1多傳感器融合四個特點

　　傳感器(英文名稱：transducer/sensor)是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求，它是實現自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。

　　傳感技術同計算機技術與通信技術一起被稱為信息技術的三大支柱。從仿生學觀點，如果把計算機看成處理和識別信息的“大腦”，把通信系統(tǒng)看成傳遞信息的“神經系統(tǒng)”的話，那么傳感器就是“感覺器官”。

　　隨著傳感器技術、數據處理技術、計算機技術、網絡通訊技術、人工智能技術和并行計算的軟硬件技術等相關技術的發(fā)展，多傳感器信息融合技術已受到了廣泛關注。隨著科學技術的進步，多傳感器信息融合至今已形成和發(fā)展成為一門信息綜合處理的專門技術，并很快推廣應用到工業(yè)機器人、智能檢測、自動控制、交通管理和醫(yī)療診斷等多種領域。我國從20世紀90年代也開始了多傳感器信息融合技術的研究和開發(fā)工作，并在工程上開展了多傳感器識別、定位等同類信息融合的應用系統(tǒng)的開發(fā)，現在多傳感器信息融合技術越來越受到人們的普遍關注。

　　多傳感器信息融合技術的基本原理就像人的大腦綜合處理信息的過程一樣，將各種傳感器進行多層次、多空間的信息互補和優(yōu)化組合處理，最終產生對觀測環(huán)境的一致性解釋。在這個過程中要充分地利用多源數據進行合理支配與使用，而信息融合的最終目標則是基于各傳感器獲得的分離觀測信息，通過對信息多級別、多方面組合導出更多有用信息。這不僅是利用了多個傳感器相互協(xié)同操作的優(yōu)勢，而且也綜合處理了其它信息源的數據來提高整個傳感器系統(tǒng)的智能化。

　　多傳感器融合系統(tǒng)特征，具有四個顯著的特點：

　　1.信息的冗余性

　　對于環(huán)境的某個特征，可以通過多個傳感器(或者單個傳感器的多個不同時刻)得到它的多份信息，這些信息是冗余的，并且具有不同的可靠性，通過融合處理，可以從中提取出更加準確和可靠的信息。此外，信息的冗余性可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，從而能夠避免因單個傳感器失效而對整個系統(tǒng)所造成的影響。

　　2.信息的互補性

　　不同種類的傳感器可以為系統(tǒng)提供不同性質的信息，這些信息所描述的對象是不同的環(huán)境特征，它們彼此之間具有互補性。如果定義一個由所有特征構成的坐標空間，那么每個傳感器所提供的信息只屬于整個空間的一個子空間，和其他傳感器形成的空間相互獨立。

　　3.信息處理的及時性

　　各傳感器的處理過程相互獨立，整個處理過程可以采用并行導熱處理機制，從而使系統(tǒng)具有更快的處理速度，提供更加及時的處理結果。

　　4.信息處理的低成本性

　　多個傳感器可以花費更少的代價來得到相當于單傳感器所能得到的信息量。另一方面，如果不將單個傳感器所提供的信息用來實現其他功能，單個傳感器的成本和多傳感器的成本之和是相當的。

　　2多傳感信息融合架構形式

　　多傳感信息融合架構形式

　　信息融合作為對多傳感器信息的綜合處理過程，具有本質的復雜性。在信息融合處理過程中，根據對原始數據處理方法的不同，信息融合系統(tǒng)的體系結構主要有三種：集中式、分布式和混合式。

　　集中式

　　集中式將各傳感器獲得的原始數據直接送至中央處理器進行融合處理，可以實現實時融合，其數據處理的精度高，算法靈活，缺點是對處理器要求高，可靠性較低，數據量大，故難于實現。

　　分布式

　　每個傳感器對獲得的原始數據先進行局部處理，包括對原始數據的預處理、分類及提取特征信息，并通過各自的決策準則分別作出決策，然后將結果送入融合中心進行融合以獲得最終的決策。分布式對通信帶寬需求低、計算速度快、可靠性和延續(xù)性好，但跟蹤精度沒有集中式高。

　　混合式

　　大多情況是把上述二者進行不同的組合，形成一種混合式結構。它保留了上述兩類系統(tǒng)的優(yōu)點，但在通信和計算上要付出較昂貴的代價。但是，此類系統(tǒng)也有上述兩類系統(tǒng)難以比擬的優(yōu)勢，在實際場合往往采用此類結構。

　　最近，多功能集成化傳感器研究受到國內外的廣泛關注，化學分析、生物保護等方面的集成傳感器相繼問世。隨著MEMS技術的發(fā)展，人們可以在同一材料上制作幾種敏感元器件，制成能夠檢測多個參量的集成化多功能傳感器。多功能傳感器主要有幾種不同的工作原理及結構形式，其中，由于集成度高、體積小，各個敏感元器件的工作氛圍相同，容易實現補償和校正等優(yōu)勢，將幾種不同的敏感元器件制作在同一個硅片，制成集成化多功能傳感器將是多功能傳感器發(fā)展的一個方向。

　　此外，引進中間件技術也是實現多傳感器集成的一個常見舉措。由于不同類型的傳感器所提供的感知數據結構不一致，為了實現接入不同類型、不同廠家的傳感器，系統(tǒng)要解決異構感知數據的接入和處理問題，以及各層之間交互協(xié)議的轉換與解析問題，而中間件是實現底層硬件設備與應用系統(tǒng)之間數據傳輸、過濾、數據轉換以及交互協(xié)議的轉化與解析的一種中間程序。