李長峰

（零八一電子集團有限公司，四川 廣元 628017）

多傳感器數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)

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(shù)據(jù)融合成為技術(shù)研究的重要方向之一，無論是在防御、還是非防御系統(tǒng)中都受到了廣泛關(guān)注，尤其是面對目標、信源數(shù)量的增加，其對系統(tǒng)提出了更高要求。研究人員需要對系統(tǒng)進行反復測試，才能夠提高系統(tǒng)運行有效性。文章從系統(tǒng)需求、系統(tǒng)分析及關(guān)鍵技術(shù)等角度對多傳感器數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)軟件的實現(xiàn)進行深入分析和研究，為相關(guān)領(lǐng)域持續(xù)發(fā)展提供更多支持。

多傳感器；數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)；軟件實現(xiàn)

科學技術(shù)對社會發(fā)展產(chǎn)生了強大的推動力。其中數(shù)據(jù)融合作為一項新型技術(shù)，在社會多個領(lǐng)域得到了廣泛應用和推廣。借助該項技術(shù)，用戶能夠共享多個平臺上的量測數(shù)據(jù)，獲取質(zhì)量更高的信息。在實踐中，多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)能夠?qū)Χ鄠€目標進行跟蹤，滿足工作需求。但目前人們對于該項技術(shù)的了解和認識深度不夠，因此加強對多傳感器數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)軟件實現(xiàn)的研究具有非常重要的現(xiàn)實意義，能夠幫助相關(guān)領(lǐng)域正確認識該項技術(shù)，且能夠提高技術(shù)利用率，創(chuàng)造更多價值。

1　系統(tǒng)需求分析

多傳感器數(shù)據(jù)融合能夠?qū)τ^察目標的多個特性進行傳輸，并在此基礎(chǔ)上確定目標身份，具有較強的可靠性優(yōu)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(xù)工作提供科學依據(jù)。正因如此，不同領(lǐng)域給予該項系統(tǒng)更多關(guān)注。多傳感器信息融合作為一個綜合、系統(tǒng)的過程，無論是哪種融合形式，都需要了解系統(tǒng)的需求，才能夠提高系統(tǒng)設(shè)計及實現(xiàn)針對性。在實際工作中，完成系統(tǒng)能夠模擬實際環(huán)境，為數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)提供信息，促使系統(tǒng)能夠?qū)?shù)據(jù)融合結(jié)果進行評估，并以可視化形式將信息呈現(xiàn)出來，為各項工作的順利開展提供相應的支持。綜上所述，數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)功能性較強，如數(shù)據(jù)融合性能評估、系統(tǒng)狀態(tài)信息可視化等［1］。

2　系統(tǒng)分析及設(shè)計

針對融合系統(tǒng)設(shè)計而言，應堅持相應原則，如可拓展、方便維護等原則；設(shè)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(tǒng)應用范圍的擴大，在設(shè)計時，還應考慮通用性、開放性等要求，使得系統(tǒng)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(tǒng)功能得到充分發(fā)揮。

2.1 系統(tǒng)構(gòu)成

結(jié)合上文提到的系統(tǒng)需求及功能來看，可以將系統(tǒng)劃分為8個子系統(tǒng)。一是劇情生成子系統(tǒng)作為整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)，其主要負責想定元素編輯、劇情生成等，并向系統(tǒng)傳遞真值數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的有效控制。是針對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來說，要確保系統(tǒng)能夠?qū)崟r接收由不同系統(tǒng)發(fā)出的數(shù)據(jù)信息，如真值、模擬及仿真等數(shù)據(jù)，并將不同的數(shù)據(jù)存儲到對應的數(shù)據(jù)庫當中，為后續(xù)維護及管理工作的順利開展奠定堅實的基礎(chǔ)。三是傳感器模擬子系統(tǒng)由多個傳感器模擬器構(gòu)成，但其數(shù)量主要由劇情系統(tǒng)決定。一般來說，在系統(tǒng)運行過程中，不同傳感器接收器接收到的數(shù)據(jù)，能夠轉(zhuǎn)換到坐標系當中，并按照一定的掃描周期輸出數(shù)據(jù)信息［2］。四是平臺模擬系統(tǒng)，與傳感器系統(tǒng)存在一定的相似之處，平臺模擬設(shè)備的數(shù)量需要由劇情系統(tǒng)決定。在實際工作中，該系統(tǒng)主要結(jié)合慣導、衛(wèi)星導航等模型輸出數(shù)據(jù)信息，為用戶提供數(shù)據(jù)信息。五是數(shù)據(jù)融合子系統(tǒng)，作為關(guān)鍵系統(tǒng)，由多個獨立的工作數(shù)據(jù)融合模塊構(gòu)成，在系統(tǒng)中，能夠接收來自于傳感器輸出的點跡、航跡數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)信息，同時還能夠?qū)Χ鄠€目標進行實時監(jiān)控，形成多種處理模式。除此之外，還有態(tài)勢可視化等3個子系統(tǒng)。

2.2 系統(tǒng)架構(gòu)

針對多傳感器數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)來說，系統(tǒng)有序運行需要局域網(wǎng)的支持，構(gòu)建分布式多平臺多傳感器數(shù)據(jù)融合環(huán)境。具體來說，受到劇情真值數(shù)據(jù)輸出頻率高等因素的影響，如果將多個數(shù)據(jù)融合模塊置于同一網(wǎng)絡當中，極有可能出現(xiàn)延遲問題。因此為了增強系統(tǒng)運行實時性，可以從兩個局域網(wǎng)入手，并通過網(wǎng)絡管理控制子系統(tǒng)進行連接。在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)的A網(wǎng)向B發(fā)送數(shù)據(jù)信息，不僅能夠緩解網(wǎng)絡荷載，有效提升網(wǎng)絡運行速度，且能夠增強系統(tǒng)靈活性，滿足用戶多元化需求。

3　關(guān)鍵技術(shù)分析

3.1 建立傳感器模擬器

系統(tǒng)能夠為實踐提供指導的關(guān)鍵在于環(huán)境的真實還原。因此針對各類傳感器模擬成為融合系統(tǒng)實現(xiàn)的重難點。就設(shè)計層面來看，傳感器模擬子系統(tǒng)應努力接近外部環(huán)境，充分考慮雜波、電磁干擾等因素［3］。而針對實現(xiàn)層面而言，需求采取面向?qū)ο笏枷?，將各類傳感器視為一個類，并結(jié)合劇情生成系統(tǒng)具備信息，構(gòu)建相應的類實例，進行初始化處理后，為后續(xù)系統(tǒng)的良性拓展奠定堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。

3.2 完善融合評估指標

融合評估指標體系的構(gòu)建能夠?qū)ο到y(tǒng)性能等進行全面、準確地評估，及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計存在的不足之處，并加以調(diào)整和優(yōu)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(gòu)建數(shù)學模型，并利用計算機算法實現(xiàn)。通常而言，評估指標的選擇與融合算法存在非常密切的聯(lián)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(gòu)建完善的指標體系。在指標的幫助下，對系統(tǒng)運行情況進行監(jiān)督和控制，及時發(fā)現(xiàn)問題，并采取相應的措施進行優(yōu)化，增強系統(tǒng)性能。

4　系統(tǒng)實現(xiàn)

該系統(tǒng)由多臺計算機構(gòu)成獨立的A、B以太網(wǎng)，并在網(wǎng)絡管理控制幫助下實現(xiàn)對計算機的連接。其中A網(wǎng)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(wǎng)模擬數(shù)據(jù)輸出可以采取組播方式。針對軟件運行，引進Windows XP-SP3系統(tǒng)，并在Visual Studio2010環(huán)境當中，采取面向?qū)ο笏枷?，滿足軟件運行需求，同時還需要借助C語言開發(fā)，最后促使系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、有序運行，為用戶提供數(shù)據(jù)信息［5］。綜合上述實例來看，該系統(tǒng)配置方便、合理，與實際情況相符，能夠為多傳感器數(shù)據(jù)融合調(diào)試、測試等提供動態(tài)化、實時性環(huán)境。綜合來看，軟件對數(shù)據(jù)進行預處理后，能夠應用于不同時域、頻域，如濾波器、轉(zhuǎn)換器，以此來提取可用信息。

5　結(jié)語

根據(jù)上文所述，信息時代背景下，信息技術(shù)成為社會各領(lǐng)域發(fā)展不可缺少的一部分，在提高工作有效性等方面占據(jù)至關(guān)重要的位置。本文設(shè)計并實現(xiàn)了一種具有開放性特點的數(shù)據(jù)融合仿真環(huán)境。經(jīng)過實踐發(fā)現(xiàn)，方針系統(tǒng)架構(gòu)科學、合理，具有較強的通用性、實用性特點。因此該系統(tǒng)適合推廣，能夠為實踐工作提供科學依據(jù)。隨著技術(shù)不斷發(fā)展，還可以將其與通信技術(shù)有機整合到一起，提高系統(tǒng)運行有效性。

［1］孫豫川，裴海龍，吳毅彬，等.基于ARM7飛控系統(tǒng)多傳感器數(shù)據(jù)融合方法及實現(xiàn)［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(shù)據(jù)融合算法分析與軟件實現(xiàn)［J］.北京農(nóng)業(yè)，2013（9）：161-162.

［3］張寶童，易凱.多傳感器數(shù)據(jù)融合仿真系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)［J］.數(shù)字技術(shù)與應用，2013（4）：189-190.

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

［5］張克軍.基于實時操作系統(tǒng)的多傳感器融合系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)［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(shù)。