基于决策矩阵和ELM识别算法的挖掘设备定位方法研究

发布时间：2024-12-01 23:07

　　在许多国家城市的地表开挖施工中,由于无序的挖掘和不规范的管理,地下管网经常造成严重的外部破坏。近年来,基于声音信号的开挖装置检测方法的准确性和有效性,已在地下管网监控系统中得到了验证。然而,仅仅依靠识别结果可能会导致一个高的虚警率,在真正的监测系统,由于城市地下管道通常是沿着固定的布局,有时候布局之外区域的操作,也可能触发监控系统。为了提高实际地下管网网络监控系统的可靠性,本文提出了一种新的基于声音信号到达方向估计(DOA)的方法,并将其应用到监控系统中。不是仅仅利用声源定位算法,而是一种全新的混合算法,利用开挖设备的识别结果有助于提高定位估计性能。本文提出了两种基于声信号的挖掘器械定位算法,作为一种辅助的城市地下管网保护系统的监控系统。DOA估计算法与识别算法相结合的新算法可以有效地在现实世界中复杂的环境中工作。本文主要的研究工作如下:1.采用四通道十字形声阵列,依据波束到达每个传声器会有时延的原理,实现MUSIC单频算法。对各种挖掘器械的声音信号进行采集分析,确定此项目合适的参考频带。紧接着,采用聚焦变换,实现对真实信号宽频带的定位算法,验证算法的可行性。2.提出基于声音预识别的MU...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 地下管网防破坏研究背景
    1.2 声音识别与声音定位的研究意义
    1.3 国内外现状
        1.3.1 现有防护措施
        1.3.2 声音定位算法
        1.3.3 声音识别算法
    1.4 该领域的研究难点
    1.5 本文主要研究内容
第2章 声音定位研究
    2.1 声阵列研究现状
        2.1.1 声阵列介绍
        2.1.2 本论文声阵列模型
    2.2 MUSIC声音定位算法实现原理
        2.2.1 单频窄带实现
        2.2.2 宽带定位算法理论
        2.2.3 宽带定位算法实现
第3章 基于声音识别的定位方法
    3.1 声音识别在定位中的作用
    3.2 基于预识别的定位算法
        3.2.1 预处理-分帧
        3.2.2 LPCC特征提取和ELM分类器
        3.2.3 基于预识别定位算法
    3.3 实验分析
        3.3.1 数据分析
        3.3.2 预识别实验分析
第4章 分布矩阵定位算法
    4.1 基于分布决策矩阵的定位算法
    4.2 单声源实验分析
        4.2.1 数据分析
        4.2.2 基于决策矩阵定位算法实验分析
    4.3 多声源实验分析
        4.3.1 数据分析
        4.3.2 基于决策矩阵定位算法实验分析
第5章 总结与展望
    5.1 研究工作总结
    5.2 研究展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：4013898