基于d-s證據(jù)理論的多傳感器信息融合方法
【專利摘要】基于D-S證據(jù)理論的多傳感器信息融合方法，涉及證據(jù)理論的多傳感器信息融合方法，屬于信息融合領域。發(fā)明為了解決在證據(jù)合成中傳統(tǒng)的證據(jù)融合方法的計算量大，存在一票否決的問題和合成結果不確定性的問題?；贒-S證據(jù)理論的多傳感器信息融合方法，獲得證據(jù)集E＝{ei，i＝1，2，...，l}；根據(jù)設定的辨識框架Θ＝{θ1，θ2，...，θn}將證據(jù)ei整理為證據(jù)數(shù)據(jù)mi(A)；按A的基數(shù)從小到大進行排序，形成有序焦元集K＝{C1，C2，...，CJ}，對證據(jù)數(shù)據(jù)mi(Cj)進行BPA確定化，得到m′i(Cj)；按wi(Cj)＝1-(m′i(Cj)-mi(Cj))得到融合權重函數(shù)wi(Cj)；按進行證據(jù)合成，得到全體證據(jù)集的合成結果，將其作為傳感器的輸出決策。本發(fā)明適用于多傳感器信息融合。
【專利說明】基于D-S證據(jù)理論的多傳感器信息融合方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及證據(jù)理論的多傳感器信息融合方法，屬于信息融合領域。

【背景技術】
[0002] 多傳感器信息融合是對不同數(shù)據(jù)源或不同傳感器所獲得的信息進行綜合與處理， 消除或約束多傳感器信息之間可能存在的冗余與矛盾信息，降低原始信息的不確定性，以 形成對系統(tǒng)環(huán)境相對完整一致的描述或判斷。這在提高智能系統(tǒng)的決策科學性、反應正確 性和目標定位的準確性、信息定位的精確性起著決定性的作用，從而降低整個系統(tǒng)的決策 風險。多傳感器信息融合在自動目標識別、飛行器導航、戰(zhàn)術態(tài)勢和威脅估計、故障檢測與 定位等方面都有著廣泛的應用。
[0003] 多傳感器信息融合的方法主要包括概率論方法、D-S證據(jù)理論方法、模糊集合理論 和神經網絡方法等。其中D-S證據(jù)理論能融合不同層次上的屬性信息，同時能夠最大程度 接受不確定性信息，容錯能力強，故而得到了人們的重視。
[0004] D-S證據(jù)理論是Dempster在1976年首次提出，又由Shafer規(guī)范成一個完整理 論體系。D-S證據(jù)理論是將待識別對象所有可能的集合所構成的空間定義為識別框架 G= YV二，并把?的冪集記作20。對于20中的任何假設集合A，都有基本概率分配函數(shù) m(A)，為m:20 - [0，1]并且滿足以下條件：

【權利要求】
1. 基于D-S證據(jù)理論的多傳感器信息融合方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟一、原始證據(jù)的獲?。? 將1個傳感器的每一條傳感器源當做一個證據(jù)源，獲得由1條證據(jù)ei組成的證據(jù)集E ={epi= 1,2, . . . , 1};根據(jù)設定的辨識框架? = { 0p0 2, . . . , 0J將證據(jù)ei整理為 證據(jù)數(shù)據(jù)叫(A),i= 1,2, ? ? ? , 1 ; ? ={ei，e2,...，en}為命題互斥且完備的集合稱為辨識框架，n為辨識框架的命 題數(shù)目，/IC0表示證據(jù)數(shù)據(jù)所指向的事件或目標； 步驟二、焦元集提取與排序： 將證據(jù)集E中所有滿足證據(jù)數(shù)據(jù)％ (A) > 0的A提取出來，并按A的基數(shù)從小到大進 行排序，形成有序焦元集K= {CpQ，. . . . .，CT為焦元，一共有J個焦元；對于 有序焦元集K中的焦元Cj，j= 1，2, . . .，J，Cj對應的證據(jù)數(shù)據(jù)為m^Cj); 步驟三、BPA確定化： 對于有序焦元集K中某一焦元Cj，用與焦元Cj相應的證據(jù)數(shù)據(jù)％ (Cj)，對其基本概率分 配進行確定化，即BPA確定化，得到m'i(Cj);確定化公式為：
ICj|表示焦元Cj基數(shù)為1 ;式中B和Cj均表示有序焦元集K中的焦元，某一焦元Cj為 當前計算的焦元，B為除了Cj以外有序焦元集K中的其他焦元
即當|Cj| = 1時，排除當前計算的焦元Cj以后，在有序焦元集K中將剩下的所有焦元依次 進行計算，一次取一個焦元進行計算，當所有的焦元計算完成后，求和； 步驟四、焦元的信度與合成權重： 計算第i條證據(jù)對于基數(shù)為1的焦元G的融合權重函數(shù)Wi (Cj，如下式： wJCj) =l-(m'i(Cj)-nii(Cj)), |Cj| = 1 步驟五、證據(jù)合成： 根據(jù)融合權重函數(shù)Wi (Cj和m'i(Cj，按公式（2)進行證據(jù)合成
式中D表示基數(shù)為1的焦元； 對所有焦元&運用上式進行證據(jù)合成，得到全體證據(jù)集的合成結果，將其作為傳感器 的輸出決策。
2. 根據(jù)權利要求1所述的基于D-S證據(jù)理論的多傳感器信息融合方法，其特征在于，步 驟四中所述的融合權重函數(shù)wjcp應滿足以下條件： (1)融合權重函數(shù)wJCj)應滿足非負性，即Wi(Cj)彡0，
⑵融合權重函數(shù)Wi (Cj)應滿足有界性，即Wi (Cj)彡1，j= 1，2, . ..，J; (3)融合權重函數(shù)Wi(cp應體現(xiàn)命題的確定性程度，對于原始證據(jù)中的焦元&和(；， 如果的確定性程度高于焦元Cq，則應有Wi (CP彡Wi (Cq)，其中q為焦元計數(shù)的索引，意義 與j相同，即q= 1，2, . . . ,J%((^)為Cq融合權重函數(shù)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的基于D-S證據(jù)理論的多傳感器信息融合方法，其特征在 于，步驟四中所述的融合權重函數(shù)wJCj)滿足以下條件： 當m'i(Cj) =nii(Cj)時，Wi(Cj) = 1 ; 當叫(Cj) = 0 且m'i(Cj) = 1 時，Wi(Cj) = 0。
【文檔編號】G06F19/00GK104408324SQ201410765000
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月11日 優(yōu)先權日:2014年12月11日
【發(fā)明者】王保云, 王婷, 楊昆 申請人:云南師范大學