CN107578066A - 基于多源信息融合的民防综合态势展现系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明的公开一种基于多源信息融合的民防综合态势展现系统及方法，展现系统包括信息采集装置、时间和空间配准模块、融合处理器能够根据各类传感器反馈数据信息进行预处理和时空配准后，融合属性信息，为多种态势展现的处理提供数据基础。

Description

基于多源信息融合的民防综合态势展现系统及方法

技术领域

本发明涉及计算机程序领域的应用软件技术，尤其涉及自动化指挥控制信息处理技术领域。

背景技术

掌握战场主动权的核心是全方位获取情报信息。依靠情报信息来提高对防护作战行动实施精确的指挥控制，成为信息化条件下人防战斗力生成的主要模式。多源信息在情报工作中是必须的，只有使用多源信息才能更全面了解情况。随着计算机网络技术的发展，为更好地获取信息优势，实现扁平化民防联合指挥应急，需要建立基于多源信息融合的民防综合态势展现系统。

而现有技术民防综合态势展现系统中，一般采用单一信息源的民防态势展现，存在的问题是信息源单一，对民防联合指挥应急支撑力度不够且片面。

故，需要一种新的技术方案以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述民防态势展现方案的缺点，利用多种信息源为民防综合态势系统提供更全面的态势展现。

为达到上述目的，本发明提供一种基于多源信息融合的民防综合态势展现系统，可采用如下技术方案：

一种基于多源信息融合的民防综合态势展现系统，包括：

信息采集装置，用以采集信息源数据，包括分别采集不同参数的多个传感器；

时间和空间配准模块，用以为所述多个传感器提供统一的时间参照与统一的空间参照；

融合处理器，用以对目标的信息融合，所述信息融合分为数据层融合、特征层融合和决策层融合；数据层融合是对各种传感器的原始测报进行数据的综合和分析，并由此进行目标识别；特征层融合首先对来自传感器的观测数据进行数据特征提取，以得到一个特征向量，然后把这些特征向量融合起来并跟踪融合结果进行目标识别；决策层融合是对每个传感器执行一个变换以得出一个独立的目标身份判定，来自每个传感器的目标身份判定继而被融合。

有益效果：

本发明提供的基于多源信息融合的民防综合态势展现系统能够根据各类传感器反馈数据信息进行预处理和时空配准后，融合属性信息，为多种态势展现的处理提供数据基础。

进一步的，本发明的展现系统中还包括信息处理模块及态势数据库，信息处理模块用以将各种外部信息源经报文分析、信息分类、属性融合处理后存入态势数据库；所述属性融合为将不同传感器对同一个目标的属性信息进行整合。

进一步的，还包括态势分析模块，所述态势分析模块自态势数据库调用态势信息、根据态势信息整编态势图层并形成综合态势图。

进一步的，还包括态势展现模块，态势展现模块用以在综合态势图上叠加包括敌我状态、气象信息的附加信息。

进一步的，还包括态势分发模块，用以根据用户的不同权限和需求将态势信息分发给用户。

进一步的，所述多个传感器至少包括雷达传感器、温度传感器、湿度传感器及水位传感器；所述特征层融合中的数据特征提取包括目标的方向、目标的速度。

上述进一步增加的技术特征提供了将数据信息进行预处理、配准和融合后进行多种态势展现的功能，并给予指挥人员通过综合态势图进行应急指挥的参考。

为达到上述目的，本发明基于多源信息融合的民防综合态势展现方法可采用如下技术方案：

一种基于多源信息融合的民防综合态势展现方法，包括：

通过分别采集不同参数的多个传感器采集信息源数据；

通过时间和空间配准模块为所述多个传感器提供时间配准和空间配准，时间配准即统一的时间参照；空间配准即统一的空间参照；

通过融合处理器对目标的信息融合，所述信息融合分为数据层融合、特征层融合和决策层融合；数据层融合是对各种传感器的原始测报进行数据的综合和分析，并由此进行目标识别；特征层融合首先对来自传感器的观测数据进行数据特征提取，以得到一个特征向量，然后把这些特征向量融合起来并跟踪融合结果进行目标识别；决策层融合是对每个传感器执行一个变换以得出一个独立的目标身份判定，来自每个传感器的目标身份判定继而被融合。

进一步的，时间配准采用最小二乘配准算法；

空间配准采用基于球坐标系的配准算法，即通过测地转换法把局部传感器的值映射到地球坐标系中，再根据传感器的配准模型在坐标系中利用最小二乘法对传感器进行配置处理。

所述特征层融合中的数据特征提取包括目标的方向、目标的速度。

有益效果：本发明提供的基于多源信息融合的民防综合态势展现方法同样能够基于多源信息融合的民防综合态势展现系统能够根据各类传感器反馈数据信息进行预处理和时空配准后，融合属性信息，为多种态势展现的处理提供数据基础。

附图说明

图1是本发明中基于多源信息融合的民防综合态势展现系统的结构示意图。

图2是信息处理模块操作流程示意图。

图3是态势分析模块操作流程示意图。

图4是态势展现模块操作流程示意图。

图5是态势分发模块操作流程示意图。

具体实施方式

请结合图1所示，为本发明基于多源信息融合的民防综合态势展现系统的实施例。

基于多源信息融合的民防综合态势展现系统，其特征在于，包括：

信息采集装置，用以采集信息源数据，包括分别采集不同参数的多个传感器；所述多个传感器至少包括雷达传感器、温度传感器、湿度传感器及水位传感器。

预处理器，主要用于对同类传感器的数据进行融合。

时间和空间配准模块，用以为所述多个传感器提供统一的时间参照与统一的空间参照。

融合处理器，用以对目标的信息融合，所述信息融合分为数据层融合、特征层融合和决策层融合；数据层融合是对各种传感器的原始测报进行数据的综合和分析，并由此进行目标识别；特征层融合首先对来自传感器的观测数据进行数据特征提取，以得到一个特征向量，然后把这些特征向量融合起来并跟踪融合结果进行目标识别；决策层融合是对每个传感器执行一个变换以得出一个独立的目标身份判定，来自每个传感器的目标身份判定继而被融合。所述特征层融合中的数据特征提取包括目标的方向、目标的速度。

基于上述展现系统，还提供了适用于该展现系统的软件部分。

软件部分由信息处理模块、态势分析模块、态势展现模块、态势分发模块等四大模块组成。

1)信息处理模块

信息处理模块操作流程如图2所示，将各种外部信息源按照报文、流媒体及人工采集方式接入系统，经报文解析(通过雷达传感器接收到的报文数据，按照指定的报文格式进行解析)、信息分类(按照信息种类如环境信息，我情信息，空情信息进行分类)、属性融合(即属性互补，根据不同传感器对同一个目标的属性信息进行整合、互补)等相应处理后存入态势数据库。系统在安全访问控制的支持下，具备统一的态势信息源汇集集成机制，接入实时情报、车载指挥定位以主用户通信等各类信息源，包括接入处理监控视频等流媒体信息、态势报文信息、现场环境信息以及指挥指令等。传输方式可采用TCP、UDP、组播等形式。本系统主要采用TCP协议，接收到的数据根据传输约定解码后，提取出需要的信息，进行存储和管理。源于实时性的要求，实时态势数据在后台服务器接收主要采用插件的方式完成。

2)态势分析模块

态势分析模块操作流程如图3所示，实现指挥作业人员根据作战态势情况进行分析、判断，标绘作战意图(此处为人工完成)、调用相应资源，生成综合态势信息，并输出结果。

态势分析模块提供情况采集(即人工采集相关态势数据并录入系统中)、态势整编(即人工态势整编，根据需要选取相关态势信息进行地图叠加显示进而以供分析态势趋势)、态势存储与加载、信息关联查询功能。情况采集功能实现实体的增加和删改等；态势整编使指挥人员根据现场环境，调出关联情报信息和态势标绘工具，整编态势图层，生成信息准确的、重点突出的综合态势图；态势存储与加载将综合态势信息无损地保存入库、导出成态势专有格式文件，也能加载已制作好的态势格式的综合态势图，该文件是态势报文的基础；信息关联查询可查询实体关联情况及事件关联情况查询。

3)态势展现模块

态势展现模块操作流程如图4所示，在三维和二维底图上叠加显示敌我态势、气象环境等各种信息(二维和三维底图是分窗口显示)，并采用信息查询方式(用户可自由选择信息的相关属性字段进行查询，例如根据时间查询、类型查询等)深入挖掘和查询现场情况各种关联数据信息。态势展现模块有二维地图显示、三维模型显示、态势表单显示、标签信息显示及分类自由组合显示等多种方式。

4)态势分发模块

态势分发模块操作流程如图5所示，实现综合态势、专题态势等态势信息的分发共享，提供态势分发权限设置工具，按态势预定的接收用户，设置态势发送的条件，如信息类型、区域及态势相关属性，发送对应的态势给不同权限和需求的用户。

本发明提供的基于多源信息融合的民防综合态势展现方法的实施例，可结合图1及上述展现系统的实施例。

该基于多源信息融合的民防综合态势展现方法，包括：

通过分别采集不同参数的多个传感器采集信息源数据；

通过时间和空间配准模块为所述多个传感器提供时间配准和空间配准，时间配准即统一的时间参照；空间配准即统一的空间参照；时间配准采用最小二乘配准算法；空间配准采用基于球坐标系的配准算法，即通过测地转换法把局部传感器的值映射到地球坐标系中，再根据传感器的配准模型在坐标系中利用最小二乘法对传感器进行配置处理。

通过融合处理器对目标的信息融合，所述信息融合分为数据层融合、特征层融合和决策层融合；数据层融合是对各种传感器的原始测报进行数据的综合和分析，并由此进行目标识别；特征层融合首先对来自传感器的观测数据进行数据特征提取，以得到一个特征向量，然后把这些特征向量融合起来并跟踪融合结果进行目标识别，所述特征层融合中的数据特征提取包括目标的方向、目标的速度；决策层融合是对每个传感器执行一个变换以得出一个独立的目标身份判定，来自每个传感器的目标身份判定继而被融合。

Claims (9)

1.一种基于多源信息融合的民防综合态势展现系统，其特征在于，包括：

信息采集装置，用以采集信息源数据，包括分别采集不同参数的多个传感器；

时间和空间配准模块，用以为所述多个传感器提供统一的时间参照与统一的空间参照；

融合处理器，用以对目标的信息融合，所述信息融合分为数据层融合、特征层融合和决策层融合；数据层融合是对各种传感器的原始测报进行数据的综合和分析，并由此进行目标识别；特征层融合首先对来自传感器的观测数据进行数据特征提取，以得到一个特征向量，然后把这些特征向量融合起来并跟踪融合结果进行目标识别；决策层融合是对每个传感器执行一个变换以得出一个独立的目标身份判定，来自每个传感器的目标身份判定继而被融合。

2.如权利要求1所述的展现系统，其特征在于，还包括信息处理模块及态势数据库，信息处理模块用以将各种外部信息源经报文分析、信息分类、属性融合处理后存入态势数据库；所述属性融合为将不同传感器对同一个目标的属性信息进行整合。

3.如权利要求2所述的展现系统，其特征在于，还包括态势分析模块，所述态势分析模块自态势数据库调用态势信息、根据态势信息整编态势图层并形成综合态势图。

4.如权利要求3所述的展现系统，其特征在于，还包括态势展现模块，态势展现模块用以在综合态势图上叠加包括敌我状态、气象信息的附加信息。

5.如权利要求6所述的展现系统，其特征在于，还包括态势分发模块，用以根据用户的不同权限和需求将态势信息分发给用户。

6.如权利要求1所述的展现系统，其特征在于，所述多个传感器至少包括雷达传感器、温度传感器、湿度传感器及水位传感器；所述特征层融合中的数据特征提取包括目标的方向、目标的速度。

7.一种基于多源信息融合的民防综合态势展现方法，其特征在于，包括：

通过分别采集不同参数的多个传感器采集信息源数据；

通过时间和空间配准模块为所述多个传感器提供时间配准和空间配准，时间配准即统一的时间参照；空间配准即统一的空间参照；

通过融合处理器对目标的信息融合，所述信息融合分为数据层融合、特征层融合和决策层融合；数据层融合是对各种传感器的原始测报进行数据的综合和分析，并由此进行目标识别；特征层融合首先对来自传感器的观测数据进行数据特征提取，以得到一个特征向量，然后把这些特征向量融合起来并跟踪融合结果进行目标识别；决策层融合是对每个传感器执行一个变换以得出一个独立的目标身份判定，来自每个传感器的目标身份判定继而被融合。

8.如权利要求7所述的展现方法，其特征在于，时间配准采用最小二乘配准算法；

空间配准采用基于球坐标系的配准算法，即通过测地转换法把局部传感器的值映射到地球坐标系中，再根据传感器的配准模型在坐标系中利用最小二乘法对传感器进行配置处理。

9.如权利要求7或8所述的展现方法，其特征在于，所述特征层融合中的数据特征提取包括目标的方向、目标的速度。