(高清版)GB∕T 37686-2019 物聯(lián)網 感知對象信息融合模型

ICS35.110GB/T37686—2019物聯(lián)網感知對象信息融合模型國家市場監(jiān)督管理總局中國國家標準化管理委員會GB/T37686—2019 I 2 35.10級融合—信號檢測 35.21級融合—對象估計 35.32級融合—態(tài)勢估計 65.43級融合—影響估計 5.54級融合—過程精煉 85.65級融合—認知精煉 96物聯(lián)網參考體系結構中的信息融合 6.1概述 6.2各域與信息融合的關系描述 6.3信息傳輸描述 附錄A(資料性附錄)基于物聯(lián)網信息融合的疾病診斷系統(tǒng) IGB/T37686—2019請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別這些專利的責任。本標準由全國信息技術標準化技術委員會(SAC/TC28)提出并歸口。1GB/T37686—2019物聯(lián)網感知對象信息融合模型本標準提出了物聯(lián)網感知對象信息融合的概念模型，描述了感知對象信息融合在物聯(lián)網參考體系結構中的位置。本標準適用于物聯(lián)網系統(tǒng)感知對象信息融合的設計和開發(fā)。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文GB/T33474—2016物聯(lián)網參考體系結構GB/T33745—2017物聯(lián)網術語3術語和定義GB/T33745—2017、GB/T33474—2016界定的以及下列術語和定義適用于本文件。3.1感知對象sensingobject通過感知設備采集信息的物理實體。3.2信息融合informationfusion3.3時空統(tǒng)一timeandspaceunification將輸入的各局部時間和空間坐標下的信息變換到統(tǒng)一的系統(tǒng)基準時間和空間坐標下。3.4除或減少空間及其他特征誤差。3.53.6信號檢測signaldetection標信號的處理過程。2GB/T37686—20193.73.83.93.10影響估計effectestimate以定量形式估計預測態(tài)勢在物聯(lián)網系統(tǒng)中的作用和影響的處理過程，其中對應用目標不利的影響3.11融合級別fusionlevel在信息融合中用來確定信息融合內容的標識。注：本標準定義的信息融合概念模型中，包括6個融合級別，即0級融合：信號檢測；1級融合：對象估計；2級融合：4概念模型物聯(lián)網感知對象信息融合概念模型如圖1所示。0級融合信息源數據管理4級融合過程精煉支持數據庫融合數據庫2級融合5級融合1級融合對象估計3級融合別，各級別之間通過信息交互實現融合目標。圖1中，信息融合以總線結構連接，根據物聯(lián)網的輸出：信號檢測、對象估計、態(tài)勢估計或影響估計等的產品。其中0級到3級融合可以根據3GB/T37686—2019需求進行單級或多級組合進行。4級和5級兩個融合級別是對前四個融合級別中一個或多個1)信號檢測和對象估計是針對單一對象的信息融合，產生單一對象的信號、屬性和狀態(tài)2)態(tài)勢估計和影響估計是針對多個對象的信息融合，產生多個對象之間、對象與環(huán)境等要素之間的關系估計，其對軍事物聯(lián)網系統(tǒng)的決策指揮與控制應用、民用物聯(lián)網系統(tǒng)關注對象的控制和預警應用具有重要意義；3)過程精煉和認知精煉包括對各級融合效能的評估，對融合過程的反饋控制，以及基于人的認知判斷對融合過程的優(yōu)化控制。c)數據管理：包括支持數據庫和融合數據庫及其管理。支持數據庫主要包含各級融合過程需要5.10級融合一信號檢測0級融合信號檢測的輸入是各種感知設備采集的原始測量信號，輸出是檢測出的信號數據，作為10級融合一信號檢測信號融合信號關聯(lián)誤差補償時信號融合信號關聯(lián)誤差補償時空統(tǒng)一信號檢測結果數據信號檢測結果數據——時空統(tǒng)一：對輸入的多源信號進行時間和空間變換。時間統(tǒng)一是將輸入的不同步時鐘下的測量信號變換到融合系統(tǒng)的基準時標下?？臻g統(tǒng)一是將輸入的各局部坐標系下的測量信號變換成源于同一對象的測量信號集合；5.21級融合一對象估計對象估計的輸入是各類感知設備采集的數據、0級融合輸出的信號檢測數據，并結合支持數據庫數4GB/T37686—2019性及其可信程度估計；輸出結果作為態(tài)勢估計和影響估計的輸入，也可直接提供給用戶使用。如圖3時空統(tǒng)一誤差補償數據關聯(lián)狀態(tài)估計的輸入信息是0級融合的信號檢測結支持數據庫誤差補償狀態(tài)估計數據關聯(lián)狀態(tài)預測時空統(tǒng)一輸入的不同時鐘源下的數據變換到融合系統(tǒng)的基準時標下?？臻g統(tǒng)一是將輸入的各局部坐標系下的空間數據變換到融合系統(tǒng)的基準空間坐標系下，包括坐標變換和計量單位統(tǒng)一等；5GB/T37686—2019象的狀態(tài)參數估計及估計精度；對象屬性識別是按照輸入對象屬性信息級別的不同(數據級、特征級、判定級),分別采用相應的對數據級屬性識別如圖5所示，當輸入信息為感知設備采集的數據屬性分類判定數據關聯(lián)特征提取數據配準數據融合特征級屬性識別如圖6所示，當輸入信息是0級融合檢測出的信號特征或感知設備提取出的對象特征級信息時，進行特征配準(包括時空統(tǒng)一和特征誤差補償),并參照對象狀態(tài)估計信息進行特征關特征數據融合屬性分類判定特征配準特征關聯(lián)判定級屬性識別如圖7所示，當輸入信息是對象屬性局部判定結果信息時，對多個局部判定級數據進行配準(包括時空統(tǒng)一和判定誤差補償),然后參照對象狀態(tài)估計信息對多個局部判定結論進行關聯(lián)，6GB/T37686—2019局部判定關聯(lián)局部判定配準判定融合5.32級融合一態(tài)勢估計息以及人的認知和判定信息，并利用支持數據庫中的態(tài)勢支持數據和融合數據庫中已有案例及先驗知估計結果作為影響估計的輸入，還可反饋1級融合，提升和完善對象屬性識別的正確性，也給用戶使用。態(tài)勢估計如圖8所示。關系估計生成持數據庫和融合數據庫中的態(tài)勢信息估計場景中的各對象之間以及對象與環(huán)境要素/外部要素之間可7GB/T37686—2019現了當前的態(tài)勢狀態(tài)。采用數據挖掘或相關的數據處理技術，從觀測態(tài)勢中提取態(tài)勢狀態(tài)(對象意圖與行為狀態(tài)，控制主體與控制對象之間，以及控制對象之間關系狀態(tài)與能力估計等),各態(tài)勢狀態(tài)及其之間的關系構成估計態(tài)勢預測是基于觀測態(tài)勢和估計態(tài)勢，通過主要態(tài)勢元素和態(tài)勢狀態(tài)的變化，并參照歷史態(tài)勢案5.43級融合一影響估計影響估計如圖9所示，其輸入主要是態(tài)勢估計產生的預測態(tài)勢和應用需求，以及人關于影響的認知并結合支持數據庫和融合數據庫實現影響要素估計和影響狀態(tài)預測；其中影響要素估計包括影響能力以及預警與控制。影響估計的結果以圖形和文字報告形式直接提供給用戶，作為其制定應對方案和執(zhí)行控制服務的依據。3級融合一影響估計3級融合一影響估計影響要素估計影響能力估計預測態(tài)勢影響意圖估計影響時機估計支持數據庫預警與控制方案影響事件預測人的認知與預測影響效果預測影響行為預測融合數據庫預警與控制8GB/T37686—2019方案或對象控制指令。5.54級融合一過程精煉過程精煉的輸入是信息融合應用需求和0級～3級的融合結果，輸出是對0級～3級融合產品性能煉包括對融合過程評估和優(yōu)化控制兩部分，通常是自主進行的，最終產生優(yōu)化的融合產品。如圖100級～3級融合產品信息源性能/效能評估估圖10過程精煉過程評估是以融合應用需求為依據，對0級～3級融合產品的性能和效能進行綜合評估，以及對信9GB/T37686—2019現融合過程的綜合優(yōu)化。優(yōu)化控制的功能包括：——信息處理資源優(yōu)化調整：動態(tài)控制和調整0級～3級信息處理過程，包括軟/硬件功能、算法軟信的及時性和網絡帶寬的充分利用；——運行過程動態(tài)控制：基于優(yōu)化配置和控制/管理方案，動態(tài)控制0級～3級融合過程中軟硬件和網絡的運行狀態(tài)。5.65級融合一認知精煉認知精煉的輸入是0級～4級融合產品、融合資源和在人機界面輸入的人的認知能力，輸出是融合系統(tǒng)認知改進方案優(yōu)化控制指令，最終實現認知反饋控制。認知精煉包含對0級～4級融合的認知輔0級～4級融合產品融合系統(tǒng)認知改進方案認知交互——為0級融合提供信息價值和質量需求；——為1級融合提供對象處理優(yōu)先級；——為2級融合提供周邊/外部信息；GB/T37686—2019——為3級融合提供影響意圖與期望值；本章給出了GB/T33474—2016中的物聯(lián)網參考體系結構與信息融合部件的關系，描述了物聯(lián)網外部系統(tǒng)接口外部系統(tǒng)接口其他融合系統(tǒng)接口其他融合系統(tǒng)接口用戶域用戶域0級～3級融合模塊基礎數據庫外部數據庫2級融合模塊gg級融合模塊融合融合數據庫4級4級融合模塊0級融合模塊4傳感器傳感器系統(tǒng)5物聯(lián)網網關系統(tǒng)感知設備域圖12物聯(lián)網參考體系結構中的信息融合GB/T37686—20196.2各域與信息融合的關系描述各域與信息融合的關系描述見表1。表1各域與信息融合的關系域與信息融合關系描述目標對象域信息融合中的對象，包括對象和控制對象感知控制域通過對對象的感知和對控制對象的狀態(tài)控制，提供信息融合的信息源。部分物聯(lián)網系統(tǒng)中完成0級融合、1級融合服務提供域部分物聯(lián)網系統(tǒng)中完成0級融合、1級融合；完成2級融合、3級融合和5級融合；提供各級融合所需的支持數據庫和融合數據庫；每級融合產品可以單獨或組合提供服務，包括但不限于控制服務、決策服務和預警服務等運維管控域完成4級融合，實現對信息融合產品質量的提升和系統(tǒng)資源的維護與控制資源交換域提供外部數據獲取接口；提供其他融合系統(tǒng)接口用戶域提供用戶應用服務和應用服務需求具備信息融合功能的物聯(lián)網系統(tǒng)信息傳輸描述見表2。表2信息傳輸描述序號實體名稱1實體名稱2信息傳輸描述1感知對象感知設備感知設備采集對象的時間、空間、特征等信息(信號或數據)2感知設備物聯(lián)網網關單個或多個感知設備采集的信號/數據傳輸至網關3感知設備0級融合模塊單個或多個感知設備采集的信號傳輸至0級融合模塊4物聯(lián)網網關0級融合模塊采集信號/數據經網關傳輸至0級融合模塊5物聯(lián)網網關1級融合模塊采集信號/數據經網關傳輸至1級融合模塊6感知設備1級融合模塊單個或多個感知設備采集的數據傳輸至1級融合模塊70級融合模塊1級融合模塊0級融合模塊的產品輸入1級融合模塊81級融合模塊2級融合模塊1級融合模塊的產品輸入2級融合模塊92級融合模塊3級融合模塊2級融合模塊的產品輸入3級融合模塊外部系統(tǒng)接口外部數據庫由外部系統(tǒng)提供的外部數據、環(huán)境數據等存儲至外部數據庫支持數據庫0級～3級融合模塊0級～3級融合模塊從支持數據庫獲取所需的數據(一般為實時性要求不高的數據)其他融合系統(tǒng)接口0級～3級融合模塊0級～3級融合模塊從其他融合系統(tǒng)獲取所需的數據(一般為實時數據)融合數據庫0級～3級融合模塊0級～3級融合模塊從融合數據庫獲取所需的典型案例數據；0級～3級典型融合產品存儲至融合數據庫(一般作為后續(xù)融合的參考案例)融合數據庫4級融合模塊4級融合模塊獲取融合數據庫中的數據GB/T37686—2019表2(續(xù))序號實體名稱1實體名稱2信息傳輸描述0級～3級融合模塊4級融合模塊0級～3級融合模塊的產品輸出至4級融合模塊；4級融合模塊對0級～3級融合模塊發(fā)送性能改進方案和對融合資源的優(yōu)化控制指令感知設備及網關4級融合模塊感知設備及網關發(fā)送采集的信號/數據至4級融合模塊；感知設備及網關獲取4級融合模塊發(fā)送的改進方案和優(yōu)化控制指令融合數據庫5級融合模塊5級融合模塊從融合數據庫中獲取所需的數據；5級融合模塊的產品存儲至融合數據庫5級融合模塊0級～3級融合模塊5級融合模塊對0級～3級融合模塊的優(yōu)化控制人機交互系統(tǒng)5級融合模塊人的認知能力對融合的優(yōu)化控制；5級融合模塊通過人機交互提供應用服務0級～3級融合模塊服務提供模塊0級～3級融合模塊的產品輸出并提供相關服務0級～3級融合模塊人機交互系統(tǒng)0級～3級融合模塊的產品通過人機交互系統(tǒng)提供相關應用服務；應用需求通過人機交系統(tǒng)互輸入0級～3級融合模塊服務提供模塊人機交互系統(tǒng)服務提供實體通過人機交互系統(tǒng)輸出融合結果數據和控制服務、決策服務、預警服務等服務提供模塊控制設備由服務提供模塊發(fā)送控制指令至控制設備；控制設備發(fā)送響應至服務提供模塊控制設備控制對象控制設備發(fā)送控制指令，實現對對象的控制注：表中序號對應圖12中序號。GB/T37686—2019(資料性附錄)基于物聯(lián)網信息融合