基于分布式光纖傳感器的周界安防系統(tǒng)是用于周界安防領(lǐng)域的智能檢測系統(tǒng)。由于分布式光纖傳感器具有精度和靈敏度高、抗電磁干擾特性好以及耐腐蝕特性等優(yōu)點,可進行長距離檢測。在其基礎(chǔ)上結(jié)合魯棒性更強的深度學(xué)習(xí)技術(shù),對環(huán)境復(fù)雜的周界安防研究具有極大研究價值。本文的目的是提高基于分布式光纖傳感器的周界安防系統(tǒng)中擾動信號的識別率,因此提出了一種基于深度學(xué)習(xí)和特征融合的擾動信號分類檢測方法。該方法首先將信號進行時頻化表示以突破一維信號的分析局限性,然后將信號進行時頻化處理得到的信號時頻圖和偽彩色動態(tài)頻譜圖作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入進行模型訓(xùn)練,通過本文改進的MobileNet網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練提取信號的深度特征,將其與傳統(tǒng)方法提取的信號時頻域特征相結(jié)合對光纖擾動信號進行分類檢測。本文的主要研究內(nèi)容及工作情況如下:一、對周界安防系統(tǒng)的重要性、系統(tǒng)構(gòu)成組件和構(gòu)成方式以及研究價值進行分析,并介紹了不同分布式光纖傳感器的功能特性,對幾種不同的光纖傳感器特性進行對比。選擇瑞利散射型分布式光纖傳感器作為本文的基礎(chǔ)傳感器,并設(shè)計了基于該傳感器的用于周界監(jiān)測領(lǐng)域的周界安防系統(tǒng)架構(gòu)。二、在進行擾動事件檢測前,首先對光纖傳感器采集到的擾動信... 

【文章來源】：東華大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

基于改進的小波降噪法的擾動信號降噪效果圖

第三章信號預(yù)處理及特征提取方法2220()()()kiijjijlElelEl==（3-8）將信號經(jīng)過小波包變換分解到第j層的小波包能量特征作為向量表示：[(1),(2),(3),...,()]iiiijjjjw=eeeel（3-9）對于由不同入侵行為引起的擾動信號利用小波包分解，分別提取信號各個不同頻帶的能量特征[52]，以此得到小波包能量在頻域上的分布情況，即小波包能量譜。本文中的擾動信號經(jīng)過7層小波包分解后得到的128個尺度上的能量譜圖表示如圖3-3所示。(a)鐵棍敲擊欄網(wǎng)信號能量譜圖(b)木棍敲擊欄網(wǎng)信號能量譜圖(c)敲擊欄網(wǎng)附近管道信號能量譜圖(d)樹枝刮蹭欄網(wǎng)信號能量譜圖(e)人類攀爬欄網(wǎng)信號能量譜圖圖3-3擾動信號的能量譜圖圖3-3中可以看出三種敲擊事件信號經(jīng)小波包分解后在不同尺度上的能量

第三章信號預(yù)處理及特征提取方法23分布是相似的。對于樹枝刮蹭欄網(wǎng)事件和人類攀爬欄網(wǎng)事件，由于光纖受到干擾事件都是持續(xù)發(fā)生的，但人類攀爬欄網(wǎng)事件既包含持續(xù)接觸又包括突發(fā)性動作影響的特點，因此能量分布是相似但又不同的。然而相對于擾動信號的能量譜圖，通過小波包分析得到的時頻圖表示對信號內(nèi)部的能量分布能體現(xiàn)出更深層的細節(jié)，可將其作為后續(xù)深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，使得網(wǎng)絡(luò)模型學(xué)習(xí)到更深層次的特征以便于提高擾動事件檢測的準確率。針對本文所研究的五類擾動信號的時頻圖如圖3-4所示。(a)鐵棍敲擊欄網(wǎng)信號時頻圖(b)木棍敲擊欄網(wǎng)信號時頻圖(c)敲擊欄網(wǎng)附近管道信號時頻圖(d)樹枝刮蹭欄網(wǎng)信號時頻圖(e)人類攀爬欄網(wǎng)信號時頻圖圖3-4擾動信號的小波包時頻圖該時頻圖準確的反映了原始信號的能量集中分布程度。將各個擾動信號的時頻圖進行對比可以看出敲擊事件能量分布是相似的，而攀爬欄網(wǎng)信號由于其特殊性所以其能量分布與敲擊事件和樹枝刮蹭欄網(wǎng)信號皆有相似之處，不同擾動信號在時頻圖中最大的區(qū)別就是在時間周期上存在能量的分布不同。而由于信號的時

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3559059