多傳感器數據融合系統的軟件實現

李長峰

（零八一電子集團有限公司，四川 廣元 628017）

多傳感器數據融合系統的軟件實現

李長峰

（零八一電子集團有限公司，四川 廣元 628017）

近年來，多傳感器數據融合成為技術研究的重要方向之一，無論是在防御、還是非防御系統中都受到了廣泛關注，尤其是面對目標、信源數量的增加，其對系統提出了更高要求。研究人員需要對系統進行反復測試，才能夠提高系統運行有效性。文章從系統需求、系統分析及關鍵技術等角度對多傳感器數據融合系統軟件的實現進行深入分析和研究，為相關領域持續發展提供更多支持。

多傳感器；數據融合系統；軟件實現

科學技術對社會發展產生了強大的推動力。其中數據融合作為一項新型技術，在社會多個領域得到了廣泛應用和推廣。借助該項技術，用戶能夠共享多個平臺上的量測數據，獲取質量更高的信息。在實踐中，多傳感器數據融合技術能夠對多個目標進行跟蹤，滿足工作需求。但目前人們對于該項技術的了解和認識深度不夠，因此加強對多傳感器數據融合系統軟件實現的研究具有非常重要的現實意義，能夠幫助相關領域正確認識該項技術，且能夠提高技術利用率，創造更多價值。

1　系統需求分析

多傳感器數據融合能夠對觀察目標的多個特性進行傳輸，并在此基礎上確定目標身份，具有較強的可靠性優勢。如偵察地面武裝機械，能夠針對偵察對象的尺寸、形狀等了解其振動特性，為后續工作提供科學依據。正因如此，不同領域給予該項系統更多關注。多傳感器信息融合作為一個綜合、系統的過程，無論是哪種融合形式，都需要了解系統的需求，才能夠提高系統設計及實現針對性。在實際工作中，完成系統能夠模擬實際環境，為數據融合系統提供信息，促使系統能夠對數據融合結果進行評估，并以可視化形式將信息呈現出來，為各項工作的順利開展提供相應的支持。綜上所述，數據融合系統功能性較強，如數據融合性能評估、系統狀態信息可視化等［1］。

2　系統分析及設計

針對融合系統設計而言，應堅持相應原則，如可拓展、方便維護等原則；設計更加靈活的配置方式，滿足多元模型、算法的應用；另外，隨著系統應用范圍的擴大，在設計時，還應考慮通用性、開放性等要求，使得系統能夠滿足多個平臺、傳感器的應用，且方便日后維護，降低維護成本，從而促使系統功能得到充分發揮。

2.1 系統構成

結合上文提到的系統需求及功能來看，可以將系統劃分為8個子系統。一是劇情生成子系統作為整個系統的基礎，其主要負責想定元素編輯、劇情生成等，并向系統傳遞真值數據，實現對整個系統的有效控制。是針對數據采集系統來說，要確保系統能夠實時接收由不同系統發出的數據信息，如真值、模擬及仿真等數據，并將不同的數據存儲到對應的數據庫當中，為后續維護及管理工作的順利開展奠定堅實的基礎。三是傳感器模擬子系統由多個傳感器模擬器構成，但其數量主要由劇情系統決定。一般來說，在系統運行過程中，不同傳感器接收器接收到的數據，能夠轉換到坐標系當中，并按照一定的掃描周期輸出數據信息［2］。四是平臺模擬系統，與傳感器系統存在一定的相似之處，平臺模擬設備的數量需要由劇情系統決定。在實際工作中，該系統主要結合慣導、衛星導航等模型輸出數據信息，為用戶提供數據信息。五是數據融合子系統，作為關鍵系統，由多個獨立的工作數據融合模塊構成，在系統中，能夠接收來自于傳感器輸出的點跡、航跡數據等數據信息，同時還能夠對多個目標進行實時監控，形成多種處理模式。除此之外，還有態勢可視化等3個子系統。

2.2 系統架構

針對多傳感器數據融合系統來說，系統有序運行需要局域網的支持，構建分布式多平臺多傳感器數據融合環境。具體來說，受到劇情真值數據輸出頻率高等因素的影響，如果將多個數據融合模塊置于同一網絡當中，極有可能出現延遲問題。因此為了增強系統運行實時性，可以從兩個局域網入手，并通過網絡管理控制子系統進行連接。在此基礎上，系統的A網向B發送數據信息，不僅能夠緩解網絡荷載，有效提升網絡運行速度，且能夠增強系統靈活性，滿足用戶多元化需求。

3　關鍵技術分析

3.1 建立傳感器模擬器

系統能夠為實踐提供指導的關鍵在于環境的真實還原。因此針對各類傳感器模擬成為融合系統實現的重難點。就設計層面來看，傳感器模擬子系統應努力接近外部環境，充分考慮雜波、電磁干擾等因素［3］。而針對實現層面而言，需求采取面向對象思想，將各類傳感器視為一個類，并結合劇情生成系統具備信息，構建相應的類實例，進行初始化處理后，為后續系統的良性拓展奠定堅實的技術基礎。

3.2 完善融合評估指標

融合評估指標體系的構建能夠對系統性能等進行全面、準確地評估，及時發現系統設計存在的不足之處，并加以調整和優化。因此建立并完善融合評估指標體系非常重要。具體來說，首先需要構建數學模型，并利用計算機算法實現。通常而言，評估指標的選擇與融合算法存在非常密切的聯系。在實踐中，為了提高評價準確性，應堅持完整性、針對性原則，以便構建完善的指標體系。在指標的幫助下，對系統運行情況進行監督和控制，及時發現問題，并采取相應的措施進行優化，增強系統性能。

4　系統實現

該系統由多臺計算機構成獨立的A、B以太網，并在網絡管理控制幫助下實現對計算機的連接。其中A網真值信息可以采取廣播方式進行傳輸，而控制信息則采取TCP方式［4］。B網模擬數據輸出可以采取組播方式。針對軟件運行，引進Windows XP-SP3系統，并在Visual Studio2010環境當中，采取面向對象思想，滿足軟件運行需求，同時還需要借助C語言開發，最后促使系統能夠穩定、有序運行，為用戶提供數據信息［5］。綜合上述實例來看，該系統配置方便、合理，與實際情況相符，能夠為多傳感器數據融合調試、測試等提供動態化、實時性環境。綜合來看，軟件對數據進行預處理后，能夠應用于不同時域、頻域，如濾波器、轉換器，以此來提取可用信息。

5　結語

根據上文所述，信息時代背景下，信息技術成為社會各領域發展不可缺少的一部分，在提高工作有效性等方面占據至關重要的位置。本文設計并實現了一種具有開放性特點的數據融合仿真環境。經過實踐發現，方針系統架構科學、合理，具有較強的通用性、實用性特點。因此該系統適合推廣，能夠為實踐工作提供科學依據。隨著技術不斷發展，還可以將其與通信技術有機整合到一起，提高系統運行有效性。

［1］孫豫川，裴海龍，吳毅彬，等.基于ARM7飛控系統多傳感器數據融合方法及實現［J］.計算機測量與控制，2013（1）：103-105，141. ［2］蘇楞高娃.地面多傳感器數據融合算法分析與軟件實現［J］.北京農業，2013（9）：161-162.

［3］張寶童，易凱.多傳感器數據融合仿真系統的設計與實現［J］.數字技術與應用，2013（4）：189-190.

［4］胡昌林，孫偉.多傳感器數據融合性能評估指標及計算方法［J］.現代雷達，2013（3）：41-44，49.

［5］張克軍.基于實時操作系統的多傳感器融合系統軟件結構［J］.微型電腦應用，2011（7）：24-28，70.

Software Implementation of Multisensor Data Fusion System

Li Changfeng
（Zero Eight One Electronic Group Co.， Ltd.， Guangyuan 628017， China）

In recent years， multi-sensor data fusion has become one of the important direction of research technology， both in the defense and the defense system have

widespread attention. Especially facing the increase of the target and number of source， which puts forward higher requirement to the system. Researchers need to repeatedly test system to improve the system operation effectiveness. The article makes a in-depth analysis and research according to the system requirements， system analysis and the key technology of multisensor data fusion system such as software implementation in order to provide more support for the sustainable development in related fields.

multi-sensor； data fusion system； software implementation

李長峰（1982— ），男，四川廣安，本科；研究方向：軟件技術。