《面向實時處理的多感測器數據融合算法與系統集成研究》是依託北京理工大學，由陳禾擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：面向實時處理的多感測器數據融合算法與系統集成研究
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：陳禾
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
採用雙模和多模複合制導系統可以增強對目標的檢測和識別能力，提高跟蹤精度，是未來精確制導武器的發展方向。多模複合制導系統實現的關鍵是在確保信息融合效果的前提下能夠實時地進行信息處理，本項目將結合國內外相關技術的發展現狀，在現有工作的基礎上，將對毫米波/紅外複合制導系統數據融合處理算法及系統集成實現進行研究。項目研究重點之一在於面向實時信息處理套用的目標識別、目標跟蹤等數據融合算法，涉及適合於VLSI（大規模集成）實現的算法實現結構及聯合最佳化方法等。項目研究重點之二，在算法研究基礎之上，研究融合信息系統SoC（片上系統）的實現結構，涉及嵌入式多處理器核心引入及系統的運行效率、性能等。最後將對系統單晶片實現時的有效字長效應進行研究，期望通過建模和仿真，確定系統處理字長，為降低系統規模奠定基礎。
結題摘要
在日益複雜的戰場環境中，單一感測器制導武器系統易受干擾和欺騙，難以達到高精度目標識別和跟蹤要求。通過採用雙模和多模複合制導技術來增強系統的目標檢測、識別能力，提高目標跟蹤精度，是未來精確制導武器的發展方向。在雙模和多模複合制導體制中，毫米波與紅外探測技術相複合被認為是一種比較合理的複合方式。本課題重點針對毫米波/紅外複合制導系統，開展面向實時處理的多感測器數據融合算法與系統集成研究。 實現雙模和多模複合制導技術的關鍵是對多感測器數據融合理論和嵌入式系統實現進行研究。本課題結合國內外相關技術的發展現狀，對毫米波/紅外複合制導系統信號處理機的數據融合理論及其嵌入式實現關鍵技術進行了分析和研究；並重點討論了套用於目標識別的數據融合理論，套用於目標跟蹤的數據融合理論，以及基於多核嵌入式架構的硬體實現方案；最後，在此基礎上完成融合算法的映射與實現，並以FFT算法為例，研究了系統有限字長運算誤差分析。 本文主要創新包括以下幾點： （1）在目標識別數據融合常見算法研究基礎上，結合工程實際，提出了兩種基於DS證據理論的改進方法：一種基於排除最大證據衝突的統計方法和一種基於感測器可信度的改進方案。經大量數據測試結果驗證，該兩種方法可有效解決傳統DS證據理論中的證據衝突問題。 （2）通過將AR譜估計和擴展卡爾曼濾波相結合，提出了一種基於現代譜估計和狀態估計的目標跟蹤數據融合方法，並給出了該方法在毫米波和紅外複合制導系統中的仿真驗證。結果表明，該方法在多感測器目標跟蹤套用中可以達到比單一濾波方法更優越的仿真結果。 （3）針對共口徑毫米波/紅外複合制導系統套用，提出一種比較完整且適於多核嵌入式實現的數據融合流程。重點研究了時空對準、聯合濾波、協方差加權航跡融合等關鍵技術。通過在已有的多核嵌入式架構硬體平台驗證，取得了較好的目標跟蹤性能，具有一定的工程實現意義。 （4）針對毫米波/紅外複合制導信號處理機在體積、功耗、重量等方面的嚴格套用需求，提出了一種雙模或多模複合制導信息處理系統的單晶片SoPC體系結構。通過修改相關算法，該體系結構可用於實現其他雙模和多模系統功能，具有很強的通用性。 （5）提出一種從輸入輸出信噪比關係出發，評估信息處理系統的有限字長效應的思想，並以定點數FFT處理器為例，推導出有限字長引起的計算誤差與輸出信噪比的關係。在此基礎上，提出了一種快速、自動的定點FFT字長配
