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ARM9多传感器数据融合火灾报警系统设计(3)

ARM9多传感器数据融合火灾报警系统设计(3)

3  数据融合算法  在实际的消防报警系统中,由于各单传感器的类型不同、特点不同以及各单传感器所获得的观测维不同等原因,相应的预测模型也就不同,但与此同时多个传感器的状态向量中又往往具有公共的向量元素,即公共维。目前,常用的信息融合方法大致分为以下几类:一是基于估计和统计的经典方法,包括加权平均法、最小二乘法和D-S证据理论等;二是信息论的融合,包括模板法、聚类分析的熵理论等;三是人工智能的融合方法,包括模糊逻辑、产生式规则、神经网络、遗传算法和模糊积分理论以及专家系统等。
  在应用于多传感器信息融合时,我们将A看作系统可能决策的集合,B看作传感器的集合,A和B的关系矩阵R A+B中的元素μi表示由传感器i推断决策为i的可能性,X表示各传感器判断的可信度,经过模糊变换得到的Y就是各决策的可能性。
  具体的,我们假设有m个传感器对系统进行观测,而系统的决策可能有n个,则:
  A:{y1/决策、y2/决策、…、yn/决策n}
  B:{x1/传感器、x2/传感器、…、xn/传感器m}
  传感器对各个决策的判断用定义在A上的隶属函数表示,设传感器i对系统的判断结果是:
  μi1/决策,μi2/决策,…,μin/决策n,0≤μy≤1
  即认为结果为决策j的可能性为μij,记作向量μi1,μi2,μi3,…μin,则m个传感器构成A×B的关系矩阵为:

  将各传感器判断的可信度用B上的隶属度:X={x1/传感器1×x2/传感器2…、xn/传感器n}表示,那么,根据Y=X*R A*B进行模糊变换,就可得出:y=(y1,y2,y3,…,yn)
  即综合判断后的各决策的可能性为y,最后,对各可能判决按照一定的准则(比如最大隶属度方法、中心法等)进行选择,得出最优结果。根据运算的y值,采用以下规则进行判决应注意:①判决结果应有最大的隶属度。②判决结果的隶属度与必须大于某一阀值(一般情况取0.5)。③判决结果的隶属度与其它判决的隶属度值的差必须大于某一阀值(比如0.1)。
继承事业,薪火相传
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