第九讲多传感器信息课件

9信息融合系统的应用9信息融合系统的应用1信息融合（数据融合）的最初应用于军事领域，也是其主要的应用，如陆空中目标的探测、识别、跟踪，通过融合中心，把雷达、红外传感器、声纳和其他传感器的不同信息加以融合，用于车辆的自动探测，静态和动态图象获得的属性在决策层的融合，另一类应用是关于战场的侦察、战术态势评估、威胁评估和目标探测，它们是基于有关敌人的先验知识和陆地观察，这些信息经常是模糊和不确定的，其他诸如天气和飞行的观测可以作为补充，基于生物量测（声音、脸、轮廓和指纹）身份识别可以增进信息融合。9.1在军事领域的应用信息融合（数据融合）的最初应用于军事领域，也是其主要的应用，2信息融合在军事上的应用还可扩充到以下一些方面：采用多传感器的自主武器系统；由多个平台（如侦察机、舰艇、卫星、地面站）组成的大范围监视系统或分布式传感器网络；采用多个传感器进行截获、跟踪和指令制导的火控系统；指示和告警（I&W）系统，其任务是评定威胁和敌方意图；军事部队的指挥和控制站。信息融合在军事上的应用还可扩充到以下一些方面：3Example1:美韩演习、美日演习划定演习区实际演习区170公里Example1:美韩演习、美日演习划定演习区实际演习区4Example2:中国解放军导弹部队渤海实弹演习据中国军网报道，北空导弹某团官兵在渤海，针对未来地面防空需要，积极研究复杂电磁环境下快速展开兵器，夜间捕捉目标，连续抗击进袭等作战新模式，深化体系对抗演练，不断锤炼官兵实战技能，防空利剑得到更好地淬火磨砺，实弹射击取得6发6中的佳绩。Example2:中国解放军导弹部队渤海实弹演习据5

29日夜间，中国军网继续发布北海舰队航空兵飞豹战机训练图片，称北海舰队航空兵加强了夜间远程奔袭作战训练，飞豹战机编队夜间起飞，实施隐蔽出航和夜间海上低空突防作战，强化快速反应、远程机动和突击作战能力。

29日夜间，中国军网继续发布北海舰队航空兵飞6第九讲多传感器信息课件7第九讲多传感器信息课件8第九讲多传感器信息课件9第九讲多传感器信息课件10北海舰队的海上防区为连云港以北的黄海海域和渤海湾。主要的任务：一是保卫首都的海上门户；二是警戒美日韩军事联盟对我国的海上威胁。在1996年台海危机时，美国就曾出动两个航母战斗群进入该地区进行威慑，中国军方对此大为震动。自那时起，解放军海军看到了自己与美军之间的巨大差距，也促使了高层加快海军现代化的步伐，经过十几年的建设，北海舰队得到了很大的发展，实力居三大舰队之首，也可以看出高层对北海舰队的重视。此次装备新歼轰-7“飞豹”战机，可以更好的加强北海舰队的应对能力，有效的回应美日韩联盟对我国的威胁。北海舰队的海上防区为连云港以北的黄海海域和渤海湾。主11信息融合也大量用于地球科学（卫星图象、遥感），主要目的是对图象的分类解释，通过多属性的融合可以加强对道路、机场、山脉和冰块的探测，对同一场景的不同分辨率的融合可以得到比所有输入都精细的图象。民用领域应用：机器人及智能车辆（环境识别、定位和导航），对机器人的实时定位的研究已经实现，利用照相机、雷达、红外获得的信息对环境重构可以采用网格编码。导航包括车辆之间的避免碰撞和轨迹跟踪。医学诊断及人体建模，血管的3D重构等，也有一些应用于工业工程（故障诊断、过程监视、经济、交通管制）领域。信息融合也大量用于地球科学（卫星图象、遥感），主要目的是对图12

另外，如：气象预报、保密领域、农业应用领域、现代制造领域和经济商业领域等等。信息融合还被用于火车、船舶定位、鱼类识别或车辆通过的探测等等。信息融合技术应用范围日趋广泛。其实际应用取得成效的例子不胜枚举，如突尼斯科学家利用一种基于物理规则的物理系统融合方法，在甲烷氢氧化物探测中，取得了满意的效果；法国科学家利用风速和风向信息进行融合，较好地解决了风场问题；美国科学家研制了一种融合系统（Landsat），可用来监控植被的变化情况等。另外，如：气象预报、保密领域、农业应用领域、现代制造13Example3:数字滤波技术假设有如下一组检测点Example3:数字滤波技术假设有如下一组检测点14算术平均滤波法就是连续取n个采样值进行算术平均。适用情况：对一般具有随机干扰的信号进行滤波。该滤波法对信号的平滑程度取决于n。当n较大时，平滑度高，但灵敏度低；当n较小时，平滑度低，但灵敏度高。在要求计算速度较高的实时系统中，不宜采用该法。算术平均滤波法就是连续取n个采样值进行算术平均。适用情况：对15Example4:步态识别中的特征融合分类结果图像预处理步态检测特征提取步态识别图像输入图9.1步态识别基本框架图Fig.9.1Gaitrecognitionframework

步态识别主要是通过分析人的行走状态的变化来判别其身份的，它是一种综合计算机视觉、图像处理和模式识别的识别技术。步态识别主要分为：步态检测、特征提取以及步态识别三个步骤：Example4:步态识别中的特征融合分类结果图像预处理16图9.2步态数据库中其中一个人的步态图9.2步态数据库中其中一个人的步态17(a)普通条件下静态能量图

(b)普通条件下动态能量图

图9.3步态能量图的分割(a)普通条件下静态能量图(b)普通条件下动态能量图18图9.4Zernike矩特征图9.4Zernike矩特征19图9.5小波矩特征图9.5小波矩特征20同一人的两组数据得到的Zernike矩不同人的两组数据得到的Zernike矩同一人的两组数据得到的Zernike矩不同人的两组数据得到的21同一人的两组数据得到的小波矩不同人的两组数据得到的小波矩同一人的两组数据得到的小波矩不同人的两组数据得到的小波矩22融合特征融合特征23表9.1单特征和特征融合在DatasetA上的识别率比较方法识别率（%）方法186.25方法288.75方法391.25方法492.50

在上表中，方法1为用小波矩提取分割得到的动态能量图（DynamicGEI）特征的识别率；方法2为用Zernike矩提取分割得到的静态能量图（StaticGEI）特征的识别率；方法3为将小波矩和Zernike提取原始的步态能量图（GEI）特征融合后的识别率。

表9.1单特征和特征融合在DatasetA上的识别率比较24表9.1单特征和特征融合在DatasetA上的识别率比较方法识别率（%）方法186.25方法288.75方法391.25方法492.50方法4为将用Zernike矩提取的静态能量图特征与用小波矩提取的静态能量图（GEI）特征融合后的识别率。

表9.1单特征和特征融合在DatasetA上的识别率比较25Thankyou!

Thankyou!269信息融合系统的应用9信息融合系统的应用27信息融合（数据融合）的最初应用于军事领域，也是其主要的应用，如陆空中目标的探测、识别、跟踪，通过融合中心，把雷达、红外传感器、声纳和其他传感器的不同信息加以融合，用于车辆的自动探测，静态和动态图象获得的属性在决策层的融合，另一类应用是关于战场的侦察、战术态势评估、威胁评估和目标探测，它们是基于有关敌人的先验知识和陆地观察，这些信息经常是模糊和不确定的，其他诸如天气和飞行的观测可以作为补充，基于生物量测（声音、脸、轮廓和指纹）身份识别可以增进信息融合。9.1在军事领域的应用信息融合（数据融合）的最初应用于军事领域，也是其主要的应用，28信息融合在军事上的应用还可扩充到以下一些方面：采用多传感器的自主武器系统；由多个平台（如侦察机、舰艇、卫星、地面站）组成的大范围监视系统或分布式传感器网络；采用多个传感器进行截获、跟踪和指令制导的火控系统；指示和告警（I&W）系统，其任务是评定威胁和敌方意图；军事部队的指挥和控制站。信息融合在军事上的应用还可扩充到以下一些方面：29Example1:美韩演习、美日演习划定演习区实际演习区170公里Example1:美韩演习、美日演习划定演习区实际演习区30Example2:中国解放军导弹部队渤海实弹演习据中国军网报道，北空导弹某团官兵在渤海，针对未来地面防空需要，积极研究复杂电磁环境下快速展开兵器，夜间捕捉目标，连续抗击进袭等作战新模式，深化体系对抗演练，不断锤炼官兵实战技能，防空利剑得到更好地淬火磨砺，实弹射击取得6发6中的佳绩。Example2:中国解放军导弹部队渤海实弹演习据31

29日夜间，中国军网继续发布北海舰队航空兵飞豹战机训练图片，称北海舰队航空兵加强了夜间远程奔袭作战训练，飞豹战机编队夜间起飞，实施隐蔽出航和夜间海上低空突防作战，强化快速反应、远程机动和突击作战能力。

29日夜间，中国军网继续发布北海舰队航空兵飞32第九讲多传感器信息课件33第九讲多传感器信息课件34第九讲多传感器信息课件35第九讲多传感器信息课件36北海舰队的海上防区为连云港以北的黄海海域和渤海湾。主要的任务：一是保卫首都的海上门户；二是警戒美日韩军事联盟对我国的海上威胁。在1996年台海危机时，美国就曾出动两个航母战斗群进入该地区进行威慑，中国军方对此大为震动。自那时起，解放军海军看到了自己与美军之间的巨大差距，也促使了高层加快海军现代化的步伐，经过十几年的建设，北海舰队得到了很大的发展，实力居三大舰队之首，也可以看出高层对北海舰队的重视。此次装备新歼轰-7“飞豹”战机，可以更好的加强北海舰队的应对能力，有效的回应美日韩联盟对我国的威胁。北海舰队的海上防区为连云港以北的黄海海域和渤海湾。主37信息融合也大量用于地球科学（卫星图象、遥感），主要目的是对图象的分类解释，通过多属性的融合可以加强对道路、机场、山脉和冰块的探测，对同一场景的不同分辨率的融合可以得到比所有输入都精细的图象。民用领域应用：机器人及智能车辆（环境识别、定位和导航），对机器人的实时定位的研究已经实现，利用照相机、雷达、红外获得的信息对环境重构可以采用网格编码。导航包括车辆之间的避免碰撞和轨迹跟踪。医学诊断及人体建模，血管的3D重构等，也有一些应用于工业工程（故障诊断、过程监视、经济、交通管制）领域。信息融合也大量用于地球科学（卫星图象、遥感），主要目的是对图38

另外，如：气象预报、保密领域、农业应用领域、现代制造领域和经济商业领域等等。信息融合还被用于火车、船舶定位、鱼类识别或车辆通过的探测等等。信息融合技术应用范围日趋广泛。其实际应用取得成效的例子不胜枚举，如突尼斯科学家利用一种基于物理规则的物理系统融合方法，在甲烷氢氧化物探测中，取得了满意的效果；法国科学家利用风速和风向信息进行融合，较好地解决了风场问题；美国科学家研制了一种融合系统（Landsat），可用来监控植被的变化情况等。另外，如：气象预报、保密领域、农业应用领域、现代制造39Example3:数字滤波技术假设有如下一组检测点Example3:数字滤波技术假设有如下一组检测点40算术平均滤波法就是连续取n个采样值进行算术平均。适用情况：对一般具有随机干扰的信号进行滤波。该滤波法对信号的平滑程度取决于n。当n较大时，平滑度高，但灵敏度低；当n较小时，平滑度低，但灵敏度高。在要求计算速度较高的实时系统中，不宜采用该法。算术平均滤波法就是连续取n个采样值进行算术平均。适用情况：对41Example4:步态识别中的特征融合分类结果图像预处理步态检测特征提取步态识别图像输入图9.1步态识别基本框架图Fig.9.1Gaitrecognitionframework

步态识别主要是通过分析人的行走状态的变化来判别其身份的，它是一种综合计算机视觉、图像处理和模式识别的识别技术。步态识别主要分为：步态检测、特征提取以及步态识别三个步骤：Example4:步态识别中的特征融合分类结果图像预处理42图9.2步态数据库中其中一个人的步态图9.2步态数据库中其中一个人的步态43(a)普通条件下静态能量图

(b)普通条件下动态能量图

图9.3步态能量图的分割(a)普通条件下静态能量图(b)普通条件下动态能量图44图9.4Zernike矩特征图9.4Zernike矩特征45图9.5小波矩特征图9.5小波矩特征46同一人的两