tǒng)的眼睛,傳感器到決策層這樣一個軍事回路決定著軍事決策、判斷和行動的準確和快速性。

總體來說,目前的傳感器分為兩類,第一類是有源的,也就是主動輻射信號進行目標探測,典型的如雷達和激光探測器。第二類則是無源的,依靠對方輻射的信號確定目標各類要素,典型的有無源雷達,紅外感應器和光學照相機。傳感器數(shù)目眾多,但在不同類型之間大多處于各自為戰(zhàn)的局面,大大局限了探測范圍和探測精度,把這些傳感器的探測結果融合到指揮專網上進行綜合處理,這就是未來指揮作戰(zhàn)體系的發(fā)展方向——多傳感器數(shù)據(jù)融合技術。

為什么要融合?

既然一個傳感器能夠探測到所有范圍,為什么要進行融合呢?答案很簡單,不同的傳感器可以優(yōu)勢互補,效能倍增。舉例來說,預警機和戰(zhàn)斗機使用的L、S和X波段雷達一般波長位于分米到毫米數(shù)量級,而隱身飛機對這些波段的雷達隱身效果極佳,因此很難發(fā)現(xiàn)。但對米級波段的雷達隱身效果就很差,飛機很多部件會和米波產生共振,釋放出極大的回波,因此隱身飛機對米波隱身是無效的,但米波雷達因波長太長,分辨率極低,無法看出回波具體目標。這兩個雷達進行數(shù)據(jù)融合后,就可以先用米波雷達進行測量,發(fā)現(xiàn)疑似目標后再使用預警雷達探測,如果在該地沒有發(fā)現(xiàn)目標,就可以判定該處可能有隱身飛機,從而顛覆隱身飛機作戰(zhàn)的物理基礎。

通常來說,多傳感器融合由于實現(xiàn)了優(yōu)勢互補,在指揮專網得到的數(shù)據(jù)量要比遍布戰(zhàn)場的單傳感器多的多,且探測精度更高,目標性質更加明確。還可以根據(jù)融合結果脫離數(shù)據(jù)層面的單純探測,在決策層綜合判斷整個戰(zhàn)場態(tài)勢,實現(xiàn)指揮控制智能化、最優(yōu)化。

怎樣進行融合

一個多傳感器數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)分為兩個級別的處理功能,在第一級別,主要是數(shù)據(jù)方面的處理,得到數(shù)字結果(如位置、速度、目標類型)。在第二個級別,處理主要是符號處理,處理更為抽象(如威脅,意圖,目的),假設系統(tǒng)用幾個傳感器同時監(jiān)視同一空域中不同類型運動目標,當可獲得數(shù)據(jù)的工作頻率在整個電磁波譜上盡可能寬時,此時多傳感器最大化了所獲取的數(shù)據(jù)獨立性,特別是當他們同時使用主動工作方式和被動工作方式時更為明顯。

傳感器掃描監(jiān)視區(qū)域并報告在每一次掃描中發(fā)現(xiàn)的所有探測目標,每個傳感器都獨立進行測量,并給予信號特征采用判決方法判定是否發(fā)現(xiàn)目標,一旦探測到目標,測量參數(shù)被傳送到融合處理節(jié)點進行處理。指揮中心系統(tǒng)則根據(jù)這些數(shù)據(jù)相關性處理,并且與之前探測到的數(shù)據(jù)進行關聯(lián),在基于狀態(tài)和特征的判斷之下,做出一個決策。

在每次掃描結束后,從新的或已存在的目標信息中,指揮系統(tǒng)還可以做出下一步目標信息的估計,使用的方法例如最小二乘法和卡爾曼濾波法,這些方法在潛艇聲吶信號處理上被普遍采用。

數(shù)據(jù)融合的類型包括集中式融合和分布式融合,前者是每一個傳感器把它觀測到的數(shù)據(jù)都發(fā)送到中心融合節(jié)點,形成一個合成決策,這種方法負責,需求的運算量巨大。后者則是每個傳感器基于自己的觀察,首先做一個傳感器級別的判定,而后把決策送往融合節(jié)點,再形成一個合成決策,這種方法使得決策量減少,但帶來的決策性能的損失。

指揮專網融合技術說起來容易做起來很難,各傳感器的數(shù)據(jù)、誤差、信號處理、傳遞的模式都不同,因此在融合時可能出現(xiàn)令人失望的結果,例如美軍2003年在伊拉克戰(zhàn)爭時就出現(xiàn)了通用態(tài)勢圖里對同一目標有十幾種不同的位置、路線標注,要真正成熟使用運用這種技術,還需要很長的路要走。

更多資訊請關注傳感器頻道

中傳動網版權與免責聲明:

凡本網注明[來源:中國傳動網]的所有文字、圖片、音視和視頻文件,版權均為中國傳動網(www.treenowplaneincome.com)獨家所有。如需轉載請與0755-82949061聯(lián)系。任何媒體、網站或個人轉載使用時須注明來源“中國傳動網”,違反者本網將追究其法律責任。

本網轉載并注明其他來源的稿件,均來自互聯(lián)網或業(yè)內投稿人士,版權屬于原版權人。轉載請保留稿件來源及作者,禁止擅自篡改,違者自負版權法律責任。

如涉及作品內容、版權等問題,請在作品發(fā)表之日起一周內與本網聯(lián)系,否則視為放棄相關權利。

關注伺服與運動控制公眾號獲取更多資訊

關注直驅與傳動公眾號獲取更多資訊

關注中國傳動網公眾號獲取更多資訊

最新新聞
查看更多資訊

熱搜詞
  • 運動控制
  • 伺服系統(tǒng)
  • 機器視覺
  • 機械傳動
  • 編碼器
  • 直驅系統(tǒng)
  • 工業(yè)電源
  • 電力電子
  • 工業(yè)互聯(lián)
  • 高壓變頻器
  • 中低壓變頻器
  • 傳感器
  • 人機界面
  • PLC
  • 電氣聯(lián)接
  • 工業(yè)機器人
  • 低壓電器
  • 機柜
回頂部
點贊 0
取消 0