基于D-S证据理论的多传感器信息融合

论文字数:31972,页数:64

摘  要
 针对矿井单传感器监测系统监测数据单一、不确定性较高的缺陷，采用多传感器信息融合和虚拟仪器相结合的技术，充分发挥多传感器技术的信息优势和以计算机为监测平台的虚拟仪器监测系统的强大数据处理功能。通过基于D-S证据理论的多传感器信息融合方法，在对原始数据分析处理的基础上，把多种参数通过信息融合模块，以模糊的形式实现对井下工作环境安全性的评估。同时可根据各种参数间的相关性获得更多单传感器监测系统所无法获得的井下环境信息，极大的提高了数据采集的可靠性、全面性和矿井监测系统的有效性。
关键词：信息融合；D-S证据理论；虚拟仪器；相关度；

Abstrct
 For the single sensor monitor system data’s defect of uncertainty and insufficiency, it utilize the technology of multi-sensor’s information fusion combination with virtual instrument to solve this problem. It can exert the advantage of multi-sensor technology’s mulriple information and the function of virtual instrument monitor’s powerful data processing which is based on computer. This system use the multi-sensor’s information fusion technology which base on D-S decision-making to analysis processing monitor’s data and with the fuzzy modality to evaluate the safety of mine’s working conditions by multi-parameter which is disposed by information fusion module. At the same time , it can base on every paramete’s correlation measure to get more information which couldn’t be got by single sensor monitor system. This method makes the data acquisition more credibility and more comprehensive and increases the monitor system’s validity.
Key words ：informationg fusion; D-S decision-making; virtual instrument; correlation measure

目  录
第1章 绪论…………………………………………………………………1
1.1 选题背景 ………………………………………………………………1
1.2 井下监测系统国内外发展现状 ………………………………………2
1.2.1 国外概况………………………………………………………………2
1.2.2 国内现状………………………………………………………………2
1.3 论文的主要工作 ………………………………………………………4
1.4 论文的结构安排 ………………………………………………………4
第2章 井下监测系统概况及涉及主要理论………………………………6
2.1 系统的主要结构及功能 ………………………………………………6
2.1.1 传感器 ………………………………………………………………6
2.1.2 分站电路 ……………………………………………………………6
2.1.3 地面监测中心 ………………………………………………………7
2.2 主要技术理论 …………………………………………………………7
2.2.1 虚拟仪器技术 ………………………………………………………7
2.2.2 证据决策理论 ………………………………………………………8
2.2.3 信息融合技术 ………………………………………………………9
2.3 多传感器监测系统技术优势 ………………………………………10
2.4 设备装备原则 ………………………………………………………10
第三章 D-S证据理论融合方法研究……………………………………13
3.1 多传感器信息融合技术………………………………………………13
3.1.1 信息融合技术的历史及国内外发展现状…………………………13
3.1.2 多传感器信息融合技术概述 ……………………………………14
3.2 D-S证据理论…………………………………………………………15
3.2.1 基本概念……………………………………………………………16
3.2.2 组合规则……………………………………………………………17
3.3 一种有效的基于D-S证据理论算法 ………………………………17
3.3.1 融合结构……………………………………………………………18
3.3.2 基于D-S证据理论的融合算法……………………………………19
3.3.3 融合方法有效性分析 ……………………………………………21
3.4 实验分析 ……………………………………………………………25
3.4.1 实验1………………………………………………………………25
3.4.2 实验2………………………………………………………………28
第四章 基于D-S证据理论的融合方法在井下监测系统中的应用 ……31
4.1 信息融合算法结构及作用……………………………………………31
4.1.1 融合算法的结构……………………………………………………31
4.1.2 信息融合的作用……………………………………………………32
4.2  融合算法的构造 ……………………………………………………33
4.2.1 信任级信息融合……………………………………………………34
4.2.2 决策级信息融合……………………………………………………38
4.3 现场数据实验分析……………………………………………………42
4.3.1 现场数据分析1……………………………………………………42
4.3.2 现场数据分析2……………………………………………………44
4.3.3 结论…………………………………………………………………44
第五章 基于虚拟仪器技术的井下监测系统……………………………46
5.1 虚拟仪器概况…………………………………………………………46
5.1.1 虚拟仪器技术的发展概况…………………………………………46
5.1.2 虚拟仪器LabVIEW的技术特点……………………………………47
5.2 井下分站电路…………………………………………………………48
5.2.1 数据采集电路 ……………………………………………………50
5.2.2 断电控制电路………………………………………………………50
5.2.3 显示电路 …………………………………………………………51
5.2.4 复位电路……………………………………………………………51
5.2.5 报警电路 …………………………………………………………52
5.2.6 井下分站电源电路 ………………………………………………52
5.2.7 通讯电路……………………………………………………………53
5.2.8 单片机的软件开发 ………………………………………………54
5.3 地面监测系统…………………………………………………………55
5.3.1系统主控制界面及功能实现………………………………………56
5.3.2分站管理模块………………………………………………………59
5.3.3监测系统设置模块…………………………………………………60
5.3.4通讯模块……………………………………………………………61
5.3.5数据读写模块………………………………………………………62
5.3.6信息融合模块………………………………………………………64
5.3.7信息查询及报警模块………………………………………………64