【摘要】：在被動聲探測的模式下,利用無人機的聲信號進行無人機類型的分類與識別,是被動聲目標(biāo)識別領(lǐng)域的一個新課題。本文在研究和分析具有代表性的無人機聲信號產(chǎn)生機理的基礎(chǔ)上,對基于無人機聲信號的目標(biāo)探測與識別系統(tǒng)進行了相關(guān)系列的研究。首先,針對無人機噪聲特性和環(huán)境背景噪聲,應(yīng)用信號預(yù)處理技術(shù),研究了基于小波變換的閾值降噪算法。該算法利用作用閾值的方法過濾掉小波系數(shù)小于給定閾值的噪聲信號,以達到降噪的目的。實驗結(jié)果表明小波全局閾值的降噪效果要好于分層閾值。其次,研究了無人機目標(biāo)聲信號的兩種特征提取技術(shù)。從能量分布角度提取基于EMD和IMF能量比的特征,該特征將不平穩(wěn)的無人機聲信號通過EMD分解為線性、平穩(wěn)的IMF分量,將其歸一化后的能量作為新的特征向量。又從聽覺感知的角度提取了MFCC特征,并結(jié)合具有時變特性的AMFCC特征共同表現(xiàn)無人機特征。實驗表明兩種特征向量都能較好地體現(xiàn)無人機的特性,為無人機類型識別做必要的準備。第三,設(shè)計了矢量量化方法和支持向量機兩種分類器。利用四類無人機的實錄聲信號以及上述的特征提取方法與分類器分別進行無人機分類與識別實驗,驗證算法的有效性和性能。實驗結(jié)果表明,從能量和聽覺感知不同的角度出發(fā)的兩種特征提取技術(shù),都能較好地體現(xiàn)不同類型無人機各自的特性,取得較好的分類性能。最后,利用主成分分析對特征向量進行降維處理。實驗結(jié)果表明,降維能在保證較好的識別性能的條件下減少特征向量的高階冗余,減少計算時間與空間的開銷。經(jīng)過主成分分析降維后得到簡潔的混合特征向量,比單一特征具有更好的分類性能。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V279
【圖文】：

無人偵察機ＲＱ－４Ａ全球鷹，已經(jīng)具備了全球偵察的能力，戰(zhàn)斗型無人機ＭＱ－１捕食者，逡逑可發(fā)射兩枚ＡＧＭ－１１４地獄火飛彈，實現(xiàn)對目標(biāo)的精確打擊。中國也研發(fā)了可以用于監(jiān)逡逑視、偵查和對地攻擊的無人機“翼龍”。部分軍用無人機如圖１．２所示。逡逑＇邋－逡逑．．邋．．．．．邐．邋．邋－邋，：邋：１逡逑圖１．２全球鷹無人機（左）與翼龍無人機（右）逡逑在軍事行動中，作為空中預(yù)警系統(tǒng)的主要部分雷達也越來越容易遭到攻擊，對無人逡逑機的預(yù)警與反偵察技術(shù)的多樣性顯得尤為重要。被動音頻探測技術(shù)可以作為雷達探測技逡逑術(shù)的有效補充，它利用接收到無人機運動時產(chǎn)生的噪聲信號，探測識別出無人機的類型，逡逑并對目標(biāo)進行定位與跟蹤，對目標(biāo)進行干擾與打擊，同時對己方及時預(yù)警，以便快速做逡逑出應(yīng)對措施。這種系統(tǒng)的成本低、部署方便、全天候、隱蔽性強，能有效地對敵方無人逡逑機進行反偵察。逡逑綜上所述，無人機被動音頻探測技術(shù)在民用和軍用領(lǐng)域都可以發(fā)揮極大的作用。逡逑１．２國內(nèi)外研究現(xiàn)狀逡逑本文研宄使用被動式的聲探測技術(shù)來自動探測和識別無人機，由于前人的研究主要逡逑集中于飛行器

過短信或者郵件的方式實時反饋給使用者。該企業(yè)的聲音庫中包括了市面上幾乎所有商逡逑業(yè)無人機的聲音，目前該產(chǎn)品可識別最遠距離為一公里外的無人機。這家公司的技術(shù)也逡逑在波士頓馬拉松上得到了應(yīng)用。該系統(tǒng)的工作流程如圖１．３所示。逡逑ｐ0ｅｓｗｉｔｃｈ＊邐＾邐■逡逑ｔｔ邋－邋，４邐Ｉ邐＂逡逑ｔｎｓｕＵｎｔｉｏｎｓ邐Ｊ逡逑（ｂｕｉｉｄｎｇ邋ｏｒ邋ｐｃ＾ｅｓ）邐／逡逑Ｉｍｃｒｏｐｈｏｎ＾／邐？邋一｜逡逑／Ｐｔ￡邋（ｔｉｐ邋ｔｏ邋１００ｍ）邋0ｒ＜＾ｅ￥ｈｆｅｉｄ邐Ｏｎ＾ｔｅ邐＼邋ｚ逡逑／邐ｉ邋ｃｌｍＭｉｍｔｖｍｔ邋＼邐＼邐ｓ＼／逡逑通邋／邐Ｔ邐備逡逑Ｏｒａｍ＆ＭＭ邐／／邐ｒ——Ｊ逡逑＊邐｜邐Ａ＾ｒｔｓｍｍｉ邋ｒｍｆｍ＆逡逑／：邐邋一邋？

本文編號：2747356