多源测试信息融合真题及参考答案.doc

北京航空航天大学研究生课程试卷 A20122013 学年 第一学期期末试卷学号 姓名 成绩 考试日期： 2013年 1 月 7日考试科目： 多源测试信息融合 （A卷）注意事项：1、闭卷考试，考试时间120分钟； 2、请在答题纸和试卷上写明自己的姓名和学号。题目：一、简答题（本题共50分，每小题10分）1 简述多源测试系统数据融合的目的和定义。答：目的：对多源知识和多个传感器所获得的信息进行综合处理，消除多传感器信息之间可能存在的冗余和矛盾，利用信息互补来降低不确定性，以形成对系统环境相对完整一致的理解，从而提高系统智能规划和决策的科学性、反应的快速性和正确性，进而降低决策风险过程。定义：利用计算机技术，对不同传感器按时序获得的观测信息，按照一定的准则加以自动分析、优化和综合，为完成所需的决策和估计任务而进行的信息处理过程。2 简述D-S证据理论中，mass函数的定义，什么是焦元和焦元的基？答：（1）基本置信度指派m是20,1集合的映射，A为2一子集，记A2，且满足： m(A)也称为假设的质量函数或mass函数；（2）若m(A)0，则称元素A为证据的焦元;焦元中所包含识别框架中的元素个数称为该焦元的基，记作|A|。（4分）3 分布式融合系统常见的融合策略有哪些？（论述其中五个即可得满分）答：常见的融合策略：“与”融合检测准则、“或”融合检测准则、表决融合检测准则、最大后验概率融合检测准则、Neyman-Pearson融合检测准则、贝叶斯融合检测准则、最小误差概率准则。4 举例说明D-S证据理论中的0信任冲突悖论。答：如果识别框架下的多条证据中的一个证据的某一焦元的基本置信度分配为0，且该焦元与同一证据中其它基本置信度指派值不为0的焦元的交集不是其本身，则无论其它证据对该焦元的基本置信度分配有多大，组合结果中该焦元的基本置信度分配始终为0。，。5 简述分布式融合检测系统二元假设检验问题，并分析二元假设检验结果可能出现的几种可能性。答：在二元假设检验问题中，每个传感器的决策值ui为二元值，定义如下：设 P(H0)=P0 和 P(H1)=P1分别为H0和H1出现的先验概率，且P0 +P1=1局域决策值传送到融合中心构成融合中心的观测向量：融合中心基于U获得全局决策U0，融合中心的决策值为：。有四种可能性：，（1）、（2）为正确选择，（3）称为虚警（没有目标而判断为有目标）、（4）称为漏检（有目标判断为没有目标），为错误选择。二、计算题一（共35分，计算结果保留小数点后一位有效数字）6 （本题20分）识别框架A，B，C，该识别框架下的两个证据E1,E2，相应的基本置信度指派函数m1, m2分别为：根据DS证据理论，求：1)第一条证据识别框架幂集下各子集的信任度和似真度。2)两个证据合成后的Mass值。解：（1）信任度 （1） （2） （3） （4） 似真度 （5） （6） （7）（8）（9）（10） （2）（14） （16）（18） （20）7 （本题15分）瓦斯检测系统中传感器集SS1, S2, S3分别代表甲烷，温度，一氧化碳传感器。状态集U安全，危险，且根据经验三个传感器的权值分配策略Aa1, a2,a3=0.6, 0.3, 0.1。已知两个状态下单传感器的测量结果分别是：设当综合评危险度大于0.5时危险，求两个状态下的安全性（Max Min交并符合原则）。三、计算题二（任选其中一题解答，计算结果保留小数点后1位有效数字，本题15分）8 设两个医生给同一个病人诊断疾病，甲医生认为感冒的可能性是0.9，说不清病症的可能性0.1；乙医生认为0.2的可能性是肺炎，0.8的可能性是说不清楚的病症；请问患者是感冒的这种可能性落在什么范围内？解：由甲医生得到证据体E1：(感冒)=0.9 =0.1 由乙医生得到证据体E2：(肺炎)=0.2 =0.8将E1与E2融合：k=(感冒)(肺炎)=0.90.2=0.18 （1） （2） （3） （4）Bel（感冒）=0.9 （7）Pl（感冒）=0.9+0.1=1 （10）则患者为感冒的信任区间为0.9,1。9.设o1表示战斗机，o2表示多用途地面攻击飞机；o3表示轰炸机；o4表示预警机；o5表示其他飞行器；目标识别框架为W=o1,o2,o3,o4,o5,U；系统使用ESM，IR和EO三种传感器。由射频RF、脉宽PW、IR及光学设备确定的基本置信度值如下表所示，其中mRF()和mPW()由ESM传感器确定。若采用基于基本置信度值的决策方法时，若选择门限1=2=0.1时，请确定目标是什么？解： 答案略，详见复习课ppt。 20102011 学年 第一学期期末试卷学号 姓名 成绩 考试日期： 2011年 1 月 10日考试科目： 多源测试信息融合 （A卷）注意事项：1、闭卷考试，考试时间120分钟； 2、请在答题纸和试卷上写明自己的姓名和学号。题目：一、简答题（本题共60分，每小题10分）9 简述多源测试系统数据融合的目的和定义。答：目的：对多源知识和多个传感器所获得的信息进行综合处理，消除多传感器信息之间可能存在的冗余和矛盾，利用信息互补来降低不确定性，以形成对系统环境相对完整一致的理解，从而提高系统智能规划和决策的科学性、反应的快速性和正确性，进而降低决策风险过程。（5分）定义：利用计算机技术，对不同传感器按时序获得的观测信息，按照一定的准则加以自动分析、优化和综合，为完成所需的决策和估计任务而进行的信息处理过程。（5分）10 描述数据融合一般需经过的过程，并对每一步工作加以简单叙述。答：分析来自所有传感器的数据，并对其进行配准、关联、相关、估计、分类与信息反馈等。（2分）（简述其中任意4个即可，每个2分）配准：将传感器数据统一到同一时间和空间参考系中关联：使用某种度量尺度对来自不同传感器的数据进行比较，确定进行相关处理的候选配对相关：对关联后的数据进行处理以确定它们是否属于同一个目标估计：依据相关处理后的结果对目标的状态变量与估计误差方差进行更新，实现对目标的未来状态预测分类：通过对特征数据的分析，确定目标的类型等。11 简述D-S证据理论中，mass函数的定义，什么是焦元和焦元的基？答：（1）基本置信度指派m是20,1集合的映射，A为2任一子集，记作A2，且满足：（6分）m(A)也称为假设的质量函数或mass函数；（2）若m(A)0，则称元素A为证据的焦元;焦元中所包含识别框架中的元素个数称为该焦元的基，记作|A|。（4分）12 DS证据理论合成规则具有哪些基本性质？基于DS证据理论的数据融合系统常见的决策方法有哪3种？ 答：DS证据理论合成规则具有以下基本性质：（1）交换性；（2）结合率；（3）极化性；（4）鲁棒性。（4分）常见决策方法：（1）基于信任函数的决策；（2）基于基本概率赋值的决策；（3）基于最小风险的决策。（6分）13 分布式检测融合系统常见的有哪4种结构？分布式检测融合系统常见的融合策略有那些？答：常见以下4中结构：(1)并行结构；(2)分散结构；（3）串行结构；（4）树形结构。（4分）常见融合策略：（论述其中4中即可，共计6分）（1）“与”融合检测准则；（2）“或”融合检测准则；（3）表决融合检测准则；（4）最大后验概率融合检测准则；（5）Neyman-Pearson融合检测准则；（6）贝叶斯融合检测准则；（7）最小误差概率准则14 举例说明日常生活中人的目标识别融合过程，至少包含3中感知器官。答：例如人类识别水或酒精的过程，用眼睛，鼻子和舌头来获取观察对象的信息，分别用来看对象的颜色，闻气味，还有尝味道。对这三种信息分别进行分析与判别，最后综合这几种信息，对观察对象进行分析判断。二、计算题一（共30分，结果保留小数点后一位有效数字）15 （本题20分）识别框架A，B，C，该识别框架下的两个证据E1,E2，相应的基本置信度指派函数m1, m2分别为：根据DS证据理论，求：1)第一条证据识别框架幂集下各子集的信任度和似真度。2)两个证据合成后的Mass值。解：（1）信任度 （1） （2） （3） （4） 似真度 （5） （6） （7）（8）（9）（10） （2）（14） （16）（18） （20）16 （本题10分）设识别框架为=1, 2，已知两个相关源证据E1，E2分别由两个独立证据Eh1，Eh2和一个相关源Eh构成，已知Eh1，Eh2和Eh的基本概率指派值如下：mh1(1)=0.1, mh1(2)=0.6, mh1()=0.3mh2(1)=0.2, mh2(2)=0.5, mh2()=0.3mh(1)=0.1, mh(2)=0.5, mh()=0.4求两个证据E1，E2融合后的基本置信度（BPA）值是多少？解：先将Eh1与Eh2融合： （2）（3）（4） （5）再与Eh融合： （7）（8）（9） （10）三、计算题二（任选其中一题解答，计算结果保留小数点后1位有效数字，本题10分）17 设两个医生给同一个病人诊断疾病，甲医生认为感冒的可能性是0.9，说不清病症的可能性0.1；乙医生认为0.2的可能性是肺炎，0.8的可能性是说不清楚的病症；请问患者是感冒的这种可能性落在什么范围内？解：由甲医生得到证据体E1：(感冒)=0.9 =0.1 由乙医生得到证据体E2：(肺炎)=0.2 =0.8将E1与E2融合：k=(感冒)(肺炎)=0.90.2=0.18 （1） （2） （3） （4）Bel（感冒）=0.9 （7）Pl（感冒）=0.9+0.1=1 （10）则患者为感冒的信任区间为0.9,1。18 假定设备的故障有四种类型构成假设空间H=h1,h2,h3,h4，而检测获取的系统状态估计分别是z1,z2O。现在已知两种给定状态zi下的mass函数如下：且z1,z2发生的概率分别是P(z1)=0.8，P(z2)=0.2，求两种状态作用下，各命题的信任区间？解： （1） （2） （3） （4） （5） （6） （7） （8） （9） （10）从而h1的信任区间是0.14,0.86，h1,h2的信任区间是0.86,0.92，h3,h4的信任区间是0.08,0.14，h2,h3,h4的信任区间是0.14,0.86。- 15 -