【摘 要】
:
光纤传感器因其灵敏度高、绝缘性好、动态范围大、检测范围广等优势,被广泛应用于高速、铁路、机场等重要场所的周界安防系统中。光纤传感器检测到的信号种类繁杂多样,监测的环境变幻多样,如何对入侵信号进行有效处理,以便对入侵行为进行准确识别和分类,一直以来是光纤周界安防系统研究的热点和关键技术之一,处理的效果将直接影响光纤传感系统的监测性能。对此,本文提出了一种基于特征融合提取和支持向量机相结合的全光纤智能
论文部分内容阅读
光纤传感器因其灵敏度高、绝缘性好、动态范围大、检测范围广等优势,被广泛应用于高速、铁路、机场等重要场所的周界安防系统中。光纤传感器检测到的信号种类繁杂多样,监测的环境变幻多样,如何对入侵信号进行有效处理,以便对入侵行为进行准确识别和分类,一直以来是光纤周界安防系统研究的热点和关键技术之一,处理的效果将直接影响光纤传感系统的监测性能。对此,本文提出了一种基于特征融合提取和支持向量机相结合的全光纤智能周界安防系统。对于光学系统结构,本文采用了由我们实验室提出的基于矩形脉冲二元相位调制的Michelson型干涉仪传感器结构,能有效降低系统的复杂性和成本。对于数据分析部分,本文采用了多域特征融合提取的方法,包括时域、频域和小波域的特征提取,将提取后的特征向量送入支持向量机,实现对入侵事件类型的识别分类。最后在外场搭建了实验系统平台,实验结果验证了所提方法的有效性。本文所采用的光学系统,是在基于Michelson型干涉仪传感器结构基础上,加入了一套矩形脉冲二元相位调制解调方法,该方法在干涉仪上加上一个相位调制器,由FPGA询问控制器给予其一个高频方波,最终在输出端输出一个三路移相信号,通过相应解调方法,实现外界入侵振动信号的相位还原。经实际测验证明,该系统对入侵信号的相位还原度较高,且系统自身具有复杂性低和成本低的优点。在数据分析部分,本文采用了由时域、频域和小波域相结合的特征融合提取方法。具体来说:在时域中,选择过零率,并且通过对环境噪声的分析确定其阈值进行特征提取;在频域中,选取功率谱密度在其四个子频带内的方差作为特征值;在小波域中,在小波包分解的基础上选取信号在四个子频带内的小波包能量作为特征值。将所有特征组合成一个特征向量集,送入支持向量机(Support Vector Machine,SVM)进行训练和预测。分类器SVM是一种基于统计学习理论的监督学习方法,已广泛应用于解决识别和分类问题。最后在外场搭建了实验系统平台,采集了包括无入侵、攀爬、摇晃围栏、铁棒敲击、剪切光缆这5种事件信号数据,每种事件信号都采集了250组,200组用于训练样本,50组用于预测样本,最终平均分类准确率达94.4%。本文提升了安防系统对入侵事件的识别分类精度,在周界安防系统中有重要的研究应用价值。
其他文献
各向异性声学亚波长结构,常又被称为声学超构流体,可实现特殊的声波操控,如隐身、导波等。本文给出一种能消除宽频声沿弯曲路径传播时所形成反射波的各向异性声透明介质设计,并提出一种独立调制单元等效声学参数的方法。通过分析声学单元在准静态极限下的近似行为,并按特定顺序调整单元几何参数及温度,拓宽了这种亚波长结构可实现的参数空间。通过在弯曲路径上按周期布置所设计的各向异性声透明介质,可构建低反射或近似无反射
随着智能移动设备的普及,移动互联网迅速发展,人们对无线高速数据传输的需求不断增长。如何在本已稀缺的无线电频谱中开发新技术,来满足日益增长的移动数据服务需求,具有重要意义。工作在授权频段的蜂窝网络,已经以非常高的频谱效率运行,为进一步网络通信改进留下很少余地,尤其考虑到符合实际的和成本效益的改进。而网络容量的上限是由所有可用授权频段的范围决定的。因此,突破蜂窝通信全部潜力的一个关键要素是引入一种新的
NiTi合金因其弹性模量与人骨接近,并具有独特的形状记忆效应和超弹性,被广泛应用于医用植入材料。特别是在接骨板方面,如股骨髓内接骨板、环抱接骨板、髌骨骨折接骨板等。但是NiTi合金接骨板作为连接固定、保持骨折正常愈合的器件,在人体内与骨头及人体体液接触时,不可避免的会产生磨损腐蚀导致Ni毒性离子的释放,而且术后感染会带来愈合困难,使疗程延长。这将影响着NiTi合金在人体内的长期使用。为进一步提高N
随着军用雷达探测技术的发展,雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)缩减能力的强弱决定了卫星、战斗机以及导弹等军事装备的实战性能,窄带RCS缩减无法应对瞬息万变的战场侦查手段,超宽带RCS缩减超表面的设计对未来战争具有重大意义。本文基于超表面对于电磁波的不同RCS缩减手段设计了多款超宽带RCS缩减超表面,主要研究成果与内容如下:首先,本文从加载电阻的单环频率选择表面出发,验证
军用车辆底部爆炸会造成车体的局部效应、整体效应和下落效应,现阶段对于乘员保护机理的研究主要集中于爆炸后数十毫秒内,本文研究爆炸综合效应的座椅防护机理,深入研究了冲击全过程的边界条件和乘员损伤的影响因素,对乘员安全具有重要意义。本文通过试验分析和仿真模拟得出爆炸综合效应各阶段边界条件,以乘员座椅局部模型为基础,研究影响座椅防护性能的不同因素,并提出了模拟爆炸综合效应的跌落试验方法。主要内容及结论如下
数字多波束天线近年来在卫星通信中得到广泛运用,与传统相控阵天线相比,通过同时形成多个接收波束解决了高增益和宽空域覆盖的矛盾。本文以低轨道卫星通信为背景,对数字多波束天线进行了研究,并设计了一款L频段的数字多波束(DBF)天线阵列。阵列能够同时形成16个接收波束,完成星下±57°空域的覆盖。首先根据低轨道卫星通信的设计要求,对天线整体进行了方案设计。阐述了阵列接收体制和等通量增益覆盖原则,并在此基础
单脉冲技术凭借其优越的测角性能,被广泛地应用在跟踪雷达中,但是在电子战中会面临复杂多样的干扰,因此,在复杂干扰条件下,尤其是存在主瓣干扰时,如何将自适应波束形成技术与和差波束单脉冲测角技术进行有机的结合成为了自适应单脉冲技术在工程应用中的核心问题和关键所在。本文的主要工作如下:1、在存在主、旁瓣干扰情况下,对均匀矩形平面数字阵列天线分维自适应单脉冲算法展开研究。设计了分维自适应单脉冲算法,将矩形面