多传感器数据融合的动态系统故障诊断技术

刘玉宾+冯玉芬+马宁

摘 要

国家社会经济水平的不断提升，推动了各大行业的进一步发展，将多传感器信息融合技术应用于故障诊断，在一定程度上能获得精确的状态估计，改善检测性能，提高系统故障诊断精度。而多传感复杂网络数据融合技术早已被广泛应用于如大型矿业甚至军事等诸多领域中，当下常用的为多种像素级多传感器网络，其间图像信息采集融合算法诸多。本文针对图像多传感器数据融合技术，探讨了复杂网络数据环境下基于多传感器数据融合算法的MATLAB仿真，并提出了实用性应用措施，为多传感器数据融合算法MATLAB仿真水平提升提供参考依据。

【关键词】复杂网络 数据环境 多传感器 数据融合算法 MATLAB仿真

本文以图像数据融合技术在复杂网络数据环境下的应用为例，全面分析多传感器中的冗余图像数据，再以MATLAB仿真软件实现各种模拟，最终得出各类算法融合图像的评价结果，其间强调的是于不同颜色空间中的相关系数及其清晰度值，之后再对比各种算法结果，应将其置于特定应用条件下，这样才能发挥良好的融合效果，从而有效还原原始图像，达到动态排除系统故障的最终目的。因此，分析复杂网络数据环境下基于多传感器数据融合算法的MATLAB仿真，对多传感器数据融合算法的MATLAB仿真水平提升有着极大推动作用。

1 基于多传感器数据融合算法MATLAB仿真的重要性

诸多具体工程应用均关系到复杂网络环境下多传感器网络资源，目前应用主要的应用领域有：机器人和智能仪器系统、战场任务和无人驾驶飞机、图像分析和理解、目标检测和跟踪、自动目标识别、多源图像复合等等。许多研究人员始终都在研究高效率综合处理，以便将来自诸多通道的信息充分融合，这样才能提高信息利用率及其系统化，以加强目标探测的可靠性，从而增加系统的自动化程度。因此，这时应全面分析其各项研究成果，之后再基于MATLAB进行单一传感器多波段信息，特别是不同类型传感器中获得的各种图像信息，并对其间各种图像信息进行处理，这时才能有效消除诸多传感器信息的冗余、冲突，以便加强影像中各类信息的透明度，从而有效改善和解释其精确度，这样才能提高其可靠性及其利用率，以获得十分清晰和完整、准确的图像。

2 多传感器数据融合算法

多传感器数据融合算法可包括：加权平均法，加权平均法强调的是多传感器图像融合的关键，此类融合算法原理简单，且其运算速度快，实时性科学良好，不过其融合效果较差；IHS变换法，此类方式强调的是图像可有效分解于空间信息亮度，其光谱信息色调与饱和度等，且其均是相互独立的，再是其变换法十分灵活多变，这时才能获得更多的变换公式；逻辑滤波融合法，此类方式是将原图像对应位置像素施以严格的逻辑运算，采用运算可详细分割图像，再以相关图像中特定阈值信息，如果灰度值小于阈值时，这时则可因地制宜的采用相应的融合图像信息；BROVERY变换法就是色彩标准化变换融合法，其主要是将多光谱图像空间分解为亮度及色彩成分，之后再对此进行严格的运算处理，且处理之后可有效确保更多光谱数据信息可靠性，这时就有效改善了融合处理效果。

3 基于PCA变换的图像融合

图像融合主成分处理强调的是全面分析已知图像，并针对图像观测到的分量，之后再严格分析其间获得的数据，构建变量协方差矩阵；基于PCA变换法图像融合算法十分科学有效，主成分分析法变换法多传感器采集图像数据融合十分合理，采用融合有关的波段及其TM图像数据，之后再获得相应的矩阵，再是求得特征值以小到大排列，但相应的特征向量务必进行相应的变动，再以相应的公式计算其间各主成分图像。通过变换运算之后，獲得的第一主成分图像方差最大，其间包括原多光谱图像的诸多信息，且原多光谱图像光谱信息均保留于第二、三主成分图像中；再将SAR图像施以空间配准，获得结果之后将其与主成分图像数据施以直方图匹配运算；之后是将直方图匹配运算得到的图像进行替换，从而获得融合图像结果。

4 结束语

复杂环境会严重影响传感器测量获得的冗余信息，且其间各类信息均是不同的，抑或者是极易发生冲突，若是含有干扰信息抑或是错误信息多的传感器信息参与数据融合，这时最终的结果更差。多传感器数据融合应基于相关信息特征而灵活变化，最终选择适当的融合策略，尽管我国多传感器融合算法MATLAB仿真发展快速，但其间仍存在许多不足之处，这也说明分析复杂网络数据环境下基于多传感器数据融合算法的MATLAB仿真，对多传感器数据融合算法的MATLAB仿真水平提升有着极大推动作用。本文探讨了基于多传感器数据融合算法MATLAB仿真的重要性，并分析了多传感器数据融合算法，简述了基于PCA变换的图像融合，为多传感器数据融合算法MATLAB仿真水平、提高系统故障诊断精度提升提供参考依据。

参考文献

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[4]陈向阳，胡江涛，刘培，等.多传感器复杂网络数据融合算法的MATLAB仿真[J].武汉工程大学学报，2015，37（01）：67-72.

作者单位

1.唐山师范学院计算机科学系 河北省唐山市 063000

2.唐山师范学院数学与信息科学系 河北省唐山市 063000