آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

:مدرس

مقداد خزایی

دانشجوی دکتری مکانیک بیوسیستم

دانشگاه تربیت مدرس

فرادرسراهبرد تلفیق داده و کاربردهای آن

FaraDars.org

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

(تلفیق سیگنال ها)تلفیق در سطح داده

Data Level Fusion (Signal Fusion)

2

فرادرس

FaraDars.org

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

مبانی و تعریف کلیاتبهتلفیقیلسیگناازسپس.شوندمیتلفیقیکدیگربامستقیمااطالعاتیمختلفمنابعهایدادهروشایندر

.شودمیاستفادهبندیطبقهوویژگیاستخراجسیگنال،پردازشمانندمراحلدیگرورودیعنوان

وعنبودنیکسانضرورتبهتوانمیآنجملهازکهاستفراوانیهایمحدودیتدارایدادهسطحدرتلفیققتلفییکدیگرباراارتعاشوصداهایدادهتواننمیروشایندرمثالعنوانبه.کرداشارهورودیهایداده.ردکترکیبیکدیگرباراآنهابتوانتاباشندسنجارتعاشنوعازحسگردوهربایستمیبلکهنمود،

تنهاه،دادسطحدرتلفیقدر.استعددیهایدادهتلفیقدرناتوانیروشاینمهمبسیارهایمحدودیتدیگرازتواننمیروشایندربهترعبارتبه.کردتلفیقیکدیگرباراارتعاشوصدامانندشکلموجیهایدادهتوانمیطح،سایندرهادادهتلفیقذاتیهایمحدودیتعلتبه.کرداستفادهفرسایشیذراتیاروغنآنالیزهایدادهاز

مقابلدرعیبسیگنالتقویتبرایآنازمعموالوداردسطوحدیگربهنسبتمحدودتریکاربردهایروشاین.گرددمیاستفادهنوفهسیگنال

3

فرادرس

FaraDars.org

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

مبانی و تعریف کلیات

تلفیق داده در سطح سیگنال 4

فرادرس

FaraDars.org

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

نگین وزنیاروش می

بهروشاین.داراستدیگرهایروشتماممیاندرراکاربردبیشترینسادگی،علتبهوزنیمیانگینروش

.استمعایبیومزایادارایخودینوبه

این.ردکاشارهنبودنبرهزینهوباالسرعتکم،نسبتامحاسباتبودن،فهمقابلبهتوانمیآنمزایایاز

مورددقتبهنسبتباالتریسرعتنیازمندکهسادههایسیستمدروزنیمیانگینروشتاشدهباعثمزایا

.باشدمناسبیروشهستند،نیاز

وهاشاخصوزنآوردندستبهسختیوزیادهایفرضتر،پاییندقتتوانمیآنمعایبازهمچنین

.کرداشارهشواهد

5

فرادرس

FaraDars.org

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

معادالت

.هستندوزنیکدارای(سنسورها)هادادهآوریجمعمنابعازیکهرروشایندرمنابعتعدادnنهایتدرواطالعاتیمنبعهروزنwبررسی،موردهدفیشمارهjمنبع،هریشمارهiاگر

:آنگاهباشند،مااطالعاتی

𝑦 =

𝑖=1

𝑛

w i, j ∗ x(i, j)

6

𝑖=1

𝑛

w i, j = 1

فرادرس

FaraDars.org

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

تعیین وزن شواهد

ارشاهدآنوزنتوانمیاطالعاتی،منبعهردقتواطمینانیدرجهومتخصصفردیتجربهدانش،طریقاز

.استدادهافزایشراروشاینخطایفردیتشخیصبرمبتنیهایفرضاین.کردتعیین

ازفادهاستآنهاترینمهم.استشدهمعرفیسنسورهروزنیبهینهانتخاببرایتریپیشرفتههایروشامروزه

هکترتیببدین.باشدمیهادادهتحلیلسیستمبهشدهدادهآموزشهایدادهازحاصلیآمدهدستبهدقت

.نیمکمیپیاده(مصنوعیعصبییشبکهمثال)خودنظرموردتحلیلروشرویراسنسورهرازحاصلهایداده

رفتهگنظردروزنیآنانهایخروجیازهریکبرایها،سیستمآموزشدرآمدهدستبهدقتازاستفادهباسپس

.شودمی

7

فرادرس

FaraDars.org

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

:باشیمداشتههرگاهروشایندرn:(سنسورها)اطالعاتیمنابعتعداد:wسنسوربرایشوندهتعیینوزنiامa:سنسورهایدادهآموزشازحاصلدقتiام

:کنیممیاستفادهوزنهاآوردندستبهبرایمقابلفرمولاز

برقراری شرط مهم

8

𝑖=1

𝑛

w i, j = 1w i, j =a i, j

𝑖=1

𝑛)𝑎(𝑖, 𝑗= 1

فرادرس

FaraDars.org

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

پاالیه کالمن

.استکنندهبینیپیشهایالگوریتمبهترینازیکیکالمنپاالیه

میویزینهایسیگنالدریافتشرایطدرروشبهتریننیزوخطاضریبکمترینداراینااریب،خطی،مدلاین

.استتهرفکاربههاماشیندرناگهانیعیوبرخدادبینیپیشدرآمیزیموفقیتطوربهکالمنپاالیه.باشد

:شودمیگرفتهنظردرزیرشکلبهخروجیهایدادهونویزسیستم،حالتبینیرابطهروشایندر

( , )k k kz h x v

9

فرادرس

FaraDars.org

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

تشریح معادله

xواستسیستمحاضرحالاطالعاتتمامشاملاینجادرhحالتکهاستخطیغیرتابعیxمیمربوطخروجیبهرا

.سازد

Zماستسیستمحالتازتابعیشدهگیریاندازههایداده.استشدهگیریاندازههایدادهیاوخروجیاینجادر.

درسیستمحالتچگونگییدربارهحدسبهکالمنپاالیهتوسطهادادهتحلیلازآمدهدستبهنتایجاستفادهباروایناز

.استنویزمیزانگرنشانفرمولایندر.پردازیممیآیندهدرآنحالتبینیپیشنیزوحاضرحال

10

فرادرس

FaraDars.org

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

تاکیدباوتهگذشحاالتهایدادهازاستفادهباکالمنیپاالیهدرآیندهدرآنبینیپیشوکنونیوضعیتتعیین

.گیردمیانجامحالزمانبهنزدیکترهایدادهبربیشتر

نویزمیزانیزنوورودیدرکنترلاعمالگذشته،حالتازتابعیسیستم،کنونیحالتکهکندمیبیانزیرفرمول

بهآشناهایدادهعمدیورود)ورودیدرکنترلاعمالبهuسیستم،حالتبهxفرمولایندر.باشدمی

.هستندمربوطنویزبهمجدداwنهایتدرو(سیستم

1 1 1( , , )k k k kx f x u w

11

فرادرس

FaraDars.org

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

شودیمتبدیلتریسادهفرمولبهفرمول(کنیمفرضخطیراآنبتوانیمیا)باشدخطیfتابعکهشرایطیدر:

هستندشرایطبهوابستهوضرایبماتریسQوPآندرکه

1 1. .k k k kx P x Q u w

12

فرادرس

FaraDars.org

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

یابطهرصورتبهراخروجیهایدادهوسیستمحالتبینیرابطهتوانیممینهایتدرهافرضاینبهتوجهبا.استمربوطhخطیغیرتابعبهوشرایطبهواستثابتضرایبماتریسHپارامترآندرکهکنیمتبیین

.k k kz H x vدرسیستمحالتچگونگییدربارهحدسبهکالمنپاالیهتوسطهادادهتحلیلازآمدهدستبهنتایجاستفادهبا

.پردازیممیآیندهدرآنحالتبینیپیشنیزوحاضرحال.استنوفهمیزانگرنشانvفرمولایندر

13

فرادرس

FaraDars.org

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

تاکیدباوتهگذشحآالتهایدادهازاستفادهباکالمنیپاالیهدرآیندهدرآنبینیپیشوکنونیوضعیتتعیین

.گیردمیانجامحالزمانبهنزدیکترهایدادهبربیشتر

.داردکاربردخطیشرایطدرهادادهتحلیلبرایتنهاروشاینکهاستآنکالمنپاالیهبزرگاشکال

بردهایکاردربیشتروشدهمحدودمکانیکیکاربردهایدرکالمنپاالیهکاربردتااستشدهباعثنقصاین

وندارددوجوخطیشرایطعملدرمکانیکیشرایطدرکهچرا.گیردقراراستفادهموردالکترونیکیوکنترلی

.استفراوانخطایباهمراهاغلبنیزخطیشرایطفرض

14

فرادرس

FaraDars.org

آموزش تلفیق داده یا Data Fusion

faradars.org/fvdm9405

این اسالید ها بر مبنای نکات مطرح شده در فرادرس« Data Fusionآموزش مبانی و کاربردهای راهبرد تلفیق داده یا »

.تهیه شده است

.برای کسب اطالعات بیشتر در مورد این آموزش به لینک زیر مراجعه نمایید

faradars.org/fvdm9405

15

فرادرس

FaraDars.org