1.6　多传感器信息融合的应用领域

多传感器信息融合首先广泛地应用于军事领域，如海上监视、空-空和地-空防御、战场情报、监视和获取目标及战略预警等，随着科学技术的进步，多传感器信息融合至今已形成和发展成为一门信息综合处理的专门技术，并很快推广应用到工业机器人、智能检测、自动控制、交通管理和医疗诊断等多种领域。

具体应用包括海上监视，空-空和地-空防御系统，战略预警和防御，战场情报侦察、监视和目标捕获等领域。近年来，多传感器信息融合技术在民事应用领域也得到了较快的发展，主要用于机器人、智能制造、智能交通、无损检测、环境监测、医疗诊断、遥感、刑侦和保安等领域。下面给出一些多传感器在军事和民事领域应用的例子。

①海上监视　一个邻海的国家，对领海的防御实际上就是对国家前沿阵地的防御，而每个主权国家都非常重视对领海的防御。海上防御，首先就是海上监视，主要对海上目标进行探测、跟踪和目标识别，以及对海上事件和敌人作战行动进行监视。

海上监视对象包括空中、水面和水下目标，如空中的各类飞机、水面的各种舰船及水下的各类潜艇等。这些平台上可能装有各种类型的传感器，最常见的是潜艇上的声呐、飞机和舰船上的雷达及γ射线探测仪等。当然，人们也可从目标的识别结果来判断这些平台所携带的武器和电子装备。

②空-空和地-空防御　空-空和地-空防御系统是专门对进入所管辖空域的各类目标进行探测跟踪和目标识别的系统。其监视对象主要是进入所管辖领域的各类飞机、反飞机武器和传感器平台等。希望以较高的探测概率发现目标，对所发现的目标进行连续跟踪，不仅能够识别出大、中、小飞机，而且最好能够识别出目标的种类。监视范围大约由几千米到几百千米，所采用的传感器主要有雷达、红外、激光、无线电子支援测量系统和电视等。

③战略预警和防御　战略预警和防御的任务是探测和指示即将到来的战略行动迹象，探测和跟踪弹道导弹及弹头。它包括对敌人军事行动的观测，甚至非军事行动的政治活动。防御和监视范围为全球各个角落，所采用的传感器包括卫星、飞机和陆基的各种传感器，主要捕获世界各地的各种核辐射、电磁辐射、火箭的尾焰和再入弹头的热辐射等。

④战场情报侦察、监视和目标捕获　战场情报侦察、监视和目标捕获的主要目的是对战场潜在的地面目标进行探测与识别，力图获得敌方的战斗系列，如敌方平台及机动、发射机特征等，以便掌握敌方的企图和对我方的威胁程度。所采用的传感器包括陆基的各种传感器和飞机，侦察和监视范围在几十到几百平方千米，侦察目标主要是敌人发射的红外线、无线通信信号、定向无线电波和雷达射频（RF）信号等。

⑤医疗诊断　对普通病人，医生诊断病情主要是通过接触、看、听、问和病人自述等途径了解病情，而对一些复杂的情况可能就需要多种传感器的信息，如X射线图像、核磁共振图像、超声波图像以及生化试验等，对人体的病变、异常和肿瘤等进行定位与识别。医生利用这些结果确定病情，减少或避免误诊。最近有人利用信息融合原理将其开发成软件和专家系统，如美国斯坦福开发的用于诊断血液疾病的MYCIN软件。

⑥机器人　机器人领域是最早应用多传感器信息融合的领域之一，特别是那些难以由人完成或对人体有害的一些环境和场合，利用工业机器人完成工业监控、水下作业、危险环境工作是最好不过了。还可以利用机器人对三维对象或实体进行识别和定位，所用传感器包括听觉、视觉、电磁和X射线等传感器。

⑦监控系统　这里所说的监控系统专门指用于监控复杂设备和制造工程的融合系统。一些实际应用系统，如核电站和现代飞机等，都需要超人能力的监视和控制，以保证系统的正常运行。根据多传感器来的多源数据经融合之后所给出的系统运行报告，对系统进行监视，以估计系统的安全情况。目前已开发了很多用于诊断的融合系统，从简单的温度、压力、速度到确定非常复杂的系统中某种物质将要融化的迹象等。

⑧遥感　遥感应用主要是对地面目标或实体进行监视、识别与定位。其中包括对自然资源，如水力资源、森林资源和矿产资源等的调查与定位；对自然灾害、原油泄露、核泄露、森林火灾和自然环境变化进行监测等。例如一个农业资源监视系统，不仅可以对农作物进行估产；一个气象卫星上的遥感传感器要全天候地对天气与气候变化进行监视、预测，还要实时获取气象云图。

遥感使用的传感器主要有合成孔径雷达，主要是一些利用多谱传感的图像系统。在利用多源图像进行融合时，要利用像素级配准。最典型的两个例子，如NASA（美国国家航空航天管理局）使用的用于监视地面情况的地球资源卫星及考查行星和太阳系的宇宙探测器哈勃（Hubble）宇宙望远镜。

⑨法律执行　法律执行类似于军事上情报侦察和监视。如对毒品的监控，包括侦察边境地区，识别和定位毒品装运船只和地点，判断运输路线、入关地点等。一只经过训练的狗就是一个生物传感器。目前开发的电子鼻与狗的作用差不多，这实际上也是一个多源信息处理问题。

⑩交通管制系统　多传感器信息融合系统的另一个民用领域是广泛应用的空中交通管制系统，即民航系统。通常，它是在一个雷达网的监视、引导和管理下工作的，它包括多雷达系统融合处理的全部内容，通过二次雷达识别各种类型的飞机，确定哪些是民航机，它们的航班号以及飞机状态，并且与一次雷达进行配对。