信息融合算法的工程應(yīng)用

焦 璐， 張浩峰

(中國航空工業(yè)集團(tuán)公司成都飛機設(shè)計研究所,成都 610031)

1 概述

隨著科技的發(fā)展，目標(biāo)機動性能不斷提高、跟蹤背景日益復(fù)雜、傳感器技術(shù)飛速發(fā)展，復(fù)雜背景下的多傳感器信息融合成為國內(nèi)外學(xué)者的研究重點。信息融合是20世紀(jì)70年代出現(xiàn)的一門學(xué)科，目的是綜合雷達(dá)、光雷、敵我識別、電子支援、情報、數(shù)據(jù)鏈等傳感器目標(biāo)數(shù)據(jù)，形成及時、準(zhǔn)確、連續(xù)、完整和一致的戰(zhàn)場態(tài)勢，以支持戰(zhàn)場態(tài)勢預(yù)警、作戰(zhàn)決策和火力打擊，包括目標(biāo)信息獲取、對象估計、態(tài)勢估計、影響估計、過程精煉等[1-5]。美國國防實驗室聯(lián)合理事會于1987年定義了JDL信息融合初步模型，2004年更新后的JDL融合模型如圖1所示。

JDL信息融合5級頂層模型定義如下[6-10]。

1) 0級融合-數(shù)據(jù)預(yù)處理。處理來自傳感器的信號、像素級數(shù)據(jù)，為后續(xù)融合準(zhǔn)備數(shù)據(jù)，包括圖像處理、信號處理、數(shù)據(jù)整理、單位轉(zhuǎn)換等。

圖1 JDL信息融合5級頂層模型Fig.1 Top-level model of the 5-level JDL information fusion

2) 1級融合-對象估計。融合來自多傳感器的數(shù)據(jù)，以獲得實體精確可靠完整的位置、運動、屬性、身份估計。

3) 2級融合-態(tài)勢估計。利用1級融合結(jié)果并通過融合分析，動態(tài)描述實體、事件的關(guān)系，包括目標(biāo)/事件聚類相關(guān)分析。

4) 3級融合-影響估計。描述當(dāng)前態(tài)勢對未來的影響，包括威脅評估、我方弱點評估、結(jié)果預(yù)測、易損性評估。

5) 4級融合-過程精煉。動態(tài)監(jiān)測、評估整個融合過程，調(diào)整優(yōu)化融合控制參數(shù)、傳感器調(diào)度以優(yōu)化融合結(jié)果。

2 信息融合算法

2.1 時空對準(zhǔn)

由于機載傳感器觀測坐標(biāo)系、數(shù)據(jù)采樣頻率的不同，即使是對同一個目標(biāo)的觀測，各傳感器得到的目標(biāo)數(shù)據(jù)也有很大差別。……