多传感器数据融合仿真系统的设计与实现

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1、多传感器数据融合仿真系统的设计与实现    摘要：针对多传感器数据融合的调试、测试和评估，文章提出了一种仿真系统的设计与实现方法。阐述了多传感器数据融合仿真系统的组成框架、连接关系和运行流程，着重分析了实现仿真系统的关键技术，构建了一个较完善的多传感器融合仿真系统。通过运行仿真系统实例，表明该系统切实可用。最后，对未来的研究方向进行了展望。 关键词：仿真系统 数据融合 性能评估 指标体系 中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）04-0189-02 数据融合技术在现代C4ISR系统中得到广泛的应用，共享多个平台

2、上多种传感器的量测数据，可获得任何单一平台所无法获得的更高质量的信息1。多传感器数据融合可实现多目标复合跟踪，生成编队统一态势图，提高了武器打击的效能。共享信息的潜在能力被充分挖掘出来，信息优势可有效地转化为作战优势2。 随着目标和信源数量的增加，数据融合系统复杂度急剧上升3。需要对多传感器数据融合系统进行反复、全面的测试，验证其正确性，评估其性能和效能。依据此研究目标设计并实现多传感器数据融合仿真系统，目的是经济且高效的对数据融合算法、系统进行调试、测试和评估。 1 仿真系统的需求 一个完整的仿真系统，可以模拟战场环境，为数据融合系统提供输入，记录数据融合结果并评估，并把仿真过程和结果以可视

3、化方式呈现，辅助对系统各个环节和存在问题进行分析。综上，数据融合仿真系统应具备以下主要功能：（1）想定元素的编辑，剧情和真值数据生成，仿真系统控制等；（2）各种作战元素的仿真，包括传感器仿真、平台仿真等；（3）战场信息的采集和回放；（4）战场态势显示，仿真系统状态等信息的可视化；（5）数据融合性能、效能的评估。 2 仿真系统分析与设计 该仿真系统应遵循可扩展、易维护和界面友好等设计原则4，具备灵活的配置方式，各类模型和算法可以通过更改配置实现“无缝”选择和变更；具备良好的通用性和开放的系统结构，支持多平台、多传感器的扩展和即插即用，支持多个数据融合系统并行测试和评估。 2.1 系统组成 根据需

4、求和功能，仿真系统可划分为八个子系统，其组成如图1所示。 剧情生成子系统是整个仿真系统的基础，其功能主要包括：想定元素编辑，剧情生成，为平台模拟子系统、传感器模拟子系统提供初始化参数，并发送目标真值数据；驱动网络工作， 控制整个仿真平台的启动与终止；反馈仿真系统状态，生成仿真系统的时序控制信息。 数据采集与管理子系统可实时接收各子系统发出的数据，包括真值数据、模拟数据、仿真系统控制命令和状态信息，并存储到数据库相应的表中；可分段选择并变速回放各类数据；可对数据库进行维护与管理。 传感器模拟子系统可由若干个传感器模拟器组成，其数量由剧情配置。每个传感器模拟器接收剧情真值数据，变换到该传感器的测量