TELKOM NIKA Indonesia n  Journal of  Electrical En gineering   Vol.12, No.7, July 201 4, pp . 5316 ~ 53 2 3   DOI: 10.115 9 1 /telkomni ka. v 12i7.561 1          5316     Re cei v ed  Jan uary 9, 2014;  Re vised Feb r uar y 23, 201 4 ;  Accepte d  March 10, 201 4   Algorithm of Multi Sensor Data Fusion Based on BP  Neural Network and Multi-scale Model Predictive  Control      Guo Wa ng*, Dong  Dai   Dep a rtment of computer sci en ce and tec hno l o g y , Hen an Me chan ical a nd El ectrical En gin e erin g Col l eg e,   Hen an  Xin x ia n g , 4530 03, Ch i n a   *Corres p o ndi n g  author, e-ma i l : edu w a n ggu o @ 16 3.com       A b st r a ct   Multi sensor d a ta fusion is the data fro m  mu lt ipl e  sens o r s and infor m ation fro m   th e   rel e van t   datab ase  are   combi ned,  w h i c h o b tai ned  j u dg me nt a nd d e scripti on  th at can not achi ev the   g oal,  mo re  accurate a nd c o mpl e te by an y singl e sensor . BP neural net w o rk is a kind of artificial n e u r al netw o rk ba se d   on error b a ck- prop agati on a l gorith m . It ado pts addi ng h i d den  l a yer, to e s timate th e err o r directly l e a d ing   layer  of  output  lay e r by  the  e rror o u tput. T h e p a p e r pr ese n ts Alg o rith of multi  se nsor  data  fusi on  ba se d   on BP n eur al  netw o rk and  multi-scal e   mo d e l pr edictiv e c ontrol. T he  mu lti-scale  mod e l  pred ictive co n t rol  can not o n ly ob tain the prev io us infor m ati on,  and in cr eas e the flexi b il ity in mo de lin g an d opti m a l  phas e.      Ke y w ords :  BP  neura l  netw o rk, multi se nsor,  data fusio n , multi-scal e  mod e l  pred ictive con t rol    Copy right  ©  2014 In stitu t e o f  Ad van ced  En g i n eerin g and  Scien ce. All  rig h t s reser ve d .       1. Introduc tion  Equation of  state, the tran sfer fu nctio n   of  this kind of  traditional   m odel can be  u s ed as a  predi ctive mo del. For line a r stable obj ect ,  even the  step respon se, i m pulse re sp o n se of this  ki nd   of non  param eter mo del, a l so  can  be  di rectly u s e d  a s  p r edi ction  model. In a d d ition, nonli n ear  system, a di stributed p a ra meter  system  model, a s   lo ng a s  have t he fun c tion, also  can  be i n  of  the predi ctive co ntrol fo r t h is  cl a s s of  system  as a  model, the r ef ore, the  p r ed ictive control   to  brea k the  stri ct req u irem e n ts on the m odel struct u r e  of conventio nal co ntrol, a nd more focu s on  the ba sis of  the inform ation a c cording  to the  fun c ti onal req u ire m ents acco rding  to  th e most  conve n ient way of the model wa s esta bli s he d.  BP neural n e twork i s  a kin d  of two or mo re than two la yers BP neu ral netwo rk ha s, inter  layer ne uro n s to achi eve fu lly conn ecte d, i.e. eac neu ron in  ea ch n euro n  an d th e upp er laye r is  con n e c ted to  the right, a nd ne uro n  la yer witho u t conne ction. A  typical BP netwo rk i s  th ree  layered fee d  forward hierarchi c al net work, that  is: input layer, hidd en layer an d output layer.   Obtaine d  fro m  the sen s o r  data to discri minate analy s is, the p u rp o s e is to b e tter classify  the data,  and  the ultimate   purp o se of th is rese a r ch is to better se nso r  m ana ge ment [1]. Mul t s e ns or   d a t a  fu s i on   r e fe rs to  d a t a fr om  mu ltip le   s e nso r s ar e mu lti  le ve l, mu lti as p e c t  an d mu lti  levels of p r o c essing, resulting in  significant ne w information, and t h is info rmatio n is a n y singl e   sen s o r   can  n o t get. In o r d e r to  get the   accurate a n d  relia ble  co nclusio n  an d it  is redu cin g  t h e   potential in the information  processin g  erro rs,  often u s ed to dete r mine the obj ect from different   angle s  u s ing  multiple se nsors.   Open l oop  system is  sta b le and  ca n  not gua r ant ee the sta b ili ty of the closed -loo p   system, but  it requires clo s ed -loo p  stability.  Open loo p  st ability is de termine d  by the  cha r a c teri stics of p r o c e s and  cont rolle r of potentia l.  So the multi - scale  m odel predi ctive co ntrol  is the  use of  the expressio n  of  the  sam e  state  sp ace  and  stan dar d mod e l p r ed ictive co ntrol   of  input and o u tput con s traints, in ad dition to  all of the fea s ibility of th e control st ability  cha r a c teri stics of time dom ain ca n be u s ed multi-scal e model p r edi ctive cont rol.  Multi sen s or  data fu sion  i s  a   combi nat ion a nd  a p r oce s s of  mul t i-sou r ce i n fo rmation.  Thro ugh  coordination,  com b inati on,  com p lement  ea ch  othe r to  i m prove  the effect iveness of  th e   system to ob tain informati on from a va riety of  sen s ors, p e rfo r ma nce tha n  a si ngle sen s or  has  more g ood.  But sensors with limited reso ur ce s, and ho w mu ch sen s or m anag ement  has  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Algorithm  of  Multi Senso r  Data Fu sion  Based o n  BP Neu r al Netwo r k an d… (Gu o  Wan g 5317 become the  key data fusio n  system  perf o rma n ce.  Th e pape r p r e s ents Algo rith m of multi se nso r   data fusio n  b a se d on BP neural n e two r k and multi-scale model p r e d ictive co ntrol .       2. Using Mul t i-sc ale Mod e l Predictiv e  Cont rol to Multi Sensor  Data F u sion  Method s   Multi sensor information fusion i s  mainly  refers  to mul t iple informati on so urce o r  sen s o r   informatio n a c qui sition,  proce s sing, i n tegrate d   p r o c ess, it can  b e tter u nde rst and th e o b se rved  obje c t. In recent yea r s,  wit h  the  ra pid  d e velopm e n t o f  com puter te chn o logy  and  man u factu r in g,  multi-sen s or  system for t he co mplex  appli c at ion b a ckgroun d of  the emerge nce of a la rge   numbe r of. The com p lexity of the military and ci vili an fields g r o w ing, urgent  need to u s new  techn o logy fo comp reh e n s ive tre a tmen t of too m u ch  inform ation, i n terp retation   and  evaluatio n,  whi c h ma ke s the multise n s or  data fu si on theo ry  to obtain the  co nsid era b le d e velopme n t, the  techn o logy h a s be en wi del y used in ma ny fields.  Two lin ea r q uadratic o p timal re gulato r  pro b le m s  in  optimal control theory  occupie s  an   importa nt po sition, it belong s to the open loo p   optimal co ntroller. T he so -call ed  regul ator  probl em, i s   when th syste m  of the  cont rolled  out p u deviates from  the e quilib riu m  point, h o to   desi gn a pro per control input sign al is applie d to  the system, so  that the output tends towa rds  equilibrium. If the control   signal  to make a perform ance index function is m a ximum, sai d  the  regul ator for t he optimal re gulator.   Therefore,  in  predi ctive  co ntrol, o p timization i s  n o t a n  off-line,  but  repe atedly o n line; this  is the  mea n i ng of the  rolling optimi z ati on. Subo ptim al limitation s   of this finite ti me optimi z ati on  goal to ma ke  it in the ideal ca se  can  only get  the global o p timization  solutio n , but the rol ling   impleme n tation can  be e s timated  due  to the mo de l mismat ch, ti me varying, i n terferen ce a n d   other  un ce rtai nties, timely  remedy. Alwa ys put th e  new  op timiz a tion  b a s e d  on  pr a c tic a b a s i s ,  to   maintain  opti m al control  i n  fact. Fo r th e co mplex in dustri a l p r o c e ss, th e mo de l mismat ch, ti me   varying, the i n terferen ce  caused by  u n certainty is in e v itable, so th e esta blishm ent of the roll ing   optimizatio n strategy in finite perio d but more effe ctive.  Four threat sensor differe nt  systems a dopts di strib u t ed,  network detectio n   method  ca effectively de al with th e m odern  war [2 ]. In  the  di stributed netwo rk det e c tion system,  u s u a lly  take the foll o w ing m ann er:  firstly by ea ch dete c tor to  form lo cal tra c ks; an d then  the tra ck  dat a   repo rt to  sup e rio r  intelli ge nce  cente r ; finally In form ation  Cente r   o n  the  lo cal t r acks is a  fusi on  sub optimal trajecto ry tracking by data fu sion. Mu lti se nso r  targ et associ ation me thod mainly h a two  kind  of  schem e, o ne i s  m e a s urem ent sch e me   of a track  asso ciation;  an other is to tra c k a  track a s sociat ion schem e.  In the multi  rate si gnal  proce s sing,  often r equi re m u ltiple sen s o r s simultan eo usly  o n   different  scal es of th e ph enome non  or pro c e s s ob servation.  Ho w will  the  se nso r s of diffe rent  types, differe nt scale s  of i n formatio n o b tained  by the effective comprehe nsiv e is the  co m m on  con c e r n at work, the multi - scale a nalysis and m u lti-scale mod e li ng is an im p o rtant re se arch  probl em.   Feedb ack forms are diverse, ca n gua rantee  a predi ctive model b a se d on inva riant, for   the future to predi ct and  compen sate th e error; it  can  also modify the pre d ictio n  model a c cord ing  to the princi p l e of on-line i dentificatio n. Whatev e r  the  corre c tion fo rm, predi ctive  control b a sed   optimizatio n is esta blished  in the actual  system,  an d tries to ma ke  more a c curate predi ction s   on  the future sy stem dynamics in the optim iz ation, a s  is  sho w n by Eq uation (1 ).     n i i n x f x x x L L 1 2 1 ) ; ( ) ; , , , ( ) (                                                                              (1)     Whe r e L(x 1 ,x 2 ) is   c o rrec tion form func tion, f(x i )  is  Mu lti s e ns or  da ta  w h ic h p r o v id e s   powerful mul t i-sou r ce dat fusi on processing   tool s, it is the  dat a from  multi p le  sen s o r and  informatio n from the  relev ant data base  are  co mbin e d , whi c obta i ned u s in g a n y  single  sen s or   whi c can  no t be achieved , the target i s  more  accu ra te and  com p l e te de scriptio ns of ju dgm e n and.   Usi ng no n p a ram e tric  mo del of the ob ject (the im p u lse  re spo n se and  step  resp on se  model ) for predictio n, and  the introdu ction of m anag ement in are a s such as the long -sta n d ing   rolling o p timization ide a , the modeli ng errors  and u n ce rtaintie s a r e timely feedba ck  corre c t i on  usin g the tre e  clu s te r erro r current, forming a  non  - para m etri model p r e d ict i ve cont rol, which  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 7, July 201 4:  5316 – 53 23   5318 laid the  foun dation fo r th e devel opme n t of p r edi cti v e co ntrol. B e ca use the   para m eters  are   redu nda nt, non pa ramet r i c  mod e l ro bu st co ntrol,  bu t the online computation;  according to  the  curre n t outpu t erro r on future outp u t feedba ck co rre c tion while th e cal c ulatio n is sim p le, but  the   corre c tion a c t i on co.   Multiscale data fusion of multi-sensor  case  was  sig n ificantly different from th e single   sen s o r , the latter is mainly according to the ord e of time by measu r ing the blo c k in the value  of  the state  block up date; whi l e the  form er  state blo c k e s timation i n  g eneral can  b e  ca rri ed o u at  two levels : the firs t level is es timated at  differ ent times a c cordi n g  to the time  seq uen ce of  the   system i s  up dated, the se con d  le vel is  at the same ti me acco rdin g  to the senso r  mea s ureme n ts   comin g  order  state blo c ks for the time  up date, as is  sh own by Figu re1.        Figure 1. Usi ng Multi-scal e Model  Pre d i ctive Control to Multi Sensor Data F u si o n  Method     Aiming at the  con s trai ned  multivariable  DMC  co ntroll er p r op osed  an onlin e pa rameter  tuning  strateg y : acco rdin g to the  predi ctive output and  t he paramet ers  of co ntroll er obj ect s  (su c h   as  weight  coe fficient, the cl ose d -lo op e r ror contro l co e fficient) ap pro x imate linear  relation shi p , at  each samplin g time acco rding to the d e viation  of a d justin g the  controlle r pa rameters o n line  referen c e tra c e outp u t and the expect ed obje c t,  and then use t he weig ht co efficient the new  rolling optimi z ation  a new round of,  so that t he  response tracking refe rence trajectory the   desi r ed cont roller.   Con s trai nt condition s a r e  impo sed;  predict ive cont rol  a m ount o f   cal c ulation  will  be   greatly in crea sed [3]. Early  method s of t w o pl annin g   are a s  a n  onli ne optimi z ati on st rategy.  Afte r   the shift limit  algorith m , ca n effectively  solve  som e  speci a l control  pro b lem, the  basi c  id ea i s  to  predi ct the ti me after  seve ral  step s to li mit the  output , which i s  eq u a l to the  set seque nce valu es,  to improve th e pe rform a n c e of the  syst em. For  thi s   kind  of probl em, only eq u a lity con s trai nts,  though the  perfo rman ce  index is th e two ty pe, the Lagran ge multiplie r method to  the  uncon strain e d  optimizatio n probl em is  obtaine d by analytical meth od, cont rol strategy.  These  th ree model s will survey  three  t y pes and  th ree kind of g eometri c obje c ts up.  If  the  minimum geomet ric distance definiti on  for ea ch  of  the two g e o m etric  obje c t s  an d a s ked f o r a  geomet ric obj ect of  any  po int to a nothe r geo metri c  o b ject to ok th e minim u o ne p o int of  the  segm ent le ng th, the minim u m ge ometri c dista n ce   can  be  used a s   measurement  of a s soci atio measure a   measurement  of the.   Me asu r e  the  si milarity de gree i s  to  det ermin e  the  t w measurement  or two mea s urem ent set s  are fro m  the same ta rget.   This i s  a real-time algorithm  provides the possibility of. Wh ile the other al gorithm s only a  piece of m e a s ureme n t an d blo c k the  relation ship  b e twee n the  st ates, thu s   re al-time  estim a tion  of the difficult y of system. In this  cha p ter, we u s e MS BKF algorith m  to deal  with multi rate  multi  sen s o r  d a ta  fusion, in  o r de r to ea se  in wr iting, without conf usin g situ ation, we  use  and  rep r e s ent s the estimate an d the estimati on error  cova rian ce, and d on't use a nd t o  rep r e s ent.   To  study a n d  sai d  from th e a s pe cts of  func tion,  stru cture  a nd m a thematical  m odel to  informatio n fusio n  model  [4]. Functio n  model  fro m  the fusion  process of informatio n fusion  whi c h, descri bes the mai n  function, d a taba se,  as  well as the i n tera ction inf o rmatio n fusi o n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Algorithm  of  Multi Senso r  Data Fu sion  Based o n  BP Neu r al Netwo r k an d… (Gu o  Wan g 5319 system b e tween the vari ous  com pon ents of the  pro c e ss;  stru ct ure m odel  from inform a t ion  fusion, inform ation fusion  system  soft, hardware,  data flow, system and  external environment  interface; mathematics mo del is the in fo rmation fu sio n  and integ r at ed logi c.  For a sta b le  pro c e ss, th e choi ce of  an app rop r ia te control an d predi ction  hori z on,  makin g  the a s sumption th at the 1 and 2 set up.  An unsta ble process, peopl e need to prove  to  the current st ate value possible  stability. This i s  a transform an makes the  control vari ables to  achi eve the d e sired target value, so t hat  the unco n trol led mode b e comes  stable.   Becau s e of t he com p lexity of the degrees of fre edo m and the o p timal pro b le m is the   numbe r of in put variabl es,  if the cont rol  time co ns tra i nts in a finit e  time a s  sh ort a s  po ssib le,  whi c h redu ce s the am ount  of comp utation in the ve ry  great d egree . We ca n al so to expre s s the  control ve ctor by a n u mbe r  of pa ramete rs, so in  th e fa ce of  ce rtain  variable s  i s  li mited when t he  control time  is infinite. P eople  ca n d egen erate  to  pre d ict th ese re stri ction s  will  cau s e t he  perfo rman ce  or even  ma ke the sy stem  unsta ble.  To  cont rol the ti me length  ch oice to  a la rg extent by the desig n de ci sion s, on ce i t 's fixed is maintaine d  as  a con s tant. In recent yea r s,  resea r chers  have pro p o s e d  chan ge s of MPC in the  time domain, the main is to  ensu r e that the  adju s tment time length so as to en sure the stability of the system.   Perform a n c e  measureme n t system in  MPC or   performan ce i n d e x can not be  fixed in  advan ce. In stead of th co mpen sation, i t  is in  ord e r to en su re th maximizin g  o r  minimi zin g  t he  perfo rman ce   index. Before  the o p timization p r o c e s s i s   com p leted,  the pe rforma nce  ind e x val u e   is un kn own. In the u n con s traine d MP due to th i s   so lution can b e   expre s sed  as a cl osed fo rm,  then we ca n  according to  the system  para m eter s a nd weighting  in the obje c tive function  to  rep r e s ent the s e p r op ertie s . Thus the p e rform a n c e t heory al so  can be a d ju sted well. You  can   cha nge the di stributio n of arbitra r y pro p e r ties to chang e the weig hting value.   In the model  predi ctive co ntrol sta b ility in t he literatu r e only pe opl e in a time d o main i s   given, the sta t e and the ou tput fr om a gi ven initial value to a pred etermin ed target value ne ar.  Whe n  thi s  time be com e s larg er  and  a pproxim at e i n finite, then t he deviatio n   of the state   and  output to the target value i s  approxim ate to zero.   The multi-scale mod e l predictive control of  clo s ed -l oop sta b ility is very simil a r to the   traditional  mo del p r edi ctive  co ntrol  [5]. We  ca u s e   Lyapun ov the o ry to  prove  t he a pproxim ate   stability.  The   multi-scale model pre d ictive  contro l d oes not n e e d  to limit a n y  to en sure  the  stability, so th e algo rithm o n ly need s the  final time poi nt to refe ren c e line  can  be.  This vie w   ca n   be  con s ide r e d  a  com p re ssion  metho d . The  refe ren c path i s  a   filter, whi c define s  the t r ue   optimal ope n - loop  state will be close to this rang e of values, so  that the loop is approximate   stability (time  domain  at the en d poi nt of N, but  p e ople  kno w  th ere  exists  on  the input of  the  solutio n , the approximate t he true ta rget  value, and  th e sol u tion to the equ ation,  as i s  sh own  by  Equation (2).     2 11 cn ik i k ik Ld                                                                                                                        (2)    Whe r L is data fusi on  occu rs fro m  t he existi ng rese arch  in the dete c tion a n d   estimation, u ik  is po sition e s timation a n d  d ik  is  attribute es timates  t hat the three  part. In fac t,  all  kind s of fu sio n  can b e  real ized t ogethe r in a  unifi ed f u sio n  sy stem , it is very n a t ural. Th ere  a r three mai n  types of st ructu r e mod e l of multi sen s o r  data fusio n : centrali zed, di stribute d , hybrid.  Centralized  structu r e i s   a f u sio n  of  ori g inal o b se rvati on d a ta, the   sen s o r   data t r an smitted to  the  fusion  center,  in the  fusi on  data  calib rati on, data   a s so ciation, t r a c / trace fu sion,  predictio n a n d   tracking cent er  executive.  Whe n  the d e tection  and  m u ltiple sen s ors si mu ltane o u sly for m u ltiple target tra cki ng a n d   identificatio n, reso urce sche duling p r oblem  mu st  be solved  between  sensor an d target  detectio n , an d trackin g  an d re cognitio n , which is ho w under  ce rtai n con d ition s , make full u s e  of  the se nsor  reso urce s to  meet the o p timal sy st em perfo rman ce  requi rem ents,   becau se of  the  obje c tive env ironm ental re stri ctions ma ke  som e   sen s ors  ca n not  fully its fun c tion, for  so me   purp o ses on   spe c ific con s traints,  sen s or usi n g   the  propo sed  in  ad dition, sen s o r  re so urce are  limited.  The multi-scale model p r edi ctive con t ro l (MSMPC) and cl assi cal mod e l predictiv e   control (MPC) shari ng  a l o t of theoretical  cha r a c teristics.  The r ef ore  MSMP C can be dire ct ly  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 7, July 201 4:  5316 – 53 23   5320 derived di re ctly from the MPC,  it and the time domai n MPC. This   make s the sy stem theo ry; all  of the MPC can be ad opte d     3. Rese arch  of Multi Sen s or Da ta Fu s i on Base d on BP Neur al Net w o r k   BP neural n e twork  algo rith m: the net wo rk i s  comp ose d   of  n euron s and neu ron   weights,  namely: in put  nod es an o u tput no de of hidd en  l a yer  nod es, th ree p a rt s; ea ch ne uron  wei ghts  are  m u tually con n e c ted strength.  Th e n eural  network throu gh trai n i ng, learning   kno w le dge from  the sam p le,  and the  kno w led ge sto r e d  in the con nectin g  wei g hts value in.  The cl assification  pro c e ss n e u r al netwo rk i s  divided into two pa rts,  first  learnin g  net work weight s, weight s to obtain  the data mod e l usin g the  data for trai ni ng the  net wo rk a r kno w n ;  then the un kno w sam p l e   categ o rie s  on  the basi s  of the existing n e twork  stru cture an d wei g ht param eters [6].  Neu r al  n e two r k pre d ictive control  is use d   as  th e ne ural network id entification m odel to   prod uce pre d i ctive signal,  and then u s i ng the cont ro l vector opti m ization te ch nique, so as to   reali z e the  co ntrol, predi ction of  no nline a system fu rther, get the  optimal  control traje c tory,  can   also b e  train ed to anothe r as the ne ura l  netwo rk  con t roller, so a s  to approa ch the time co ntrol   function, afte r the  end  of  the traini ng, to directly  co ntrol the  co ntrolled  obje c t.  Artificial n e u r al  netwo rk i s  a pplied i n  the  followin g  three a s pe cts: sign al  processing  and pattern re cog n ition,   kno w le dge e ngine erin g an d expert sy stem and p r o c e ss  cont rol, as is sho w n by  Equation (3).     mid j i t j i t j i t j i j i mid j i sp p r p g p p p , , 1 , , 4 , , ) 1 ( ) ( 4 1                                                                                           (3)     W h er e P i,j  is the BP m o d e l of the  I/O  probl em fo a set of  sam p les into  n online a optimizatio probl em, r i s   the most  com m on optim i z a t ion gra d ient  desce nt meth od. If the neu ral  netwo rk  as th e input to o u tput mappi ng,  this ma p p ing  is a hi ghly no nlinea r map p i ng. The d e si g n   of a neural n e twork expe rt system focuse s on t he  stru cture and  learnin g  alg o rithm of mo de sele ction. Ge nerally spea king,  the stru cture is dete r mined a c cord ing to the re sea r ch field and  the pro b lem s  to be solved . Throug h th e analysi s   of  a large  amo unt of histo r ical data  and  the  data of the  a n terio r  ne ural  netwo rk the o ry devel op ment level, the e s tabli s h m ent of a  su itable  model, and t he co rrespon ding lea r nin g  algorithm  b a se d on the  model, the n e twork lea r ni ng  pro c e ss,  co nstantly adju s t the network  pa ra met e rs, u n til the output re sults m eet  the  requi rem ents.   Based o n  th e com p re hen sive treatme nt of all  sensor data, to o b tain the fina l data is  more a c cu rat e . Acco rdin to the differe nt resear ch  q uestio n s a n d  it is data fusion for differen t   purp o ses. G enerally spe a k ing, data fu sion can  be  broa dly divided into two types. A class of  probl em s is to study cha r a c teri stics of data throug h d a ta fusion; a feature of the  object of stu d wa s rep eated  determin a tio n . In this kind  of observatio n , each  sen s or ca n be co nsid ere d  simi lar;  to solve  this  kind of  proble m ca n often   be d a ta  fu sio n  by m ean o f  mutual  su pp ort b e twe en t h e   s e ns or s .   In the  co ntrol   use d  in  mo re   BP netwo rk  a nd RBF network,   BP  net work  a nd RBF  netwo rk  are ve ry sh all o w bi ologi cal  backg rou nd a nd cl ose  to th e perso n with  ability of non linear fu nctio n A nonlinea r relation ship b e twee n outpu t and netwo rk  conne ction o f  the former, whi c h ma ke s the  learni ng alg o r ithm mu st use the no nlin ear meth od,  thus inevitabl y exist the proble m  of local  minimum. F o r the RBF  netwo rk, al though h a a uniqu e op timal approximation poi nts,   con n e c ting th e network p o w er an d the  output cha r a c te ri stic  of linear  relationship so that it  can  use line a r opt imization al g o rithm can g uara n tee t he  global conve r gen ce, but its center p o int set  sele ction i s  n o t easy, as is  sho w n by Eq uation (4 ).      2 ) 2( 2 2 2 2 L B L B L B i Z n Z Z n Z Z n Z Z                                                                      (4)     Whe r e Z i  is  nonlin ear fu n c tion, n i s  th e dist ribute d  stru ctu r e n o des fi rst in  the lo cal  sen s o r  local pro c e ssi ng of  the obse r vation informat io n, L is the local processin g  results which   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Algorithm  of  Multi Senso r  Data Fu sion  Based o n  BP Neu r al Netwo r k an d… (Gu o  Wan g 5321 are tran smitte d to the d a ta fusio n  center,  forming  th e final glo bal e s ti mate in the fu sion  ce nter. I n   the dist ribute d  structu r e, a s  in the  data f u sio n  c enter is the ve ctor  d a ta, so the  co mputation lo a d   of the fusion center is greatly  reduced. Ability of  distributed  structure not only has the l o cal  tracking,  and  the sy stem o v erhea d i s  no t expensive   a nd go od  stabi lity, so t he  structure i s  wi d e ly  use d  in engi n eerin g [7], as is sh own by Equation (5).                                                                                                                                (5)     Whe r e E is t he neu ral net work mo del, p i  is neu ral n e twork n onlin ear o b ject  t o  sele ct   different ne ural network m odel s and  structure det e r mination p r o b lems; a nd from the no nli near  identificatio asp e ct, the r e  is  suffici ent  incentiv e, p a ram e ter ide n tification,  wi th the n o ise  of  s y s t em identific a tion, identific a tion algorit h m is   fast an d the conve r g ence pro b lem .  For these two  probl em s, an d it is to the  a pplication of  nonlin ear  th e o ry and  optim ization m e tho d  for the  exist i ng   and d e velop m ent. The  modelin g alg o rithm a nd t he control system an neural net work  conve r ge nce and stability,  as  the co ntrol l ed obj ect a n d  neu ral n e twork are no nlin ear, it is  difficul t   to s o lve.  The BP algorithm not only has the inpu t laye r, output layer nodes, also can ha ve 1 or  more  nod es  of the hidd en  layer. Fo r th e input  sign al , the first forward p r op ag ated to the  n ode of the hidden  layer, the fun c tion, the hid den no de  out put sign al to prop agate to  the output no de,  finally, the output re sults [8]. The rol e  of in centive functio n  n ode s u s ually  sele cted S  type  function s, su ch a s   1 f (x) = Sigm oid  + e - x  /Q  parameters of t he 1 type  of Q to adj ust  the  excitation fu nction form. The lea r ning  process  of the algorithm  is by forwa r d and reverse   transmissio comp one nt. In the fo rward  pro pag ation  pro c e s s inp u t inform ation f r om th e inp u layer, the hi d den laye r by  layer p r o c e s sing, and   tran smitted to th e output l a ye r. Each  layer of  neuron s in the next layer state affect s o n ly the states of the neuro n s.   In the trainin g  pro c e ss of  BP neural ne twor k, the ne ed for so me  training p a ra meter is  set, in o r de r to sp eed  u p  the p r o c e s s of n e two r k trainin g , im prove th e st ability of net work   training,  try t o  a c hieve  th e be st  effect  of trai ni ng. T o  compl e te t he training  p a ram e ters,  which  can b e  call ed  the training functio n  is  u s e d  to train the BP neural net work.   Thro ugh  data  fusion  and it  is to dete r m i ne the  ch a r a c teri stics of o b ject o w n e rship. In   su ch p r obl e m s, the  sen s or i s  often  different,  di fferent chara c teri stic s of  each sen s or is  respe c tively studie d   were  dete r mine d.  This ki nd  of probl em due  to  the cha r a c teristics  of  e a c h   sen s o r   wa s n o t the same,  so th e u s of  the mutual  su pport  and  un satisfa c to ry, but al so m a y be  due to the ne glect of a sen s or i s  the deg ree of su ppo rt is relatively low, thus lo sin g  some u n iqu e   prop ertie s  of the se nsor by the determi na tion of the object.      4. Algorithm  of Multi Sensor Data F u sion Ba sed  on BP Neu r al Net w o r and Multi-sc ale  Model Predictiv e  Control  The data fusi on task is the  value of the stat e, determi nation, re sea r ch obj ect o w nership.  Each  sen s o r  on the d e termined  re spe c tively differe nt cha r a c teri stics of the  study, in orde r to  determi ne th e ch aracte rist ic of the  re se arch o b je ct t h rou gh the  sensor, in  pra c tical  appli c at ions  often ch oo se inde pen de nt cha r a c teri zation  re sea r ch  obje c chara c te risti c s indexe s  were   observed, fro m  the viewpo int of proba bil i ty t heory is regarded a s  i ndep ende nt of each oth e r, at  least rel a tive degree is ve ry low.  The  stand ard  model  pre d i c tive time len g th co ntrol i s  use d  a s  the  para m eters,  becau se   the output constrai nt limits the time choi ce, if t he inappropriate  choi ce of  words  will not produce  the feasi b ility probl em (input constrai nt is al ways feasible). Contro l in each link is the choi ce  of  time domain  algorithm in finite simulati on ma ke s the output con s traint  wa s a l most meet t he  predi ctive m u ltiscal e  mo de l. On the   cha nge of tim e   and th reference p a th tra cki ng  MSMPC  set it in time domain fo r the infinite hori z on  ca se.   The  stand ard  deviation  as the pe rcent age of  ea ch  numbe r, it can not  only  variation   betwe en u n its of  com p a r ison value s   of  different  va ria b les,  but al so  ca comp are the  differen c e   betwe en the  mean va riatio n between va riable val u e s . Nee d  to poi n t  out, the first  point: variabili ty  index variatio n values o r   disp ersion, o ften wi th position index a v erage m e th od, the varia b le   value centrali zed   lo cation  and dispersio n   de gre e   [9]. The se con d  point:  Althou gh  the   varia b ility  i L i i p p E 2 1 0 log Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 7, July 201 4:  5316 – 53 23   5322 indicator  spe c ie s, but any  variation in de x, its val ue is greate r , that variation i s  greater, the mo re  seri ou s the   nume r ical  stagge r; said t he  smalle r v a riation  is small, Equatio n (6 ) i s   sh o w con c e n trated.     n i i i n i i b ax y b a F 0 2 0 2 ) ( ) , (                                                                                               (6)     Whe r e F ( a, b )  is the mo del  of BP neural  netwo rk p a ra meters on th e netwo rk, E i  need to   initialize, y i  is variability indi cator. Sin c e the syste m  is  nonlin ear, the  initial value for lea r nin g  ca n   achi eve the local minim u m and ca n conve r ge nce   result s gre a t  relationship .  An important  requi rem ent i s : the initial  weig hts  so th at each  ne uron state  valu es  clo s e to  zero i n  the in put  accumul a tion , weig ht is in  (-1, 1 )   ran d o m  num be r b e t ween, to  rel a tively small.  Also  ho pe t hat  input sampl e   wa s normali zed, so   that relatively  larg e inp u t can  still fall in the   transfe r fu nct i on   gradi ent.  The  perfo rma n ce  of n e two r k traini ng  an d the t r aini ng  sa mple are  clo s ely li nke d . The   desi gn  of a  g ood t r ainin g   set sh ould  not e that th sa mple  si ze, b u t  also   sho u ld  pay attention   to   the quality of  the sample.  Becau s e  the  road  informat ion a c qui sitio n  may be i n consi s tent in  the  unit, highe r value a nd so o n , therefo r e b e fore BP ne u r al net wo rk  predictio n, we  must ta ke so me  data pro c e s si ng method of normali zati on pret reatm ent on roa d  traffic flow da ta, making th e   pro c e s sed d a t a can fall o n  the (0, 1 ) , to accele ra te t he convergen ce of trai ning  netwo rk,  whi c facilitates the  BP neural net work mo del.   The ro bu st stability of MSMPC, or is th system mo deling e r ror o r  the ability to handl e   the ch ang e o f  param eters  in other  wo rd s, we  use the  MPC meth o d  to deal  with . The obj ect  at  different scal es of model  mismat ch, using a diffe ren t  calcul ation  stru cture ca n  only improve  the   robu stne ss, so the op en -lo op optim al lin k is to  get m o re i n form ation ab out the  system th rou g h   different  scal es o r  freque n c y ban dwi d th . The expe ri ment can  sel e ct pa ram e te rs  adju s tment  o f   MSMPC, ma ke s it possibl e to accu rate ly obtain simi lar to MPC a s  re sult s, so  that it can ha ve   the same p e rf orma nce.  This i s  a dy n a mic  sy st em;  we a ssu me  t hat   all States are co mple tely obse r vab l e. No   modelin g an d  measureme n t error a nd  external di stu r ban ce i n  he re, the refe ren c e p a th follo wed  by the dynamic mod e l is  from a sta r tin g  point to  the  target point  pro c e ss. In o r de r to verify the   prop osed al g o rithm a nd it  is sho w  th at the  propo sed  algo rith m is effe ctive and  practi cal.  Example is a c cordi ng to th e 4 sensor  da ta to  determi n e  an obj ect of  study, and fi nally determi ne  the resea r ch obje c t.          Figure 2. De sign of Multi Sensor Data F u sio n  Base d on BP Neural  Netwo r k a n d  Multi-scale  Model       De sign  of M u l t i Sensor Data Fu sio n  b a s ed o n  BP  Ne ural  Netwo r and  Multi-sca l e Mo del  is sho w n by Figure  2.  In  t he con s tru c ti on  p r o c e s s o f  BP neural  netwo rk, fo any continuo us  function in cl ose d  interval  can be ap proximat ed by BP network with one hid den layer, an d a   three laye r BP neural n e twork i s  to form deci s i on  region s of arb i trary co mple xity, arbitra r y n- Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Algorithm  of  Multi Senso r  Data Fu sion  Based o n  BP Neu r al Netwo r k an d… (Gu o  Wan g 5323 dimen s ion a l mappe d to m  dimen s ion.  Therefore, thi s  pap er u s e s  only a singl e  hidden laye r o f   three layers  BP neural net work st ructu r e to c onst r uct  BP neural ne twork pre d icti on model ba sed   on time se rie s  modeli ng.   The  pape prese n ts Alg o rit h m of m u lti sensor   data  fu sion  ba se d o n  BP ne ural  netwo rk  and multi-scale model p r edictive co ntrol. In  this paper, multi-scale domai n model predi ctive   control; a nd t hen  gives a   new represe n tation m e th od a nd it ch ara c teri stics;  the p r oble m s of  traditional  m e thod s, gives the cal c ul ation metho d   o f  parallel. Fi nally, it is the algo rithm  and   s i mulation.       5. Conclusio n   In the multi  sensor  data fu sion  sy stem,  esp e ci ally in  the large m u l t i sen s o r  d a ta fusi on  system, the  existen c e of  a larg e nu mb er of   ho mog eneo us and hetero gen eo us sen s o r which   can reflect th e cha r a c teri st ics of the external  wo rl d space from different si de s. Ho w much se nso r   manag eme n t ha s b e co me  the  key dat a fusi on  syst em pe rforma nce ?  Th at is ho w the  se nso r   resou r ces all o catio n , in order  to ma ke the syste m  achieve the be st overall perfo rman ce.    BP neural n e twork (Ba ck Propagatio n  Neural Ne t w ork) is a ki nd of artificial neural  netwo rk  ba se d on erro r ba ck-p rop agatio n algo rith m. It adopts a ddi ng hidd en lay e r, to estimat e   the erro r di rectly lea d ing  layer  of out put la yer u s i ng the  erro r output, a n d  then th e e r ror   estimation  error  of a layer, so a l a yer back  propagation under go to , will  obtain the  error  estimate s for all other lay e rs. Th e mult i-scale  m odel  predi ctive co ntrol  can not  only obtain the  previou s  info rmation, and i n crea se the  flexibility in modeling a nd op timal phase.      Referen ces   [1]  Xi ao nin g  D u Yuge ng  Xi, Sh ao yu an  Li. An  Efficient Co nst r ain ed Mo de Predictiv e Co n t rol Alg o rithm   Based  o n  Ap p r oximate  Com putatio n.  Jo urn a of Syste m Engi neer in g a nd E l ectro n ics . 20 02;  13(1 ) :   42-4 7 [2]  XR Li. C o mpar i s on of t w o m easur ement fu sion m e thods  for Kalma n -F ilter-Base d  multi s ensor  da t a   fusion.  IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Sys t em s . 20 01; 37 (1): 273-2 80.   [3]  Xi ao nin g  D u Yuge ng  Xi  an d Sh ao yu an  L i . A Com putati ona ll y Effici ent  Aggr egati o n   Optimizatio n   Strateg y   of Model Pre d ictive  Contro l.  High t e chn o lo gy lette rs . 2002; 8(2): 68-7 2 [4]  Yue  Hou, Y u emei M a i. C h aotic Pr edicti o n for  T r affic F l o w  of Im proved  BP N e u r al N e t w ork .   T E LKOMNIKA Indon esi an Jou r nal of Electric al Eng i ne eri n g .  2013; 1 1 (3): 1 682- 169 0.   [5]  Yan Y i n, Gu Peng-fe i. Ap pli c ation  of th e P r edict i on M o d e l  in  Ch lori ne  Re sidu al  Co ncent ration  Bas e d   on BP ne ural n e t w o r k.  JDCTA . 2012; 6(2 1 ): 444-4 48.   [6]  A Ghazza w i , A Nouh, E Zafiriou.  On -l in e T u n i ng  Stra te gy  fo Mod e l Pred i c tive  Co ntrol l er s.  Journ a l of   Process Co ntrol . 200 1; 11(3):  265-2 84.   [7]  LiuB in,  Xi Yu g eng. Mor e  rel a xed c ond itio n s  of  model predictiv contro l w i t h  g uara n teed sta b il it y.   Journ a l of Co ntrol T heory a nd  Appl icatio ns . 2 005; 2: 18 9-19 4.  [8]  Che ng Y u g u i.  Electric En erg y   Dema nd F o recast of N anc han g b a se d o n  Ce llu lar G e n e tic Alg o rit h m   and BP N eura l  Net w ork.  T E LKOMNIKA Indon esia n Jour nal  of El ectric al Eng i n eeri n g . 2013; 11( 7) :   382 1-38 25.   [9]  W en Che ngl in,  Z hou Don ghu a. Multiscal e  stochasti c s y ste m  modeli ng a n d  multiscal e  R e cursiv e Data   fusion estim a ti on.  Chi nes e Jo urna l of Electro n ics . 200 2; 11( 2): 192-1 95.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.