数据融合技术在计程仪中的应用及其验证
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船 电技 术 ｆ 应用研究
数据融合技术在计程仪 中的应用及其验证
范邹 朱道 宗 李光 磊
（ 军驻九江 地 区军事代 表 室，九江 ３ ２ ０ ） 海 ３ ０７ 摘 要 ：本 文简 要介 绍 了复合式 计程 仪数 据融 合技术 的基 本 原理 、特 点和实 现方 法 ，根据 实 际试验 结果 ， 对试 验数 据进 行分析 ，验 证数据 融合算 法 的有效 性。
传感器 信 号ｌ
动分配其 当前权值为 ０ ，在信息可信时 ， 自 应 适 的给 出相应 的权分配值和 该路信息 当前的速度估
计 值 ，权 值 大 小 与 方 差 成 反 比 。
传感器信 号３
传感 器信 号２
Ｎ …［ … 一 ， … 互 … …
孽
． ．
＜ ， ＿ … 龟 ≥ … 一
Ｆ ｎ Ｚｏ ， ｈ ｏ ｏ ｇ Ｌｉ ａ ｇ ｅ ａ ｕ Ｚ ｕ Ｄａ ｚ ｎ ， Ｇｕ ｎ ｌ ｉ
（ ｌａｙＲｅ ｒｓｎａｉｅ ｆ ｅ ｆ ａ ｙｉ ｕｉｎ ， ｉ ｉ ｇ３ ２ ０ ，ｉｎ ｘ， ｈｎ Ｍｉｔｒ ｐｅｅｔｔ ｓ ｉ ｖ Ｊ ｊ ｇ Ｊ ｊ ｎ ３ ０ ７ Ｊａ ｇ ｉＣ ｉａ） ｉ ｖ Ｏｆ ｃ ｏ Ｎ ｎｉ ａ ｕａ
作 为 基 本 的数据 融合 算 法 ，权 值 通 过 统 计 某 路 测 速 传 感 器 的速 度 数 据 序 列 的 数 学 期 望 和 方 差 得 到 。这 样 我们 就 能得 到权 值 分 配 算 法 如 下 ：
兀
１
［ 兀 ） ∑（ 】
＝
ｌ 七 ＝ｌ
≠
其 中：Ｗ —— 第 ｉ 路信号所分配 的权值 ：ｏ 一 第ｉ 路信 号的方差 。这样融合速度 为：
收稿 日期 ：２ １－５ １ ０ １０ ．８
其 中：ｚ 第 ｉ ｒ 路信号 当前估计量；Ｇ一 第 ｉ ｆ 路 信号的方差； 一 融合速度 。 由此我们得到数据融合算法 的实现 框图，见
图 １ 。
图 中 ，输 入数 据 主要 是 ３路 电磁 传 感 器 的 的
作者简介 ：范邹 （ ９９ ），男，工程师 ，研究方 向： １７－
。 。 ’ ＜ 一 困… ｌ …臣 ｊ Ｙ
． ．
回
、
一
， ，
致传感 器的 贝叶斯估计
０
相 对速度 、传感器 状态
图 １ 传感器 数据 融合 原理框 图 多
估 计 每 路信 号 的估 计 值 和 所 分 配 的权 值 后 ，
３１试验基本 情况 ．
关键 词 ：复合 式计程 仪 数 据 融合 测速精度
中图分类 号 ：Ｔ ２ ４ Ｐ ７ 文献标 示码 ：Ａ 文章 编号 ：１ ０ —８ ２（０ ｌ ｌ ．０ ８０ ０ ３４ ６ ２ １１ １０ ４ ．３
Ａｐ ｉａ ｉ ｎ ａ ｌｄａ ｉ ｎ ｏ ｔ ｓｏ ｅ ｈｎ ｌ ｇ ｎ Ｌｏ ｎｄ ｃ ｔ ｒ ｐｌｃ ｔｏ ｎｄ Ｖａ ｉ ｔｏ ｆＤａ ａＦｕ ｉ ｎ Ｔ ｃ ｏ ｏ ｙ ｉ ｇ Ｉ ｉ ａ ｏ
＝
实时性之 间的矛盾 ，同时在测速精度一致的情况 下提 高速 度 信 息 的置信 度 【。 ２ Ｊ
ｎ ∑—÷＿ Ｌ 江 ［ 兀 ） ∑（ ］
ｍ＝ ｋ ｌ ｌ ＝
≠，ｌ ，
２ 数据融合原理简单说 明
对于 Ｘ Ｘ 型舰复合式计程仪来讲 ，一共配 Ｘ
备了 ３ 电磁测速传感器。采用 了加权平均算法 个
ｃｍ ｏｎ ｇｉ ｉ ｔ ａａ ｕｉｎ ｅｈ ｏ ｇ．ｔ ｎ ｌ ｅ ｅ ｅｔ ａａ ｃｏｄ ｇｔ ａｔａ ｓ ｒｓｌ ｎ ｏ ｐ ｕ ｄｌ ｄｃ ｏ ｄ ｔｆｓ ｃ ｎ ｌ ｙ Ｉａ ａ ｚｓ ｈ ｓ ｄ ｔ ａｃ ｒｉ ｃｕ ｌｅｔｅｕｔａ ｄ ｏ ｎ ａｒ ｏｔ ｏ ｙ ｔ ｔ ｎ ｏ ｔ ｓ ｖｒ ｅ ｅ ｌｏｉ ｍ ｅ ｅｔ ｅ ｅ ． ｅｉ ｓｈ ｇ ｒｈ ｆｃｉ ｎｓ ｆ ｔ ａ ｔ ｆ ｖ ｓ
经 受 到广 泛 关 注 ，它 的 理 论和 方 法 也 被 应 用 到许 多研 究领 域 。 复合 式计 程 仪 作 为 一 种 速 度 测 量 的基 本 导航 设 备 ，对 测 速 数 据 的 实 时 性和 稳 定 性 要 求 非 常严 格 ， 引入 多传 感 器 数据 融 合技 术 ，是 解 决 这 一 问 题 的有 效 手 段 。复 合 式 计程 仪 多传 感 器 数 据 融合 处 理主 要 是 为 了解 决信 息 稳 定性 和 机 动 状 态 下 的
舰 船导航 、操纵控 制技 术 。
速度信号和状态信 号。根据各通道特性 ，在时间 上，顺序统计各通道一定时间内的数学期望和方
４ ８
船 电技 术 ｌ 应用研究
差 ，利用其统计量与综合处理后速度估计和相应 的航 行 状 态 进 行 比较 ， 判 断该 路 信 号 的是 否 可 信 ③ 。对速度估计信 号，当信息不可信 的情况下 自
Ｋｅ ｒ ｓ ｃ ｍ ｏ ｎ ｇｉｄｃ ｔｒ ｄ ｔｆ ｓｏ ； ｐ ｅ ａ ｕｅ ｎ ｃｕ ａｙ ｙｗｏ ｄ ： ｏ ｐ ｕ ｄｌ ｉａｏ ； ａａ ｕ ｉｎ ｓｅ ｄｍｅ ｓ ｒｍｅ ｔ ｃ ｒ ｃ ｏ ｎ ａ
１ 引言
数据 融合技术是指用计算机对按时序获得的 若 干观 测 信 息 ，在 一 定 准 则 下加 以 自动 分 析 、 综 合， 以完成所需 的决策 和评估任务而进行的信 息 处理技术 【。近年来 ，多传感器信 息融合技术 已 １ 】
Ａｂ ｔａ ｔ ｈｓｐ ｐ ｒｓｍ ｌ ｎｒｄ ｃ ｓｔｅｂ ｓｃｐ ｉｃ ｌ，ｃ ａａ ｔｒ ｔ ｓ ａ ｄ ｒａｉｉｇｍｅｈ ｄ ｏ ｅ ｓｒ ｃ ：Ｔ ／ ａ ｅ ｉｐｙ ｉｔ ｕ ｅ ｈ ａ ｉ ｒ ｉ ｅ ｈ ｒ ｃｅｉ ｉ ｎ ｅ ｌ ｎ — ｔｏ ｆ ｔ ｏ ｎｐ ｓｃ ｚ ｈ
数据融合技术在计程仪 中的应用及其验证
范邹 朱道 宗 李光 磊
（ 军驻九江 地 区军事代 表 室，九江 ３ ２ ０ ） 海 ３ ０７ 摘 要 ：本 文简 要介 绍 了复合式 计程 仪数 据融 合技术 的基 本 原理 、特 点和实 现方 法 ，根据 实 际试验 结果 ， 对试 验数 据进 行分析 ，验 证数据 融合算 法 的有效 性。
传感器 信 号ｌ
动分配其 当前权值为 ０ ，在信息可信时 ， 自 应 适 的给 出相应 的权分配值和 该路信息 当前的速度估
计 值 ，权 值 大 小 与 方 差 成 反 比 。
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传感 器信 号２
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（ ｌａｙＲｅ ｒｓｎａｉｅ ｆ ｅ ｆ ａ ｙｉ ｕｉｎ ， ｉ ｉ ｇ３ ２ ０ ，ｉｎ ｘ， ｈｎ Ｍｉｔｒ ｐｅｅｔｔ ｓ ｉ ｖ Ｊ ｊ ｇ Ｊ ｊ ｎ ３ ０ ７ Ｊａ ｇ ｉＣ ｉａ） ｉ ｖ Ｏｆ ｃ ｏ Ｎ ｎｉ ａ ｕａ
作 为 基 本 的数据 融合 算 法 ，权 值 通 过 统 计 某 路 测 速 传 感 器 的速 度 数 据 序 列 的 数 学 期 望 和 方 差 得 到 。这 样 我们 就 能得 到权 值 分 配 算 法 如 下 ：
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其 中：Ｗ —— 第 ｉ 路信号所分配 的权值 ：ｏ 一 第ｉ 路信 号的方差 。这样融合速度 为：
收稿 日期 ：２ １－５ １ ０ １０ ．８
其 中：ｚ 第 ｉ ｒ 路信号 当前估计量；Ｇ一 第 ｉ ｆ 路 信号的方差； 一 融合速度 。 由此我们得到数据融合算法 的实现 框图，见
图 １ 。
图 中 ，输 入数 据 主要 是 ３路 电磁 传 感 器 的 的
作者简介 ：范邹 （ ９９ ），男，工程师 ，研究方 向： １７－
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相 对速度 、传感器 状态
图 １ 传感器 数据 融合 原理框 图 多
估 计 每 路信 号 的估 计 值 和 所 分 配 的权 值 后 ，
３１试验基本 情况 ．
关键 词 ：复合 式计程 仪 数 据 融合 测速精度
中图分类 号 ：Ｔ ２ ４ Ｐ ７ 文献标 示码 ：Ａ 文章 编号 ：１ ０ —８ ２（０ ｌ ｌ ．０ ８０ ０ ３４ ６ ２ １１ １０ ４ ．３
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２ 数据融合原理简单说 明
对于 Ｘ Ｘ 型舰复合式计程仪来讲 ，一共配 Ｘ
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舰 船导航 、操纵控 制技 术 。
速度信号和状态信 号。根据各通道特性 ，在时间 上，顺序统计各通道一定时间内的数学期望和方
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船 电技 术 ｌ 应用研究
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数据 融合技术是指用计算机对按时序获得的 若 干观 测 信 息 ，在 一 定 准 则 下加 以 自动 分 析 、 综 合， 以完成所需 的决策 和评估任务而进行的信 息 处理技术 【。近年来 ，多传感器信 息融合技术 已 １ 】
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