CH17多傳感器數(shù)據(jù)融合含答案傳感器與檢測技術(shù)第2版習(xí)題及解答

1、第17章多傳感器數(shù)據(jù)融合一、單項(xiàng)選擇題1、多傳感器數(shù)據(jù)融合是對來自不同傳感器的信息進(jìn)行（），以產(chǎn)生對被測對象統(tǒng)一的最佳估計。A、分析和綜合 B、分類 C、分解和選擇 D、誤差處理2、數(shù)據(jù)融合的核心是（）A、多傳感器系統(tǒng) B、多源信息 C、協(xié)調(diào)優(yōu)化和綜合處理 D、得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)3、以下不屬于數(shù)據(jù)融合的人工智能類方法的是（）A、模糊邏輯推理 B、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法 C、智能融合方法 D、卡爾曼濾波、多項(xiàng)選擇題1、按照在處理層次中的信息抽象程度不同，可以把融合層次大致分為（A、原始層B、特征層C、決策層2、多傳感器數(shù)據(jù)融合的結(jié)構(gòu)可分為（）情形：A、并聯(lián)融合日串聯(lián)融合C、混合融合3、以下屬于隨機(jī)融合方法的是

2、（）A、加權(quán)平土勻法B、模糊邏輯推理C、卡爾曼濾波法D神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法4、數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)的功能主要有（）A、特征提取B、分類 C、識別 D、參數(shù)估計和決策5、數(shù)據(jù)融合可應(yīng)用的領(lǐng)域包括（）A、智能檢測系統(tǒng)B、空中交通管制 C、機(jī)器人 D、軍事應(yīng)用三、填空題1、多傳感器數(shù)據(jù)融合是對來自于不同傳感器的信息進(jìn)行分析和綜合，以產(chǎn)生對被測對象統(tǒng)一的。2、數(shù)據(jù)融合的最終目的是 。3、數(shù)據(jù)融合就是充分利用不同時間與空間的多傳感器信息資源，采用計算機(jī)技術(shù)對按時序獲得的多傳感器觀測信息在一定準(zhǔn)則下加以自動分析、綜合、支配和使用，獲得 ，以完成所需的 任務(wù)，使系統(tǒng)獲得比它的各組成部分更優(yōu)越的性能。4、數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)的功能主

3、要有 、和。四、簡答題1、簡述數(shù)據(jù)融合的特性和優(yōu)點(diǎn)。2、簡述Bayes概率推理法。3、什么是數(shù)據(jù)融合？4、數(shù)據(jù)融合的意義是什么？5、試比較數(shù)據(jù)融合的三個層次：原始層，特征層，決策層。6、數(shù)據(jù)融合的方法有哪些？第18章測量不確定度與回歸分析、單項(xiàng)選擇題題號答案知識點(diǎn)1A誤差的分類2A精度3A誤差的表示、單項(xiàng)選擇題題號答案知識點(diǎn)1ABCD量值2ABCD誤差的表示三、填空題題號答案知識點(diǎn)1單峰性；有限性；對稱性隨機(jī)誤差的正態(tài)分布曲線2引用誤差誤差的表示3系統(tǒng)誤差誤差的分類4不確定性；分散性測量不確定度定義5粗大誤差誤差的分類6隨機(jī)誤差誤差的分類7絕對誤差；相對誤差；絕對誤差誤差的分類8測得值減去被測

4、量的真值誤差的表示9絕對值；符號誤差的分類10恒值；變值系統(tǒng)誤差的處理四、簡答題1、答：測量誤差主要來源于：1）測量環(huán)境誤差；2）測量裝置誤差；3）測量方法誤差;4）測量人員誤差知識點(diǎn)：誤差的來源2、答：相同點(diǎn)：都是評價測量結(jié)果質(zhì)量高低的重要指標(biāo)，都可作為測量結(jié)果的精度評 定參數(shù)。區(qū)別：1 ）從定義上講，誤差是測量結(jié)果與真值之差，它以真值或約定真值為中心；測量不確 定度是以被測量的估計值為中心。因此誤差是一個理想的概念，一般不能準(zhǔn)確知道，難以定量；而測量不確定度是反映人們對測量認(rèn)識不足的程度，是可以定量評定的。2）在分類上，誤差按自身特征和性質(zhì)分為系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差，并可采取不同的措

5、施來減小或消除各類誤差對測量結(jié)果的影響。但由于各類誤差之間并不存在絕對界限，故在分類判別和誤差計算時不易準(zhǔn)確掌握。知識點(diǎn)：測量不確定度與誤差的比較3、答：對同一被測量進(jìn)行多次重復(fù)測量時，絕對誤差的絕對值和符號不可預(yù)知地隨機(jī)變化，但就誤差的總體而言，具有一定的統(tǒng)計規(guī)律性，這類誤差稱之為隨機(jī)誤差。隨機(jī)誤差有如下三個特征：單峰性、有界性和對稱性。隨機(jī)誤差是測量過程中許多獨(dú)立的、微小的，偶然的因素引起的綜合結(jié)果。引起隨機(jī)誤差的原因很多，也很難把握，一般無法控制。知識點(diǎn)：誤差的分類；隨機(jī)誤差的處理4、答：精度是反映測量結(jié)果與真值接近程度的量。精度可分為： 準(zhǔn)確度 反映測量結(jié)果中系統(tǒng)誤差的影響（大?。┏潭?/p>

6、。即測量結(jié)果偏離真值的程度。 精密度 反映測量結(jié)果中隨機(jī)誤差的影響（大?。┏潭?。即測量結(jié)果的分散程度。 精確度 反映測量結(jié)果中系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差綜合的影響程度，其定量特征可用測量的不確定度（或極限誤差）來表示。知識點(diǎn)：精度5、解：設(shè)該線性測量系統(tǒng)的 n個環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)差分別為：xi，X2 ,刈，則隨機(jī)誤差的傳遞表達(dá)式為:ai 2 ： III J x如果線性系統(tǒng)中各項(xiàng)的系數(shù)均為1,即ai I" an 1,則隨機(jī)誤差的傳遞表達(dá)式為:R R2500 5002xiaW an 0知識點(diǎn)：間接測量誤差的傳遞五、計算題i、解：誤差方程Iti l0(iti) V i i,2,3,4令xil0 , x2I

7、0ii0.020系數(shù)矩陣A i40.0直接測得值矩陣L2ii70.023ii00.024被測量估計矩陣炎 xiX2由最小二乘法：aaX al ,則i ioAAi i i i i 40I0 40 70 i00 i 704220220 I6600i I00 20i i i i 2i88ALI0 40 70 I00 23505024A A I8000 0i i Ai Ai2i I6600220(AA)AA A2i A22I80002204ii I660022088I9.4333* AA AL I8000220450500.0467l0 xii9.43(mm)X2 0.0467 2.4 10 3(/c

8、)I0I9.43知識點(diǎn)：最小二乘法2、解：并聯(lián)后總電阻可表示為：cRiR2500 500 CLCR 250根據(jù)絕對誤差合成公式得到合成后的絕對誤差為:fRiRi2R2RR2Ri3 0.25根據(jù)絕對誤差合成公式得到合成后的相對誤差為:0.250.1%250或:R2RiR1R2RR1R2 RRiR2 R2RiR2R2RiRR1R2R2500500500 500 500500 500 5000.1%知識點(diǎn)：誤差的合成3、解：誤差方程rti%(1 ti)Vi1,2,3,4r。X2r。系數(shù)矩陣A20.030.040.050.0,直接測得值矩陣76.580.082.585.0被測量估計矩陣X1X2由最小二

9、乘法:AA?AL1 AA20.0130.0140.0150.0111120.030.040.050.0414014054001 AL20.0130.0140.0150.076.580.082.585.032411480A A 2000 01(AA) 1AAA11A21A12A22154002000140140540014032471.2X AA 1AL20001404114800.28r0 X1 71.2()x2 028 3.93 10 3(/ C) %71.2知識點(diǎn)：最小二乘法4、解：令為 R , x2 R22 1系數(shù)矩陣A 3 24 350直接測得值矩陣L 80120被測量估計矩陣級 x1

10、X2由最小二乘法：AA? AL,則2 12 3 429 20AA3 21 2 320 144 3AL50 480 3120820570(A A)1A11AAA21A12A2214206202920 82029570801305、解：絕對誤差=x L 179058 40180° 1 20一 1 20相對誤差 =100%=0- 100%=0.012% L1800知識點(diǎn)：誤差的表示6、解：1）由于 壓力表的精度等級為 2.5,因此，可能出現(xiàn)的最大滿度相對誤差：土 2.5%。2 ）可能出現(xiàn)的最大絕對誤差：xm2.5% 1.50.0375 MPa3）測量結(jié)果顯示為 0.7MPa時，可能出現(xiàn)的最

11、大示值相對誤差為:xm100%2.5 1.5x知識點(diǎn)：誤差的表示0.7%5.4%7、解：先求最大相對誤差。使用300 C、0.5級表時:m1100%曾 100%使用100C、1.0級表時：1.88%m2為 100% x1.0 100 iM 100%801.25%由于 m1 m2 ,可見，選用100C、1.0級表測量該電壓時具有更小的相對誤差，精度更高；而且使用該表可保證測量示值落在儀表滿刻度的三分之二以上。知識點(diǎn)：誤差的表示8、解：（1）當(dāng)測量4V時:0.01%UX 0.01% 40.0004V ,可判斷該表為 5位數(shù)字電壓表。那么，對應(yīng)的2個字應(yīng)為0.0002V。即測量誤差為 0.0002V

12、。（2）當(dāng)測量0.1V時：0.01%UX 0.01% 0.10.00001V ,可判斷該表為 6位數(shù)字電壓表。那么，對應(yīng)的2個字應(yīng)為0.00002V。即測量誤差為 0.00002V。知識點(diǎn)：誤差的表示1 n9 、解：算術(shù)平均值 X 2xi =136.43（克）n i 1n(Xi L)2標(biāo)準(zhǔn)差=0.056 。知識點(diǎn)：隨機(jī)誤差的處理10、解：根據(jù)題意可列矩陣方程為:L AX V式中：2.9實(shí)際測量值矩陣L 0.91.931系數(shù)矩陣A 1223x估計值矩陣Xy根據(jù)最小二乘法可得出:iX AA AL0.9630.015所以，x 0.963 , y 0.015。相應(yīng)的誤差矩陣為：2.9 (3 0.963

13、 0.015)V L AX 0.9 (1 0.963 2 0.015)1.9 (2 0.963 3 0.015)那么，標(biāo)準(zhǔn)差的估計值為：0.0040.0330.019n 2Vii 10.027。知識點(diǎn)：最小二乘法11、解：設(shè)擬合的直線形如：y b0 b1x。根據(jù)題意可列矩陣方程為：L AX V式中：1.11.52.6實(shí)際測量值矩陣L3.24.05.0系數(shù)矩陣A1 0.81 2.51 3.31 4.51 5.71 6.8估計值矩陣X根據(jù)最小二乘法可得出:1AA AL0.2750.667所以，b0 =0,275 , b1 =0.667。相應(yīng)的擬合直線為：y 0.275 0.667x。線性度：相應(yīng)的

14、殘余誤差矩陣為:1.1 (0.275 0.667 0.8)0,2914V L AX1.5 (0.2752.6 (0.2753.2 (0.2750.667 2.5)0.667 3.3)0.667 4.5)4.0 (0.275 0.667 5.7)5.0 (0.275 0.667 6.8)0.44250.12390.07650.07690.1894因此，對其中的最大誤差值0.4425 ,相應(yīng)的滿量程為5V。故線性度可計算為-Lmax 100% YF.S.0.4425100% 8.85%。靈敏度：根據(jù)擬合直線 y 0.275 0.667x可得出平均靈敏度為:Sn dy 0.667。 dx知識點(diǎn)：一元

15、線性擬合12、解：先設(shè)該壓力傳感器的擬合直線形如：y b0 bx。根據(jù)題意可列矩陣方程為:L AX V式中:實(shí)際測量值矩陣系數(shù)矩陣 A0.00200.20150.40050.60000.7995L0.00300.20200.40200.60100.8005101 0.51 1.01 1.51 2.0101 0.51 1.01 1.51 2.0估計值矩陣X 0b1根據(jù)最小二乘法可得出：10.0025X AA AL0.3988所以，b0 =0.0025 ， b1 =0.3988 。相應(yīng)的擬合直線為： y 0.00250.3988 x。線性度：相應(yīng)的殘余誤差矩陣為：0.0020(0.00250.39880)0.00050.2015(0.00250.39880.5)0.00040.4005(0.00250.39881.0)0.00080.6000(0.00250.39881.5)0.00070.7995(0.00250.39882.0)0.0006V L AX0.0030(0.00250.39880)0.00050.2020(0.00250.39880.5)0.00010.4020(0.00250.39881.0)0.00070.6010(0