光纤周界安防系统的振动信号识别研究-信号与信息处理专业论文.docxVIP

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万方数据 万方数据 西安电子科技大学 学位论文独创性(或创新性)声明 秉承学校严谨的学风和优良的科学道德,本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下 进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内 容以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果;也不包含为获得西安电子科技 大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切的法律责任。 本人签名: 日期 西安电子科技大学 关于论文使用授权的说明 本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读 学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件, 允许查阅和借阅论文;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其 它复制手段保存论文。同时本人保证,毕业后结合学位论文研究课题再攥写的文章一律署名 单位为西安电子科技大学。 (必威体育官网网址的论文在解密后遵守此规定) 本学位论文属于必威体育官网网址,在 年解密后适用本授权书。 本人签名: 日期 导师签名: 日期 摘 要 I 摘 要 光纤周界安防系统利用光纤作为传感器实现分布式周界安防监测,是光纤技 术在非通信领域的一项重要发展。该系统主要传感部件是振动光纤,这种设计独 特的光纤对运动、压力和振动非常敏感,可沿围栏、围墙铺设,探测攀爬、敲击 等入侵行为,也可以在土壤、草坪下铺设,探测踩踏等入侵行为。光纤传感器检 测到的信号纷乱复杂,如何对入侵发生时引起的振动信号进行有效处理,以便对 入侵行为进行识别、分类,是光纤周界安防系统的关键技术之一,处理效果将直 接影响系统对入侵行为的监测性能。 本文对光纤周界安防系统的振动信号特征提取与识别技术展开研究,主要内 容如下: 首先,分析了光纤振动传感系统的基本结构与工作原理,设计了运用小波阈 值法对光纤振动信号进行消噪的方法,有效地去除了背景噪声,减弱了冗余噪声 信息对后续特征提取与识别的影响。 其次,研究了光纤振动信号时频域特征提取方法,包括时域与频域特征提取 法、基于小波包分解的能量特征与熵特征提取法,以及 Mel 倒谱系数特征提取法。 第三,重点研究了模糊函数用于光纤振动信号特征提取与表示,提出了将模 糊函数切片作为光纤振动信号特征的方法,并使用 ReliefF 特征选择方法对所选切 片进行了优化,以获得更稀疏的特征子集。 最后,采用支持向量机进行光纤振动信号识别,分别利用本文四种特征提取 方法所获得的特征向量作为输入,进行了光纤振动信号的分类识别实验,验证了 模糊函数切片与支持向量机相结合的光纤振动信号识别方法的有效性和可靠性。 关键词:光纤振动信号 特征提取 模式识别 模糊函数切片 支持向量机 Abstract Ⅲ Abstract Optical Fiber perimeter security system using optical fiber as the sensor to realize distributed perimeter security monitoring, is an important development of optical fiber technology in non-communication field. The security system’s main sensing component is the vibration optical fiber of unique design. This fiber is sensitive to motion, pressure and vibration, it can be laid along the fence to detect climb, tapping and other intrusion behavior, also can be laid down in the soil to detect intrusion behavior such as stamp. Because the signal detected by optical fiber sensor is extremely complex, how to effectively deal with the vibration signal caused by intrusion behavior become the critical part of optical fiber perimeter security system. The processing ef

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