多传感器数据融合系统的软件实现

李长峰

（零八一电子集团有限公司，四川 广元 628017）

多传感器数据融合系统的软件实现

李长峰

（零八一电子集团有限公司，四川 广元 628017）

近年来，多传感器数据融合成为技术研究的重要方向之一，无论是在防御、还是非防御系统中都受到了广泛关注，尤其是面对目标、信源数量的增加，其对系统提出了更高要求。研究人员需要对系统进行反复测试，才能够提高系统运行有效性。文章从系统需求、系统分析及关键技术等角度对多传感器数据融合系统软件的实现进行深入分析和研究，为相关领域持续发展提供更多支持。

多传感器；数据融合系统；软件实现

科学技术对社会发展产生了强大的推动力。其中数据融合作为一项新型技术，在社会多个领域得到了广泛应用和推广。借助该项技术，用户能够共享多个平台上的量测数据，获取质量更高的信息。在实践中，多传感器数据融合技术能够对多个目标进行跟踪，满足工作需求。但目前人们对于该项技术的了解和认识深度不够，因此加强对多传感器数据融合系统软件实现的研究具有非常重要的现实意义，能够帮助相关领域正确认识该项技术，且能够提高技术利用率，创造更多价值。

1　系统需求分析

多传感器数据融合能够对观察目标的多个特性进行传输，并在此基础上确定目标身份，具有较强的可靠性优势。如侦察地面武装机械，能够针对侦察对象的尺寸、形状等了解其振动特性，为后续工作提供科学依据。正因如此，不同领域给予该项系统更多关注。多传感器信息融合作为一个综合、系统的过程，无论是哪种融合形式，都需要了解系统的需求，才能够提高系统设计及实现针对性。在实际工作中，完成系统能够模拟实际环境，为数据融合系统提供信息，促使系统能够对数据融合结果进行评估，并以可视化形式将信息呈现出来，为各项工作的顺利开展提供相应的支持。综上所述，数据融合系统功能性较强，如数据融合性能评估、系统状态信息可视化等［1］。

2　系统分析及设计

针对融合系统设计而言，应坚持相应原则，如可拓展、方便维护等原则；设计更加灵活的配置方式，满足多元模型、算法的应用；另外，随着系统应用范围的扩大，在设计时，还应考虑通用性、开放性等要求，使得系统能够满足多个平台、传感器的应用，且方便日后维护，降低维护成本，从而促使系统功能得到充分发挥。

2.1 系统构成

结合上文提到的系统需求及功能来看，可以将系统划分为8个子系统。一是剧情生成子系统作为整个系统的基础，其主要负责想定元素编辑、剧情生成等，并向系统传递真值数据，实现对整个系统的有效控制。是针对数据采集系统来说，要确保系统能够实时接收由不同系统发出的数据信息，如真值、模拟及仿真等数据，并将不同的数据存储到对应的数据库当中，为后续维护及管理工作的顺利开展奠定坚实的基础。三是传感器模拟子系统由多个传感器模拟器构成，但其数量主要由剧情系统决定。一般来说，在系统运行过程中，不同传感器接收器接收到的数据，能够转换到坐标系当中，并按照一定的扫描周期输出数据信息［2］。四是平台模拟系统，与传感器系统存在一定的相似之处，平台模拟设备的数量需要由剧情系统决定。在实际工作中，该系统主要结合惯导、卫星导航等模型输出数据信息，为用户提供数据信息。五是数据融合子系统，作为关键系统，由多个独立的工作数据融合模块构成，在系统中，能够接收来自于传感器输出的点迹、航迹数据等数据信息，同时还能够对多个目标进行实时监控，形成多种处理模式。除此之外，还有态势可视化等3个子系统。

2.2 系统架构

针对多传感器数据融合系统来说，系统有序运行需要局域网的支持，构建分布式多平台多传感器数据融合环境。具体来说，受到剧情真值数据输出频率高等因素的影响，如果将多个数据融合模块置于同一网络当中，极有可能出现延迟问题。因此为了增强系统运行实时性，可以从两个局域网入手，并通过网络管理控制子系统进行连接。在此基础上，系统的A网向B发送数据信息，不仅能够缓解网络荷载，有效提升网络运行速度，且能够增强系统灵活性，满足用户多元化需求。

3　关键技术分析

3.1 建立传感器模拟器

系统能够为实践提供指导的关键在于环境的真实还原。因此针对各类传感器模拟成为融合系统实现的重难点。就设计层面来看，传感器模拟子系统应努力接近外部环境，充分考虑杂波、电磁干扰等因素［3］。而针对实现层面而言，需求采取面向对象思想，将各类传感器视为一个类，并结合剧情生成系统具备信息，构建相应的类实例，进行初始化处理后，为后续系统的良性拓展奠定坚实的技术基础。

3.2 完善融合评估指标

融合评估指标体系的构建能够对系统性能等进行全面、准确地评估，及时发现系统设计存在的不足之处，并加以调整和优化。因此建立并完善融合评估指标体系非常重要。具体来说，首先需要构建数学模型，并利用计算机算法实现。通常而言，评估指标的选择与融合算法存在非常密切的联系。在实践中，为了提高评价准确性，应坚持完整性、针对性原则，以便构建完善的指标体系。在指标的帮助下，对系统运行情况进行监督和控制，及时发现问题，并采取相应的措施进行优化，增强系统性能。

4　系统实现

该系统由多台计算机构成独立的A、B以太网，并在网络管理控制帮助下实现对计算机的连接。其中A网真值信息可以采取广播方式进行传输，而控制信息则采取TCP方式［4］。B网模拟数据输出可以采取组播方式。针对软件运行，引进Windows XP-SP3系统，并在Visual Studio2010环境当中，采取面向对象思想，满足软件运行需求，同时还需要借助C语言开发，最后促使系统能够稳定、有序运行，为用户提供数据信息［5］。综合上述实例来看，该系统配置方便、合理，与实际情况相符，能够为多传感器数据融合调试、测试等提供动态化、实时性环境。综合来看，软件对数据进行预处理后，能够应用于不同时域、频域，如滤波器、转换器，以此来提取可用信息。

5　结语

根据上文所述，信息时代背景下，信息技术成为社会各领域发展不可缺少的一部分，在提高工作有效性等方面占据至关重要的位置。本文设计并实现了一种具有开放性特点的数据融合仿真环境。经过实践发现，方针系统架构科学、合理，具有较强的通用性、实用性特点。因此该系统适合推广，能够为实践工作提供科学依据。随着技术不断发展，还可以将其与通信技术有机整合到一起，提高系统运行有效性。

［1］孙豫川，裴海龙，吴毅彬，等.基于ARM7飞控系统多传感器数据融合方法及实现［J］.计算机测量与控制，2013（1）：103-105，141. ［2］苏楞高娃.地面多传感器数据融合算法分析与软件实现［J］.北京农业，2013（9）：161-162.

［3］张宝童，易凯.多传感器数据融合仿真系统的设计与实现［J］.数字技术与应用，2013（4）：189-190.

［4］胡昌林，孙伟.多传感器数据融合性能评估指标及计算方法［J］.现代雷达，2013（3）：41-44，49.

［5］张克军.基于实时操作系统的多传感器融合系统软件结构［J］.微型电脑应用，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

李长峰（1982— ），男，四川广安，本科；研究方向：软件技术。