基于時(shí)間序列相似搜索的震動(dòng)目標(biāo)定位方法.pdf

1、分析震動(dòng)數(shù)據(jù)從而識(shí)別震動(dòng)目標(biāo)類型和震動(dòng)目標(biāo)位置，在周界安全防護(hù)領(lǐng)域具有重要的研究意義。在了解國(guó)內(nèi)外地面震動(dòng)目標(biāo)識(shí)別和定位技術(shù)的基礎(chǔ)上，本文研究了基于時(shí)間序列相似搜索的震動(dòng)目標(biāo)識(shí)別和定位算法，并與典型的識(shí)別和定位方法進(jìn)行了對(duì)比，最后開發(fā)了震動(dòng)目標(biāo)識(shí)別與定位原型系統(tǒng)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴針對(duì)震動(dòng)目標(biāo)識(shí)別問(wèn)題，提出了基于時(shí)間序列相似搜索的震動(dòng)目標(biāo)識(shí)別算法。其基本思路是用模式庫(kù)中的模式序列與主模式序列進(jìn)行子序列匹配，統(tǒng)計(jì)匹配數(shù)并將

2、匹配數(shù)作為震動(dòng)目標(biāo)識(shí)別的依據(jù)。將該算法同基于過(guò)零點(diǎn)數(shù)的識(shí)別算法和基于Welch功率譜識(shí)別算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所提出的算法準(zhǔn)確率達(dá)到91.67％，優(yōu)于后兩種算法的準(zhǔn)確率。⑵針對(duì)震動(dòng)目標(biāo)定位問(wèn)題，提出了基于時(shí)間序列相似搜索的時(shí)延估計(jì)方法。時(shí)延估計(jì)是到達(dá)時(shí)間差( Time Difference of Arrival, TDOA)定位算法的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過(guò)使用時(shí)間序列相似搜索確定震動(dòng)波的到達(dá)時(shí)間差，然后根據(jù)時(shí)間差和TDOA定位原理確定震

3、動(dòng)源的位置。將該方法與基于廣義互相關(guān)的時(shí)延估計(jì)方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)對(duì)比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所提出的方法能夠提高震動(dòng)目標(biāo)定位的準(zhǔn)確度，目標(biāo)位置的極徑平均誤差降低了45.53%，極角平均誤差降低了9.80%。⑶在上述研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了震動(dòng)目標(biāo)識(shí)別與定位系統(tǒng)，包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)主要由ARM11處理器、信號(hào)調(diào)理電路、震動(dòng)傳感器、電源和計(jì)算機(jī)構(gòu)成。軟件系統(tǒng)功能主要包括數(shù)據(jù)采集功能、震動(dòng)目標(biāo)識(shí)別和震動(dòng)目標(biāo)定位功能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明系統(tǒng)不僅能夠