近年來,無人機違法飛行現(xiàn)象頻發(fā),不僅嚴重危害了人民生命財產(chǎn)安全,甚至對國家層面也產(chǎn)生了不利影響。因此,無人機的監(jiān)測技術(shù)與監(jiān)測設(shè)備的相關(guān)研究越來越多;無人機監(jiān)測可以從音頻、視頻和射頻三個方面進行,而音頻技術(shù)由于其低成本,易實現(xiàn)等優(yōu)點而成為本文的研究重點。在本文中,提出了一種基于無人機旋翼振動音頻信號的無人機監(jiān)測系統(tǒng),主要任務(wù)是利用系統(tǒng)采集到的音頻信號實現(xiàn)無人機的檢測與定位。本文工作的主要創(chuàng)新點包括兩個部分。第一部分是到達時延(TDOA)的計算優(yōu)化,本文敘述了基于廣義互相關(guān)算法的一系列改進方法,將時延估計問題轉(zhuǎn)換為目標跟蹤問題,從目標跟蹤中的航跡建立出發(fā),完成了時延初值的計算,并利用卡爾曼濾波將多時刻數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來,通過不同候選時延的反饋修正時延預測值,從而提升TDOA估計精度;在此基礎(chǔ)上,本文利用實際數(shù)據(jù)對所提出算法進行了驗證,證明了算法的實際可行性。。第二部分是無人機的定位,本文描述了傳統(tǒng)的時延擬合定位算法,用以實際數(shù)據(jù)的處理結(jié)果描述了此方法易受噪聲干擾的局限性,為解決此局限性,本節(jié)提出了一套新的基于正則項的定位算法,有效的降低了噪點對定位的干擾;最后,利用多組實驗數(shù)據(jù)的定位結(jié)果以及誤差...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1. 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 無人機監(jiān)測系統(tǒng)的必要性
        1.1.2 反無人機技術(shù)現(xiàn)狀
    1.2 音頻增強與定位技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 音頻信號增強技術(shù)現(xiàn)狀
        1.2.2 音頻信號定位技術(shù)現(xiàn)狀
    1.3 本文研究內(nèi)容
        1.3.1 本文工作獨特性
        1.3.2 主要內(nèi)容安排
2. 系統(tǒng)介紹與無人機音頻信號檢測
    2.1 引言
    2.2 系統(tǒng)介紹
        2.2.1 系統(tǒng)總覽
        2.2.2 硬件參數(shù)
        2.2.3 軟件配置
    2.3 無人機音頻信號檢測
        2.3.1 信號模型
        2.3.2 信號分幀與加窗
        2.3.3 空間掃描
        2.3.4 音頻信號增強
        2.3.5 音頻信號檢測
        2.3.6 實驗條件與檢測結(jié)果
    2.4 本章小結(jié)
3. 時延差融合算法
    3.1 引言
    3.2 TDOA基本算法
    3.3 TDOA跟蹤算法
        3.3.1 模型建立
        3.3.2 關(guān)于時延候選值的討論
        3.3.3 航跡建立算法
        3.3.4 維特比算法
        3.3.5 滑動窗跟蹤算法
        3.3.6 TDOA融合跟蹤算法
        3.3.7 權(quán)重計算
    3.4 算法測試與驗證
        3.4.1 實驗設(shè)計
        3.4.2 時延初值必要性
        3.4.3 滑動窗跟蹤算法的應(yīng)用與比較
        3.4.4 時延融合跟蹤算法的應(yīng)用與比較
    3.5 本章小結(jié)
4. 無人機音頻定位算法
    4.1 引言
    4.2 基本音頻定位算法
        4.2.1 解析法
        4.2.2 時延擬合算法
        4.2.3 麥克風對數(shù)的確定
    4.3 音頻定位算法改進
        4.3.1 基于預測的正則
        4.3.2 基于軌跡的正則
    4.4 算法求解
        4.4.1 牛頓法
        4.4.2 高斯牛頓法
    4.5 實驗驗證
        4.5.1 預測正則化方法
        4.5.2 軌跡正則化方法
        4.5.3 基于GPS的對比
    4.6 本章小結(jié)
5. 總結(jié)和展望
    5.1 本文工作總結(jié)
    5.2 工作展望
致謝
參考文獻
作者簡歷與參與項目
發(fā)表專利文章



本文編號：3794209