基于信號(hào)增強(qiáng)與特征提取的港口疏浚拋泥檢測(cè)研究.pdf

1、隨著海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展，各國(guó)對(duì)港區(qū)建設(shè)和航道維護(hù)愈加重視。但是，在利益驅(qū)使下，疏浚駁船常常在非指定區(qū)傾倒泥沙，導(dǎo)致航道內(nèi)泥沙淤積甚至斷航，航道維護(hù)成本增加和生態(tài)壞境破壞。目前，國(guó)內(nèi)普遍采用安裝攝像頭、吃水線檢測(cè)等監(jiān)控方法，但易受人為破壞和環(huán)境因素的影響無(wú)法獲得好的效果。國(guó)外采用更改傾倒區(qū)和自然處理的手段并不適用于我國(guó)流域眾多的國(guó)情。因此，航道管理部門急需一種非接觸式、穩(wěn)定可靠的監(jiān)控手段，以保證疏浚工程作業(yè)的質(zhì)量。
　　本文根據(jù)混濁海水聲

2、吸收的原理，周期性地發(fā)送和接收Chirp探測(cè)信號(hào)，利用隨機(jī)共振和時(shí)間反轉(zhuǎn)鏡技術(shù)對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行增強(qiáng)，并通過(guò)希爾伯特-黃變換和稀疏表示的方法提取探測(cè)信號(hào)成分并獲取特征參數(shù)，檢測(cè)疏浚駁船是否違規(guī)傾倒。通過(guò)大量數(shù)據(jù)樣本和不同分類器訓(xùn)練驗(yàn)證了該方案的可行性。
　　本文的主要工作內(nèi)容如下:
　　1)建立了港口疏浚拋泥云團(tuán)運(yùn)動(dòng)模型及淺海水聲信道仿真模型，為拋泥檢測(cè)的方法研究提供了必要的理論支撐和仿真平臺(tái)，通過(guò)該仿真平臺(tái)能夠模擬出探測(cè)信號(hào)在

3、不同場(chǎng)景下（“無(wú)拋泥”和“拋泥”）的接收信號(hào)，用來(lái)進(jìn)一步分析。
　　2)利用隨機(jī)共振信號(hào)增強(qiáng)能力和時(shí)間反轉(zhuǎn)鏡自適應(yīng)信道、消除多徑效應(yīng)的作用，將隨機(jī)共振和時(shí)間反轉(zhuǎn)鏡技術(shù)應(yīng)用于拋泥探測(cè)信號(hào)的增強(qiáng)中，從而增加探測(cè)距離，提高檢測(cè)概率。
　　3)利用基于集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的希爾伯特黃變換和稀疏表示的去噪能力和信號(hào)重構(gòu)能力，將上述兩種技術(shù)應(yīng)用于拋泥探測(cè)信號(hào)的檢測(cè)和分析，通過(guò)對(duì)“無(wú)拋泥”和“拋泥”這兩種狀態(tài)的信號(hào)做分析對(duì)比，發(fā)現(xiàn)兩者的時(shí)頻圖