第九講多傳感器信息課件

9信息融合系統(tǒng)的應(yīng)用9信息融合系統(tǒng)的應(yīng)用1信息融合（數(shù)據(jù)融合）的最初應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，也是其主要的應(yīng)用，如陸空中目標(biāo)的探測(cè)、識(shí)別、跟蹤，通過(guò)融合中心，把雷達(dá)、紅外傳感器、聲納和其他傳感器的不同信息加以融合，用于車(chē)輛的自動(dòng)探測(cè)，靜態(tài)和動(dòng)態(tài)圖象獲得的屬性在決策層的融合，另一類(lèi)應(yīng)用是關(guān)于戰(zhàn)場(chǎng)的偵察、戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢(shì)評(píng)估、威脅評(píng)估和目標(biāo)探測(cè)，它們是基于有關(guān)敵人的先驗(yàn)知識(shí)和陸地觀察，這些信息經(jīng)常是模糊和不確定的，其他諸如天氣和飛行的觀測(cè)可以作為補(bǔ)充，基于生物量測(cè)（聲音、臉、輪廓和指紋）身份識(shí)別可以增進(jìn)信息融合。9.1在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用信息融合（數(shù)據(jù)融合）的最初應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，也是其主要的應(yīng)用，2信息融合在軍事上的應(yīng)用還可擴(kuò)充到以下一些方面：采用多傳感器的自主武器系統(tǒng)；由多個(gè)平臺(tái)（如偵察機(jī)、艦艇、衛(wèi)星、地面站）組成的大范圍監(jiān)視系統(tǒng)或分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)；采用多個(gè)傳感器進(jìn)行截獲、跟蹤和指令制導(dǎo)的火控系統(tǒng)；指示和告警（I&W）系統(tǒng)，其任務(wù)是評(píng)定威脅和敵方意圖；軍事部隊(duì)的指揮和控制站。信息融合在軍事上的應(yīng)用還可擴(kuò)充到以下一些方面：3Example1:美韓演習(xí)、美日演習(xí)劃定演習(xí)區(qū)實(shí)際演習(xí)區(qū)170公里Example1:美韓演習(xí)、美日演習(xí)劃定演習(xí)區(qū)實(shí)際演習(xí)區(qū)4Example2:中國(guó)解放軍導(dǎo)彈部隊(duì)渤海實(shí)彈演習(xí)據(jù)中國(guó)軍網(wǎng)報(bào)道，北空導(dǎo)彈某團(tuán)官兵在渤海，針對(duì)未來(lái)地面防空需要，積極研究復(fù)雜電磁環(huán)境下快速展開(kāi)兵器，夜間捕捉目標(biāo)，連續(xù)抗擊進(jìn)襲等作戰(zhàn)新模式，深化體系對(duì)抗演練，不斷錘煉官兵實(shí)戰(zhàn)技能，防空利劍得到更好地淬火磨礪，實(shí)彈射擊取得6發(fā)6中的佳績(jī)。Example2:中國(guó)解放軍導(dǎo)彈部隊(duì)渤海實(shí)彈演習(xí)據(jù)5

29日夜間，中國(guó)軍網(wǎng)繼續(xù)發(fā)布北海艦隊(duì)航空兵飛豹戰(zhàn)機(jī)訓(xùn)練圖片，稱北海艦隊(duì)航空兵加強(qiáng)了夜間遠(yuǎn)程奔襲作戰(zhàn)訓(xùn)練，飛豹戰(zhàn)機(jī)編隊(duì)夜間起飛，實(shí)施隱蔽出航和夜間海上低空突防作戰(zhàn)，強(qiáng)化快速反應(yīng)、遠(yuǎn)程機(jī)動(dòng)和突擊作戰(zhàn)能力。

29日夜間，中國(guó)軍網(wǎng)繼續(xù)發(fā)布北海艦隊(duì)航空兵飛6第九講多傳感器信息課件7第九講多傳感器信息課件8第九講多傳感器信息課件9第九講多傳感器信息課件10北海艦隊(duì)的海上防區(qū)為連云港以北的黃海海域和渤海灣。主要的任務(wù)：一是保衛(wèi)首都的海上門(mén)戶；二是警戒美日韓軍事聯(lián)盟對(duì)我國(guó)的海上威脅。在1996年臺(tái)海危機(jī)時(shí)，美國(guó)就曾出動(dòng)兩個(gè)航母戰(zhàn)斗群進(jìn)入該地區(qū)進(jìn)行威懾，中國(guó)軍方對(duì)此大為震動(dòng)。自那時(shí)起，解放軍海軍看到了自己與美軍之間的巨大差距，也促使了高層加快海軍現(xiàn)代化的步伐，經(jīng)過(guò)十幾年的建設(shè)，北海艦隊(duì)得到了很大的發(fā)展，實(shí)力居三大艦隊(duì)之首，也可以看出高層對(duì)北海艦隊(duì)的重視。此次裝備新殲轟-7“飛豹”戰(zhàn)機(jī)，可以更好的加強(qiáng)北海艦隊(duì)的應(yīng)對(duì)能力，有效的回應(yīng)美日韓聯(lián)盟對(duì)我國(guó)的威脅。北海艦隊(duì)的海上防區(qū)為連云港以北的黃海海域和渤海灣。主11信息融合也大量用于地球科學(xué)（衛(wèi)星圖象、遙感），主要目的是對(duì)圖象的分類(lèi)解釋，通過(guò)多屬性的融合可以加強(qiáng)對(duì)道路、機(jī)場(chǎng)、山脈和冰塊的探測(cè)，對(duì)同一場(chǎng)景的不同分辨率的融合可以得到比所有輸入都精細(xì)的圖象。民用領(lǐng)域應(yīng)用：機(jī)器人及智能車(chē)輛（環(huán)境識(shí)別、定位和導(dǎo)航），對(duì)機(jī)器人的實(shí)時(shí)定位的研究已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，利用照相機(jī)、雷達(dá)、紅外獲得的信息對(duì)環(huán)境重構(gòu)可以采用網(wǎng)格編碼。導(dǎo)航包括車(chē)輛之間的避免碰撞和軌跡跟蹤。醫(yī)學(xué)診斷及人體建模，血管的3D重構(gòu)等，也有一些應(yīng)用于工業(yè)工程（故障診斷、過(guò)程監(jiān)視、經(jīng)濟(jì)、交通管制）領(lǐng)域。信息融合也大量用于地球科學(xué)（衛(wèi)星圖象、遙感），主要目的是對(duì)圖12

另外，如：氣象預(yù)報(bào)、保密領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域、現(xiàn)代制造領(lǐng)域和經(jīng)濟(jì)商業(yè)領(lǐng)域等等。信息融合還被用于火車(chē)、船舶定位、魚(yú)類(lèi)識(shí)別或車(chē)輛通過(guò)的探測(cè)等等。信息融合技術(shù)應(yīng)用范圍日趨廣泛。其實(shí)際應(yīng)用取得成效的例子不勝枚舉，如突尼斯科學(xué)家利用一種基于物理規(guī)則的物理系統(tǒng)融合方法，在甲烷氫氧化物探測(cè)中，取得了滿意的效果；法國(guó)科學(xué)家利用風(fēng)速和風(fēng)向信息進(jìn)行融合，較好地解決了風(fēng)場(chǎng)問(wèn)題；美國(guó)科學(xué)家研制了一種融合系統(tǒng)（Landsat），可用來(lái)監(jiān)控植被的變化情況等。另外，如：氣象預(yù)報(bào)、保密領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域、現(xiàn)代制造13Example3:數(shù)字濾波技術(shù)假設(shè)有如下一組檢測(cè)點(diǎn)Example3:數(shù)字濾波技術(shù)假設(shè)有如下一組檢測(cè)點(diǎn)14算術(shù)平均濾波法就是連續(xù)取n個(gè)采樣值進(jìn)行算術(shù)平均。適用情況：對(duì)一般具有隨機(jī)干擾的信號(hào)進(jìn)行濾波。該濾波法對(duì)信號(hào)的平滑程度取決于n。當(dāng)n較大時(shí)，平滑度高，但靈敏度低；當(dāng)n較小時(shí)，平滑度低，但靈敏度高。在要求計(jì)算速度較高的實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，不宜采用該法。算術(shù)平均濾波法就是連續(xù)取n個(gè)采樣值進(jìn)行算術(shù)平均。適用情況：對(duì)15Example4:步態(tài)識(shí)別中的特征融合分類(lèi)結(jié)果圖像預(yù)處理步態(tài)檢測(cè)特征提取步態(tài)識(shí)別圖像輸入圖9.1步態(tài)識(shí)別基本框架圖Fig.9.1Gaitrecognitionframework

步態(tài)識(shí)別主要是通過(guò)分析人的行走狀態(tài)的變化來(lái)判別其身份的，它是一種綜合計(jì)算機(jī)視覺(jué)、圖像處理和模式識(shí)別的識(shí)別技術(shù)。步態(tài)識(shí)別主要分為：步態(tài)檢測(cè)、特征提取以及步態(tài)識(shí)別三個(gè)步驟：Example4:步態(tài)識(shí)別中的特征融合分類(lèi)結(jié)果圖像預(yù)處理16圖9.2步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中其中一個(gè)人的步態(tài)圖9.2步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中其中一個(gè)人的步態(tài)17(a)普通條件下靜態(tài)能量圖

(b)普通條件下動(dòng)態(tài)能量圖

圖9.3步態(tài)能量圖的分割(a)普通條件下靜態(tài)能量圖(b)普通條件下動(dòng)態(tài)能量圖18圖9.4Zernike矩特征圖9.4Zernike矩特征19圖9.5小波矩特征圖9.5小波矩特征20同一人的兩組數(shù)據(jù)得到的Zernike矩不同人的兩組數(shù)據(jù)得到的Zernike矩同一人的兩組數(shù)據(jù)得到的Zernike矩不同人的兩組數(shù)據(jù)得到的21同一人的兩組數(shù)據(jù)得到的小波矩不同人的兩組數(shù)據(jù)得到的小波矩同一人的兩組數(shù)據(jù)得到的小波矩不同人的兩組數(shù)據(jù)得到的小波矩22融合特征融合特征23表9.1單特征和特征融合在DatasetA上的識(shí)別率比較方法識(shí)別率（%）方法186.25方法288.75方法391.25方法492.50

在上表中，方法1為用小波矩提取分割得到的動(dòng)態(tài)能量圖（DynamicGEI）特征的識(shí)別率；方法2為用Zernike矩提取分割得到的靜態(tài)能量圖（StaticGEI）特征的識(shí)別率；方法3為將小波矩和Zernike提取原始的步態(tài)能量圖（GEI）特征融合后的識(shí)別率。

表9.1單特征和特征融合在DatasetA上的識(shí)別率比較24表9.1單特征和特征融合在DatasetA上的識(shí)別率比較方法識(shí)別率（%）方法186.25方法288.75方法391.25方法492.50方法4為將用Zernike矩提取的靜態(tài)能量圖特征與用小波矩提取的靜態(tài)能量圖（GEI）特征融合后的識(shí)別率。

表9.1單特征和特征融合在DatasetA上的識(shí)別率比較25Thankyou!

Thankyou!269信息融合系統(tǒng)的應(yīng)用9信息融合系統(tǒng)的應(yīng)用27信息融合（數(shù)據(jù)融合）的最初應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，也是其主要的應(yīng)用，如陸空中目標(biāo)的探測(cè)、識(shí)別、跟蹤，通過(guò)融合中心，把雷達(dá)、紅外傳感器、聲納和其他傳感器的不同信息加以融合，用于車(chē)輛的自動(dòng)探測(cè)，靜態(tài)和動(dòng)態(tài)圖象獲得的屬性在決策層的融合，另一類(lèi)應(yīng)用是關(guān)于戰(zhàn)場(chǎng)的偵察、戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢(shì)評(píng)估、威脅評(píng)估和目標(biāo)探測(cè)，它們是基于有關(guān)敵人的先驗(yàn)知識(shí)和陸地觀察，這些信息經(jīng)常是模糊和不確定的，其他諸如天氣和飛行的觀測(cè)可以作為補(bǔ)充，基于生物量測(cè)（聲音、臉、輪廓和指紋）身份識(shí)別可以增進(jìn)信息融合。9.1在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用信息融合（數(shù)據(jù)融合）的最初應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，也是其主要的應(yīng)用，28信息融合在軍事上的應(yīng)用還可擴(kuò)充到以下一些方面：采用多傳感器的自主武器系統(tǒng)；由多個(gè)平臺(tái)（如偵察機(jī)、艦艇、衛(wèi)星、地面站）組成的大范圍監(jiān)視系統(tǒng)或分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)；采用多個(gè)傳感器進(jìn)行截獲、跟蹤和指令制導(dǎo)的火控系統(tǒng)；指示和告警（I&W）系統(tǒng)，其任務(wù)是評(píng)定威脅和敵方意圖；軍事部隊(duì)的指揮和控制站。信息融合在軍事上的應(yīng)用還可擴(kuò)充到以下一些方面：29Example1:美韓演習(xí)、美日演習(xí)劃定演習(xí)區(qū)實(shí)際演習(xí)區(qū)170公里Example1:美韓演習(xí)、美日演習(xí)劃定演習(xí)區(qū)實(shí)際演習(xí)區(qū)30Example2:中國(guó)解放軍導(dǎo)彈部隊(duì)渤海實(shí)彈演習(xí)據(jù)中國(guó)軍網(wǎng)報(bào)道，北空導(dǎo)彈某團(tuán)官兵在渤海，針對(duì)未來(lái)地面防空需要，積極研究復(fù)雜電磁環(huán)境下快速展開(kāi)兵器，夜間捕捉目標(biāo)，連續(xù)抗擊進(jìn)襲等作戰(zhàn)新模式，深化體系對(duì)抗演練，不斷錘煉官兵實(shí)戰(zhàn)技能，防空利劍得到更好地淬火磨礪，實(shí)彈射擊取得6發(fā)6中的佳績(jī)。Example2:中國(guó)解放軍導(dǎo)彈部隊(duì)渤海實(shí)彈演習(xí)據(jù)31

29日夜間，中國(guó)軍網(wǎng)繼續(xù)發(fā)布北海艦隊(duì)航空兵飛豹戰(zhàn)機(jī)訓(xùn)練圖片，稱北海艦隊(duì)航空兵加強(qiáng)了夜間遠(yuǎn)程奔襲作戰(zhàn)訓(xùn)練，飛豹戰(zhàn)機(jī)編隊(duì)夜間起飛，實(shí)施隱蔽出航和夜間海上低空突防作戰(zhàn)，強(qiáng)化快速反應(yīng)、遠(yuǎn)程機(jī)動(dòng)和突擊作戰(zhàn)能力。

29日夜間，中國(guó)軍網(wǎng)繼續(xù)發(fā)布北海艦隊(duì)航空兵飛32第九講多傳感器信息課件33第九講多傳感器信息課件34第九講多傳感器信息課件35第九講多傳感器信息課件36北海艦隊(duì)的海上防區(qū)為連云港以北的黃海海域和渤海灣。主要的任務(wù)：一是保衛(wèi)首都的海上門(mén)戶；二是警戒美日韓軍事聯(lián)盟對(duì)我國(guó)的海上威脅。在1996年臺(tái)海危機(jī)時(shí)，美國(guó)就曾出動(dòng)兩個(gè)航母戰(zhàn)斗群進(jìn)入該地區(qū)進(jìn)行威懾，中國(guó)軍方對(duì)此大為震動(dòng)。自那時(shí)起，解放軍海軍看到了自己與美軍之間的巨大差距，也促使了高層加快海軍現(xiàn)代化的步伐，經(jīng)過(guò)十幾年的建設(shè)，北海艦隊(duì)得到了很大的發(fā)展，實(shí)力居三大艦隊(duì)之首，也可以看出高層對(duì)北海艦隊(duì)的重視。此次裝備新殲轟-7“飛豹”戰(zhàn)機(jī)，可以更好的加強(qiáng)北海艦隊(duì)的應(yīng)對(duì)能力，有效的回應(yīng)美日韓聯(lián)盟對(duì)我國(guó)的威脅。北海艦隊(duì)的海上防區(qū)為連云港以北的黃海海域和渤海灣。主37信息融合也大量用于地球科學(xué)（衛(wèi)星圖象、遙感），主要目的是對(duì)圖象的分類(lèi)解釋，通過(guò)多屬性的融合可以加強(qiáng)對(duì)道路、機(jī)場(chǎng)、山脈和冰塊的探測(cè)，對(duì)同一場(chǎng)景的不同分辨率的融合可以得到比所有輸入都精細(xì)的圖象。民用領(lǐng)域應(yīng)用：機(jī)器人及智能車(chē)輛（環(huán)境識(shí)別、定位和導(dǎo)航），對(duì)機(jī)器人的實(shí)時(shí)定位的研究已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，利用照相機(jī)、雷達(dá)、紅外獲得的信息對(duì)環(huán)境重構(gòu)可以采用網(wǎng)格編碼。導(dǎo)航包括車(chē)輛之間的避免碰撞和軌跡跟蹤。醫(yī)學(xué)診斷及人體建模，血管的3D重構(gòu)等，也有一些應(yīng)用于工業(yè)工程（故障診斷、過(guò)程監(jiān)視、經(jīng)濟(jì)、交通管制）領(lǐng)域。信息融合也大量用于地球科學(xué)（衛(wèi)星圖象、遙感），主要目的是對(duì)圖38

另外，如：氣象預(yù)報(bào)、保密領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域、現(xiàn)代制造領(lǐng)域和經(jīng)濟(jì)商業(yè)領(lǐng)域等等。信息融合還被用于火車(chē)、船舶定位、魚(yú)類(lèi)識(shí)別或車(chē)輛通過(guò)的探測(cè)等等。信息融合技術(shù)應(yīng)用范圍日趨廣泛。其實(shí)際應(yīng)用取得成效的例子不勝枚舉，如突尼斯科學(xué)家利用一種基于物理規(guī)則的物理系統(tǒng)融合方法，在甲烷氫氧化物探測(cè)中，取得了滿意的效果；法國(guó)科學(xué)家利用風(fēng)速和風(fēng)向信息進(jìn)行融合，較好地解決了風(fēng)場(chǎng)問(wèn)題；美國(guó)科學(xué)家研制了一種融合系統(tǒng)（Landsat），可用來(lái)監(jiān)控植被的變化情況等。另外，如：氣象預(yù)報(bào)、保密領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域、現(xiàn)代制造39Example3:數(shù)字濾波技術(shù)假設(shè)有如下一組檢測(cè)點(diǎn)Example3:數(shù)字濾波技術(shù)假設(shè)有如下一組檢測(cè)點(diǎn)40算術(shù)平均濾波法就是連續(xù)取n個(gè)采樣值進(jìn)行算術(shù)平均。適用情況：對(duì)一般具有隨機(jī)干擾的信號(hào)進(jìn)行濾波。該濾波法對(duì)信號(hào)的平滑程度取決于n。當(dāng)n較大時(shí)，平滑度高，但靈敏度低；當(dāng)n較小時(shí)，平滑度低，但靈敏度高。在要求計(jì)算速度較高的實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，不宜采用該法。算術(shù)平均濾波法就是連續(xù)取n個(gè)采樣值進(jìn)行算術(shù)平均。適用情況：對(duì)41Example4:步態(tài)識(shí)別中的特征融合分類(lèi)結(jié)果圖像預(yù)處理步態(tài)檢測(cè)特征提取步態(tài)識(shí)別圖像輸入圖9.1步態(tài)識(shí)別基本框架圖Fig.9.1Gaitrecognitionframework

步態(tài)識(shí)別主要是通過(guò)分析人的行走狀態(tài)的變化來(lái)判別其身份的，它是一種綜合計(jì)算機(jī)視覺(jué)、圖像處理和模式識(shí)別的識(shí)別技術(shù)。步態(tài)識(shí)別主要分為：步態(tài)檢測(cè)、特征提取以及步態(tài)識(shí)別三個(gè)步驟：Example4:步態(tài)識(shí)別中的特征融合分類(lèi)結(jié)果圖像預(yù)處理42圖9.2步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中其中一個(gè)人的步態(tài)圖9.2步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中其中一個(gè)人的步態(tài)43(a)普通條件下靜態(tài)能量圖

(b)普通條件下動(dòng)態(tài)能量圖

圖9.3步態(tài)能量圖的分割(a)普通條件下靜態(tài)能量圖(b)普通條件下動(dòng)態(tài)能量圖44圖9.4Zernike矩特征圖9.4Zernike矩特征45圖9.5小波矩特征圖9.5小波矩特征46同一人的兩