楊敬松 洪 力 姚振靜（防災(zāi)科技學(xué)院，河北三河 605201）

基于DSmT的多傳感器協(xié)同生命探測(cè)技術(shù)研究

楊敬松 洪 力 姚振靜
（防災(zāi)科技學(xué)院，河北三河 605201）

多傳感器協(xié)同生命探測(cè)平臺(tái)是通過(guò)振動(dòng)傳感器和紅外傳感器，采集并提取生命體發(fā)出的聲波信號(hào)（被困者呻吟、呼喊、爬動(dòng)、敲打等產(chǎn)生的音頻聲波）和救援現(xiàn)場(chǎng)的紅外圖像，將上述采集到的有用信息，經(jīng)過(guò)決策級(jí)信息融合處理，對(duì)生命體進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別，為制定行之有效的救援方案提供決策支持，如何對(duì)多個(gè)傳感器獲得的信息進(jìn)行融合，提高對(duì)目標(biāo)的識(shí)別能力，是目前多傳感器協(xié)同生命探測(cè)技術(shù)研究的熱點(diǎn)。

D-S理論適合于無(wú)先驗(yàn)信息的融合，但在證據(jù)發(fā)生高沖突情況下，證據(jù)理論會(huì)產(chǎn)生與直覺(jué)相反的結(jié)論。很多文獻(xiàn)認(rèn)為這是組合規(guī)則造成的并加以改進(jìn)，但是效果不是十分理想。針對(duì)這種情況，Dezert和Smarandache等人在2002年提出了DSmT。

在運(yùn)用DSmT進(jìn)行生命體識(shí)別時(shí)，首先要定義識(shí)別框架，其次計(jì)算廣義基本信度分配函數(shù)，然后根據(jù)DSmT的組合規(guī)則對(duì)廣義基本信度分配函數(shù)進(jìn)行組合，最后按某種符合實(shí)際需要的識(shí)別規(guī)則對(duì)生命體進(jìn)行識(shí)別。

本文設(shè)計(jì)的生命體識(shí)別框架Θ={A，B，C}，這里A表示有幸存者，B表示無(wú)幸存者，C表示不確定。多傳感器協(xié)同生命探測(cè)平臺(tái)一共有2個(gè)信息源（紅外信息源和聲波振動(dòng)信息源），每個(gè)信息源有2位專家給出生命體的概率賦值，即一共2個(gè)證據(jù)源。采用最大的合成信度規(guī)則作為生命體識(shí)別的決策規(guī)則。

為了驗(yàn)證用DSmT在多傳感器協(xié)同生命探測(cè)中的有效性，下面給出了一個(gè)紅外與聲波協(xié)同生命探測(cè)的實(shí)例。有2類傳感器（紅外傳感器和低頻振動(dòng)傳感器）同時(shí)對(duì)一個(gè)目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)，并由2名專家分別給出了每種傳感器的廣義基本信度分配，然后分別使用D-S證據(jù)推理、和DSmT來(lái)對(duì)4個(gè)證據(jù)源進(jìn)行合成，通過(guò)結(jié)果對(duì)比分析D-S證據(jù)推理和DSmT的生命體識(shí)別效果．其中DSmT采用混合DSm組合規(guī)則。

表1為2名專家分別根據(jù)紅外傳感器和振動(dòng)傳感器的反饋信息給出的基本信度賦值函數(shù)。其中m11表示第一位專家根據(jù)紅外圖像信息給出的基本信度賦值；m12表示第一位專家根據(jù)聲波信息給出的基本信度賦值；m21表示第二位專家根據(jù)紅外圖像信息給出的基本信度賦值；m22表示第二位專家根據(jù)聲波信息給出的基本信度賦值。各種方法對(duì)4條證據(jù)的合成識(shí)別結(jié)果如表2所示。

表1　基本信度賦值函數(shù)

圖2 對(duì)4條證據(jù)的識(shí)別結(jié)果

由表2結(jié)果可知，D-S方法得出了與直覺(jué)相悖的結(jié)果，將目標(biāo)身份判定為無(wú)幸存者，并且第2條證據(jù)具有“一票否決權(quán)”，再多的證據(jù)支持有幸存者都被否決，發(fā)生了很嚴(yán)重的錯(cuò)誤。DSmT判斷為有幸存者，得到了滿意的判決結(jié)果，解決了高沖突證據(jù)帶來(lái)的問(wèn)題．當(dāng)考慮將得到的不確定身份進(jìn)行分配時(shí)，DSmT能夠得到更好的效果，這也是DSmT改進(jìn)的重要方向。結(jié)果表明，DSmT解決了證據(jù)沖突時(shí)的證據(jù)組合問(wèn)題，能夠很好地應(yīng)用在生命體識(shí)別中。為制定高效可行的救援方案提供決策依據(jù)，降低救援時(shí)間，提高救援效率，減小災(zāi)害損失。