夏曉忠

由于信息技術(shù)充分利用了多源數(shù)據(jù)的互補(bǔ)性和電子計算機(jī)的高速運(yùn)算和智能，提高了信息的融合度和處理質(zhì)量而受到廣泛的關(guān)注。

信息融合就好比人總是用各種感官（眼、耳、鼻、舌、身）接受外界信息，眼睛看到的是畫面，耳朵聽到的是聲音，鼻子聞到的是氣味，舌頭嘗到的是味道，身體感受到的是溫度、壓力等。根據(jù)美國國防部給出的定義：信息融合是一個對從單個和多個信息源獲取的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)、相關(guān)和綜合，以獲得精確的位置和身份認(rèn)證，以及對態(tài)勢和威脅進(jìn)行全面及時評估的信息處理過程；該過程是對其進(jìn)行估計、評估的一個持續(xù)精練過程，同時也是信息處理過程不斷自我修正的一個過程，以獲得結(jié)果的改善。通俗的說法是信息融合就是數(shù)據(jù)融合但其內(nèi)涵更廣泛、更確切、更合理，也更具有概括性不僅包括數(shù)據(jù)，而且包括了信號和知識。

隨著各行各業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)逐漸擴(kuò)大，所需的功能也越來越復(fù)雜，使用的傳感器種類也相應(yīng)增多。原先的單一傳感器檢測技術(shù)難以滿足要求，多傳感器融合技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。多傳感器融合技術(shù)就是對同一檢測對象，利用各種傳感器檢測的信息和不同的處理方法以獲得該對象的全面檢測信息，從而提高檢測精度和可靠性。在多傳感器系統(tǒng)中，信息表現(xiàn)為多樣性、復(fù)雜性以及大容量，信息處理不同于單一的傳感檢測處理技術(shù)，多傳感器信息融合技術(shù)已成為當(dāng)前的一個重要研究領(lǐng)域。

信息融合是一種信息處理技術(shù)，它用于解決以下兩種情況下的信息處理：即同一個系統(tǒng)使用多個傳感器和多個系統(tǒng)使用多個傳感器。因此，信息融合的研究對象主要是多傳感器系統(tǒng)，包括對多種目標(biāo)的探測、識別和跟蹤，以及戰(zhàn)場監(jiān)視、態(tài)勢感知、威脅評估、決策支持等。其目的是把來自多傳感器或多源的被測目標(biāo)信息進(jìn)行綜合處理，獲得一個完整、準(zhǔn)確和可靠的數(shù)據(jù)。

多傳感器信息融合與單傳感器信號處理相比，單傳感器信號處理是對人腦信息處理的一種低水平模仿，不能像多傳感器信息融合那樣有效的利用更多的信息資源，而多傳感器信息融合可以更大程度地獲得被測目標(biāo)和環(huán)境的信息量。多傳感器信息融合與經(jīng)典信號處理方法之間也存在本質(zhì)的區(qū)別，關(guān)鍵在信息融合是由多個傳感器組合成平行或互補(bǔ)方式來獲得多組數(shù)據(jù)輸出的一種處理方法，是一種最基本的方式，涉及的問題有輸出方式的協(xié)調(diào)、綜合以及傳感器的選擇。

信息融合的研究內(nèi)容極其豐富，涉及的基礎(chǔ)理論也非常廣泛，而信息融合方法是信息融合研究的核心技術(shù)。日前融合方法大致可以分兩類：概率統(tǒng)計方法和人工智能方法。

信息融合在軍事上的應(yīng)用是在敵對的現(xiàn)實(shí)世界中進(jìn)行的。在敵對的現(xiàn)實(shí)世界里，被觀測目標(biāo)的運(yùn)動狀態(tài)基本上是未知的、難以預(yù)測的或不易確定的，它與傳感器系統(tǒng)之間的關(guān)系是敵對的、不合作的，它會利用速度快、機(jī)動性強(qiáng)的優(yōu)勢躲避傳感器的探測，甚至干擾傳感器的探測或發(fā)送虛假信息，傳感器獲得的信息可能是不連續(xù)的、間斷的，數(shù)據(jù)率也基本上是不固定的。被觀測目標(biāo)的這些特點(diǎn)對信息融合系統(tǒng)提出了較高的要求，如系統(tǒng)要有可變的響應(yīng)特性，快速、精確的信息處理能力，必要時還要求人工干預(yù)等。軍事應(yīng)用是多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)誕生的源泉，主要用于包括軍事目標(biāo)的檢測、定位、跟蹤和識別。這些目標(biāo)可以是靜止的，也可以是運(yùn)動的。具體應(yīng)用包括海洋監(jiān)視、空對空、地對空防御系統(tǒng)。海洋監(jiān)視系統(tǒng)包括潛艇、魚雷、水下導(dǎo)彈等日標(biāo)的檢測、跟蹤和識別，典型的傳感器包括雷達(dá)、聲納、遠(yuǎn)紅外、綜合孔徑雷達(dá)等?？諏?、地對空防御系統(tǒng)的基本日標(biāo)是榆測、跟蹤、識別敵方飛機(jī)、導(dǎo)彈和反飛機(jī)武器，典型的傳感器包括雷達(dá)、ESM接收機(jī)、遠(yuǎn)紅外、敵我識別傳感器、電光成像傳感器等。

現(xiàn)實(shí)中，美國、俄羅斯等一些西方軍事強(qiáng)國已經(jīng)將信息融合技術(shù)應(yīng)用到軍事領(lǐng)域。如應(yīng)用到軍用飛機(jī)，現(xiàn)代軍用飛機(jī)通常采用多種機(jī)載探測系統(tǒng)，飛機(jī)作為整個全域信息網(wǎng)中一個節(jié)點(diǎn)，它接收來自預(yù)警機(jī)、無人機(jī)、友機(jī)的探測信息，將各個傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化處理，為飛行員提供一個唯一的跟蹤和識別目標(biāo)，以免重復(fù)跟蹤。美國的F/A-22“猛禽”戰(zhàn)斗機(jī)搭載綜合航空電子系統(tǒng)，它具有對綜合傳感器的融合能力，包括對雷達(dá)、通信、導(dǎo)航信息的識別和融合。F/A-22采用集成處理器（CIP）處理電子信號，轉(zhuǎn)換為清晰簡明的戰(zhàn)場情況圖像，供飛行員使用。俄羅斯的第三代米格-29和蘇-27戰(zhàn)斗機(jī)都配備了先進(jìn)的氦Ts-101系列火控計算機(jī)，它能將紅外瞄準(zhǔn)、激光、光學(xué)和多模式雷達(dá)輸入信號融合，具有一定的多傳感器數(shù)據(jù)融合能力。法國的“陣風(fēng)”戰(zhàn)斗機(jī)裝有RBE2雙軸多功能電子掃描火控雷達(dá)、前扇區(qū)光學(xué)系統(tǒng)（OSF）和防御輔助子系統(tǒng)（DASS），能將這三個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)融合，以保持在“低可探測性”的條件下發(fā)揮各個系統(tǒng)的最大效能。英國為提高直升機(jī)飛行員在惡劣氣象條件下的目標(biāo)感知能力，進(jìn)行了用護(hù)目鏡投影圖像作為輔助飛行的技術(shù)試驗(yàn)，投影圖像由多譜傳感器和激光障礙物傳感器生成，投影在飛行員的頭盔護(hù)目鏡上，為飛行員提供地形威脅（如塔狀物、高架電纜）告警。

信息融合在民事領(lǐng)域主要用于機(jī)器人、智能制造、智能變通、醫(yī)療診斷、遙感、刑偵和保安等領(lǐng)域。多傳感器信息融合技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用引起了工業(yè)檢測系統(tǒng)的改變，主要體現(xiàn)在智能檢測系統(tǒng)。機(jī)器人使用電視圖像、聲音、電磁等數(shù)據(jù)的融合來進(jìn)行推理，以完成物料搬運(yùn)、零件制造、檢驗(yàn)和裝配等工作。智能制造系統(tǒng)包括各種智能加工機(jī)床、工具和材制傳送裝置、檢測和試驗(yàn)裝置以及有效地利用多傳感器所提供的冗余信息，融合方法研究也還處于初步階段。

信息融合的研究方向涉及傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡(luò)通信、人工智能等相關(guān)技術(shù)，尚處于不斷的變化和發(fā)展過程中，未來主要的研究方向是建立統(tǒng)一的信息融合基本理論和廣義融合模型、改進(jìn)融合算法以進(jìn)一步提高融合系統(tǒng)的性能、人工智能技術(shù)在數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、日標(biāo)跟蹤、日標(biāo)分類、特征提取、管理和評估等數(shù)據(jù)融合模型的研究已取得了-些進(jìn)展，但在工程實(shí)現(xiàn)上還有許多問題需要處理。以及開發(fā)并行計算機(jī)軟件和硬件，以滿足具有大量數(shù)據(jù)且計算復(fù)雜的多傳感器融合的要求?！?