一种多传感器信息融合的优化方法.pdf

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1、2010年第29卷第12期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)67一种多传感器信息融合的优化方法孟秀峰(山西煤炭管理干部学院,山西太原030006)摘要:通常多传感器协同工作时会存在交叉灵敏度,输出的数据信息不仅仅由被检测参量所决定,当其他参量变化时输出值也会发生变化。通过曲面拟合法高效快捷地进行多传感器信息之间的数据拟合,能够很好地抑制非参量与参量之间的耦合关系,在实际应用中具有很好的效果,最后通过Matlab仿真验证了方法的可行性。关键词:多传感器;数据融合;曲面拟合优化方法中图分类号:TP212文献标识码:

2、A文章编号:1000-9787(2010)12-0067--02一lnlnOrmatJl●0nI●■llS●l0nand10Dt·i●m●izat·i‘onmetJ1n0c1I1一0rmu’lt·i‘-sensorMENGXiu-feng(ShanxiCoal-mi~ngAdministratorsCollege,Taiyuan030006,China)Abstract:Cross—sensitivityusuallyexistswhenmulti—sensorworktogether.Theoutputdatainformationisnotonlydetermi

3、nedbythedetectedparameters,butalsochangedwithotherparameters’variation.Multi-sensordatafittingisconductedbysurfacefittingmethodfastandefficientlybetweenmulti—sensorinformation.Couplinginformationcanbesuppressedasnon—parametricandparametric.Inpracticalapplications,ithasverygoodeffect.Th

4、efeasibilityofthemethodisverifiedbyMatlabsimulation.Keywords:multi—sensor;datafusion;surfacefittingoptimizationmethod0引言因此,只对压力传感器进行一维标定试验并由此获得输入传感器数据信息融合是一种多层次、多方面的处理过(压力p)一输出(电压)特性曲线来求取被测压力值会有程,数据融合的目的就是为了得到比任何单个输入数据元较大误差,因为被测量P不是输出值U的一元函数。现在素更多的信息,如何在目标识别与跟踪领域应用数据融合由另一温度传感器输出电压代表温度信

5、息t,则压力参技术引起了人们的极大研究热情。量P可以用及二元函数表示才较完备,即在涉及气体传感器应用的大量实际问题中,所要分析P_,(U,).(1)的对象不是仅有单一成分的物质,而是包含多种气体成分同理,也可以将压力传感器输出电压U描述为压力参的混合物,问题的复杂性及其困难性在于气体传感器的非量P和温度传感器输出的二元函数,即选择性,即一只传感器对多种气体成分都具有一定的交叉U=g(p,Ut).(2)灵敏度,仅仅依靠单一的传感器的选择性是困难的,克服这由二维坐标(,)决定的P.在一平面上,可利用二一困难的主要途径是多传感器的信息融合技术。以尽可能次曲面拟合方程,即二

6、维回归方程来描述小的误差为代价提高非选择性传感器阵列对单一气体识别P=0+“lU+2+3£产+4+5+1.(3)的准确性和实现混合气体成分的数量分析。本文通过曲面同样拟合方法,对多传感器信息进行数据处理,达到优化输出数U=olo+'lP+2+口3p。+'4pUt+5+占.据,降低外界的非差变量对所测量参变量的影响,并降低多(4)传感器内检测的参变量与参变量之间的耦合关系,从而达其中,0~5,0~5为常系数;s1,s2为高阶无穷到理性的效果。小。1多传感器信息融合数学模型如果式(3),式(4)中各个常系数已知,那么用于检测压力已知压力传感器输出是电压U,且存在温度灵敏

7、度,为P和输出U的二元输入输出特性,即曲面拟合方程(3),收稿日期:20lO__o47传感器与微系统第29卷式(4)就确定了。当采集到二传感器的输出值U和U时,表1标定数据Tab1Calibrationdata代入式(3)中就可以计算得到传感器的被测参数P。2曲面拟合待定常数的确定在压力传感器的量程范围内确定Ⅳ个压力标定点,在工作温度范围内确定个温度标定点,于是由压力P与温度t标准值发生器产生在各个标定点的标准输入值为p:pl,p2,p3,⋯,P,c,:tl,t2,t3,⋯,t·对应于上述各个标定值的标定输入值读取相应的输出值与,这样,在m个不同温度状态对压力传

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