多傳感器數據融合的動態系統故障診斷技術

劉玉賓+馮玉芬+馬寧

摘 要

國家社會經濟水平的不斷提升，推動了各大行業的進一步發展，將多傳感器信息融合技術應用于故障診斷，在一定程度上能獲得精確的狀態估計，改善檢測性能，提高系統故障診斷精度。而多傳感復雜網絡數據融合技術早已被廣泛應用于如大型礦業甚至軍事等諸多領域中，當下常用的為多種像素級多傳感器網絡，其間圖像信息采集融合算法諸多。本文針對圖像多傳感器數據融合技術，探討了復雜網絡數據環境下基于多傳感器數據融合算法的MATLAB仿真，并提出了實用性應用措施，為多傳感器數據融合算法MATLAB仿真水平提升提供參考依據。

【關鍵詞】復雜網絡 數據環境 多傳感器 數據融合算法 MATLAB仿真

本文以圖像數據融合技術在復雜網絡數據環境下的應用為例，全面分析多傳感器中的冗余圖像數據，再以MATLAB仿真軟件實現各種模擬，最終得出各類算法融合圖像的評價結果，其間強調的是于不同顏色空間中的相關系數及其清晰度值，之后再對比各種算法結果，應將其置于特定應用條件下，這樣才能發揮良好的融合效果，從而有效還原原始圖像，達到動態排除系統故障的最終目的。因此，分析復雜網絡數據環境下基于多傳感器數據融合算法的MATLAB仿真，對多傳感器數據融合算法的MATLAB仿真水平提升有著極大推動作用。

1 基于多傳感器數據融合算法MATLAB仿真的重要性

諸多具體工程應用均關系到復雜網絡環境下多傳感器網絡資源，目前應用主要的應用領域有：機器人和智能儀器系統、戰場任務和無人駕駛飛機、圖像分析和理解、目標檢測和跟蹤、自動目標識別、多源圖像復合等等。許多研究人員始終都在研究高效率綜合處理，以便將來自諸多通道的信息充分融合，這樣才能提高信息利用率及其系統化，以加強目標探測的可靠性，從而增加系統的自動化程度。因此，這時應全面分析其各項研究成果，之后再基于MATLAB進行單一傳感器多波段信息，特別是不同類型傳感器中獲得的各種圖像信息，并對其間各種圖像信息進行處理，這時才能有效消除諸多傳感器信息的冗余、沖突，以便加強影像中各類信息的透明度，從而有效改善和解釋其精確度，這樣才能提高其可靠性及其利用率，以獲得十分清晰和完整、準確的圖像。

2 多傳感器數據融合算法

多傳感器數據融合算法可包括：加權平均法，加權平均法強調的是多傳感器圖像融合的關鍵，此類融合算法原理簡單，且其運算速度快，實時性科學良好，不過其融合效果較差；IHS變換法，此類方式強調的是圖像可有效分解于空間信息亮度，其光譜信息色調與飽和度等，且其均是相互獨立的，再是其變換法十分靈活多變，這時才能獲得更多的變換公式；邏輯濾波融合法，此類方式是將原圖像對應位置像素施以嚴格的邏輯運算，采用運算可詳細分割圖像，再以相關圖像中特定閾值信息，如果灰度值小于閾值時，這時則可因地制宜的采用相應的融合圖像信息；BROVERY變換法就是色彩標準化變換融合法，其主要是將多光譜圖像空間分解為亮度及色彩成分，之后再對此進行嚴格的運算處理，且處理之后可有效確保更多光譜數據信息可靠性，這時就有效改善了融合處理效果。

3 基于PCA變換的圖像融合

圖像融合主成分處理強調的是全面分析已知圖像，并針對圖像觀測到的分量，之后再嚴格分析其間獲得的數據，構建變量協方差矩陣；基于PCA變換法圖像融合算法十分科學有效，主成分分析法變換法多傳感器采集圖像數據融合十分合理，采用融合有關的波段及其TM圖像數據，之后再獲得相應的矩陣，再是求得特征值以小到大排列，但相應的特征向量務必進行相應的變動，再以相應的公式計算其間各主成分圖像。通過變換運算之后，獲得的第一主成分圖像方差最大，其間包括原多光譜圖像的諸多信息，且原多光譜圖像光譜信息均保留于第二、三主成分圖像中；再將SAR圖像施以空間配準，獲得結果之后將其與主成分圖像數據施以直方圖匹配運算；之后是將直方圖匹配運算得到的圖像進行替換，從而獲得融合圖像結果。

4 結束語

復雜環境會嚴重影響傳感器測量獲得的冗余信息，且其間各類信息均是不同的，抑或者是極易發生沖突，若是含有干擾信息抑或是錯誤信息多的傳感器信息參與數據融合，這時最終的結果更差。多傳感器數據融合應基于相關信息特征而靈活變化，最終選擇適當的融合策略，盡管我國多傳感器融合算法MATLAB仿真發展快速，但其間仍存在許多不足之處，這也說明分析復雜網絡數據環境下基于多傳感器數據融合算法的MATLAB仿真，對多傳感器數據融合算法的MATLAB仿真水平提升有著極大推動作用。本文探討了基于多傳感器數據融合算法MATLAB仿真的重要性，并分析了多傳感器數據融合算法，簡述了基于PCA變換的圖像融合，為多傳感器數據融合算法MATLAB仿真水平、提高系統故障診斷精度提升提供參考依據。

參考文獻

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作者單位

1.唐山師范學院計算機科學系 河北省唐山市 063000

2.唐山師范學院數學與信息科學系 河北省唐山市 063000