[发明专利]一种多传感器数据融合半实物仿真系统

说明书

本发明涉及一种多传感器数据融合半实物仿真系统，包括UI交互模块、仿真构建模块、通信模块和数据融合模块；所述UI交互模块用于通过交互式界面进行参数配置；所述仿真构建模块用于模拟生成野外环境、仿真特定探测模式下的复合式传感器模型和多目标运动模型；所述通信模块用于使用指定的通信协议与所接入的实物传感器节点进行通信；所述数据融合模块用于管理所有系统内部的传感器数据，并调用内置的融合算法对虚拟探测数据和实体探测数据进行融合处理。本发明使得整个系统功能更强大，适用范围更广泛。

技术领域

本发明涉及无线传感器融合系统仿真技术领域，特别是涉及一种多传感器数据融合半实物仿真系统。

背景技术

多传感器数据融合是综合来自不同传感器的探测数据信息，获得被测目标的统一的最佳估计或描述，产生任何单一传感器所无法获得的有意义的信息，它是现代军事系统的重要组成部分。

随着多传感器信息融合技术的发展，相应的理论及算法也越来越多。利用计算机仿真技术、数学建模技术和数字通信技术，构建一个可视化的多传感器数据融合半实物仿真系统，以接入少许实物传感器节点和生成若干虚拟传感器节点的方式，在平台上结合工程背景，开展一系列的数据融合仿真试验，可以对试验数据进行定量分析，对数据融合进行定量的评估，评估各种模型、算法的性能以及在实际系统中的应用情况，验证融合结构中各个融合子模块的合理性和有效性，为之后融合理论和算法的深入研究与改进打下基础。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种多传感器数据融合半实物仿真系统，使其功能更强大，适用范围更广泛。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种多传感器数据融合半实物仿真系统，包括UI交互模块、仿真构建模块、通信模块和数据融合模块；所述UI交互模块用于通过交互式界面进行参数配置；所述仿真构建模块用于模拟生成野外环境、仿真特定探测模式下的复合式传感器模型和多目标运动模型；所述通信模块用于使用指定的通信协议与所接入的实物传感器节点进行通信；所述数据融合模块用于管理所有系统内部的传感器数据，并调用内置的融合算法对虚拟探测数据和实体探测数据进行融合处理。

所述UI交互模块进行参数配置时，具体包括：配置传感器的参数、设定传感器布设位置、设置目标属性、设置目标行进路线和设置野外环境参数。

所述UI交互模块在设置目标行进路线时，首先绘制初始路线，并在所述初始路线上选择拟合位置，通过线性插值以及自然三次样条插值对拟合位置进行曲线拟合以形成接近自然状态下的目标运动路线。

所述UI交互模块还用于向用户实时显示系统的仿真运行情况。

所述仿真构建模块按照所述UI交互模块配置的参数，模拟真实的野外环境，构建虚拟仿真传感器节点和虚拟目标，并指定虚拟目标按所设定的路线行进，同时模拟所述虚拟仿真传感器传感器节点对目标的探测过程。

所述通信模块与接入的实物传感器节点进行通信，同时支持上行数据和下行数据，包括接收节点的探测信息、状态信息和对节点下发控制状态的指令。

整个系统在运行时创建三条并行的线程，并以多线程的方式运行：

第一条线程为仿真线程，用于各种仿真模型的创建和运行；首先该线程由所述仿真构建模块负责创建仿真野外环境和仿真目标运动的标准航迹，为生成传感器仿真数据提供依据；同时，仿真线程实时模拟每个虚拟传感器节点对探测区域中扫描到的目标点迹进行观测，生成符合模板观测数据模型的虚拟探测数据，包括目标探测时间、目标类型、目标数量、目标航向和目标位置，并送入数据融合模块；

第二条线程为通信线程，用于使用UDP通信协议与接入的实体传感器节点进行通信，其包括上行数据链路和下行数据链路；所述上行数据链路负责接收实体传感器节点的状态信息和探测信息；所述下行链路负责下发由所述UI交互模块设置的状态更改参数；