原標題：光電傳感器技術(shù)介紹，傳感器技術(shù)之多傳感器信息融合

光電傳感器技術(shù)以光電子學為基礎，以光電子器件為主體，研究和發(fā)展光電信息的形成、傳輸、接收、變換、處理和應用。光電傳感器是采用光電元件作為檢測元件的傳感器，它首先把被測量的變化轉(zhuǎn)換成光信號的變化，然后借助光電元件進一步將光信號轉(zhuǎn)換成電信號。

一、光電傳感器的組成

光電傳感器一般由光源、光學通路和光電元件三部分組成。具體來說，光電傳感器在一般情況下由發(fā)送器、接收器和檢測電路三部分構(gòu)成。發(fā)送器對準目標發(fā)射光束，發(fā)射的光束一般來源于半導體光源，如發(fā)光二極管（LED）、激光二極管及紅外發(fā)射二極管。接收器由光電二極管、光電三極管、光電池等組成。在接收器的前面裝有光學元件，如透鏡和光圈等，而在其后面則是檢測電路，用于濾出有效信號并應用該信號。

二、光電傳感器的工作原理

光電傳感器的工作原理基于光電效應，即當物體受到光線照射時，其內(nèi)部的電子吸收了光子的能量后改變狀態(tài)，自身的電性質(zhì)也會發(fā)生改變。根據(jù)光電效應的不同機制，光電傳感器可以分為基于外光電效應類型、基于光電導效應類型和基于光生伏特效應三種類型。

三、光電傳感器的應用

光電傳感器具有精度高、反應快、非接觸、參數(shù)多、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，在工業(yè)自動化、電子設備、通信技術(shù)等領域有廣泛應用，如LED照明、安防、智能家居、智能交通、智能農(nóng)業(yè)、玩具、可穿戴設備等數(shù)碼電子產(chǎn)品。未來隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和普及，光電傳感器應用將滲透到人類生活的方方面面。

傳感器技術(shù)之多傳感器信息融合

一、多傳感器信息融合的概念

多傳感器信息融合，又稱多傳感器數(shù)據(jù)融合，是對多種信息的獲取、表示及其內(nèi)在聯(lián)系進行綜合處理和優(yōu)化的技術(shù)。它從多信息的視角進行處理及綜合，得到各種信息的內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律，從而剔除無用的和錯誤的信息，保留正確的和有用的成分，最終實現(xiàn)信息的優(yōu)化。

二、多傳感器信息融合的層次結(jié)構(gòu)

多傳感器融合在結(jié)構(gòu)上按其在融合系統(tǒng)中信息處理的抽象程度，主要劃分為三個層次：數(shù)據(jù)層融合、特征層融合和決策層融合。

1. 數(shù)據(jù)層融合：也稱像素級融合，首先將傳感器的觀測數(shù)據(jù)融合，然后從融合的數(shù)據(jù)中提取特征向量，并進行判斷識別。數(shù)據(jù)層融合需要傳感器是同質(zhì)的（傳感器觀測的是同一物理現(xiàn)象），如果多個傳感器是異質(zhì)的（觀測的不是同一個物理量），那么數(shù)據(jù)只能在特征層或決策層進行融合。數(shù)據(jù)層融合不存在數(shù)據(jù)丟失的問題，得到的結(jié)果也是最準確的，但計算量大，且對系統(tǒng)通信帶寬的要求很高。

2. 特征層融合：特征層融合屬于中間層次，先從每種傳感器提供的觀測數(shù)據(jù)中提取有代表性的特征，這些特征融合成單一的特征向量，然后運用模式識別的方法進行處理。這種方法的計算量及對通信帶寬的要求相對降低，但由于部分數(shù)據(jù)的舍棄，其準確性有所下降。

3. 決策層融合：決策層融合屬于高層次的融合，由于對傳感器的數(shù)據(jù)進行了濃縮，這種方法產(chǎn)生的結(jié)果相對而言最不準確，但它的計算量及對通信帶寬的要求最低。

三、多傳感器信息融合的算法

融合算法是融合處理的基礎，它將多元輸入數(shù)據(jù)根據(jù)信息融合的功能要求，在不同融合層次上采用不同的數(shù)學方法，對數(shù)據(jù)進行綜合處理，最終實現(xiàn)融合。目前已有大量的融合算法，它們都有各自的優(yōu)缺點，總體上可以分為三大類型：嵌入約束法、證據(jù)組合法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡法。

四、多傳感器信息融合的應用

多傳感器信息融合技術(shù)已廣泛應用于C3I系統(tǒng)、復雜工業(yè)過程控制、機器人、自動目標識別、交通管制、慣性導航、海洋監(jiān)視和管理、農(nóng)業(yè)、遙感、醫(yī)療診斷、圖像處理、模式識別等領域。與單傳感器系統(tǒng)相比，運用多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)在解決探測、跟蹤和目標識別等問題方面，能夠增強系統(tǒng)生存能力，提高整個系統(tǒng)的可靠性和魯棒性，增強數(shù)據(jù)的可信度，并提高精度，擴展整個系統(tǒng)的時間、空間覆蓋率，增加系統(tǒng)的實時性和信息利用率等。

綜上所述，光電傳感器技術(shù)和多傳感器信息融合技術(shù)都是傳感器技術(shù)領域的重要組成部分，它們在不同的應用場景中發(fā)揮著重要的作用。