图书前言

自然界中,人类和动物首先通过视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉等多种感官对客观事物实施多种类、多方位的感知,从而获得大量互补和冗余的信息; 然后由大脑对这些感知信息依据某种未知的规则进行组合和处理,从而得到对客观对象的统一与和谐的理解与认识,并作出相应的行动决策。这种由感知到认知的过程就是生物体的多源信息融合过程。人们希望用机器来模仿这种由感知到认知的过程。于是,一门新的边缘学科——多源信息融合便诞生了。

随着传感器技术、计算机技术和信息技术的快速发展,20世纪70年代首先在军事领域产生了“数据融合”的全新概念,即把多种传感器获得的数据进行所谓的“融合处理”,以得到比单一传感器更加准确和有用的信息。之后,基于多源信息综合意义的融合一词开始出现于各类公开出版的技术文献中,逐渐地这一概念不断扩展,要处理的信息不仅包含多平台、多传感器、多源的信号,还包括了知识、经验等在内的多种信息,它的研究对象和应用领域不但涉及国防、工业、农业、交通、运输等传统行业,还涉及生物、通信、信息、管理等新兴行业,于是一种共识的概念逐渐被人们所接受,称之为“多源信息融合”。

多源信息融合综合了控制、电子信息、计算机以及数学等多学科领域,是一门具有前沿性的高度交叉学科。近年来,随着国家对各种多传感器平台和系统的需求急剧增加,信息融合进入了一个蓬勃发展的时期,人们对它的理论和工程应用研究方兴未艾,各种关于信息融合的新理论、新方法、新技术层出不穷。国内外学者已经在信息融合领域出版了一批高水平的学术专著。不过,对于刚进入信息融合领域的青年学生,或者开始从事信息融合应用的工程技术人员,迫切需要一本信息融合的入门教材。在《全国高等学校自动化专业系列教材》,普通高等教育“十一五”国家级规划教材等项目的资助下,我们承担了《全国高等学校自动化专业系列教材》中《多源信息融合理论及应用》的编写任务。该教材包含信息融合的数学基础、主要进展、典型应用,可作为自动化及相关专业本科生及研究生的教材,亦可作为研究人员从事信息融合的工具性参考书。

全书共分三部分,总计15章。第一部分绪论包括第1章,介绍了多源信息融合的基本概念、功能模型、系统结构、发展过程等; 第二部分为信息融合基础理论,包括第2~8章,详细介绍了多源信息融合理论赖以发展的理论基础,包括估计理论、不确定推理理论、随机集理论、支持向量机、贝叶斯网络、检测融合、估计融合、识别融合及图像融合等; 第三部分为信息融合应用,包括第9~15章,详细阐述了目标跟踪、数据关联、组合导航与信息融合、态势与威胁估计、性能评估及传感器管理等。

为使概念原理论述清楚准确且反映主要研究成果,本教材在撰写过程中,参考了一批国内外学术专著,包括《多源信息融合》(韩崇昭等著)、《信息融合理论及应用》(何友等著)、《雷达数据处理及应用》(第二版 何友等著)、《多传感器多源信息融合理论及应用》(彭冬亮著)、《信息融合技术及应用》(李弼程等著)、《融合估计与融合控制》(王志胜等著)、《现代目标跟踪与信息融合》(潘泉等著)、《复杂系统的现代估计理论及应用》(梁彦等著)、《MultiSensor Data Fusion with MATLAB》(Jitendra R. R. 著)、《Highlevel Data Fusion》(Subrata K. D. 著)、《Image Fusion: Algorithms and Applications》(Stathaki T. 著)、《Image Fusion: Theories,Techniques and Applications》(Mitchell H.B. 著)及《Estimation with Applications to Tracking and Navigation》(Barshalom Y.等著)等书中的研究成果,在此向他们表示深深谢意。

由于作者水平有限,书中难免存在错误和不足之处,殷切期望广大读者批评指正。

作者

2012年9月