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(1)

1、廈門大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，獨(dú)立完成的研究成果。本人在論文寫作中參考其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表的研究成果，均在文中以適當(dāng)方式明確標(biāo)明，并符合法律規(guī)范和《廈門大學(xué)研究生學(xué)術(shù)活動(dòng)規(guī)范(試行)》。另外，該學(xué)位論文為()課題(組)的研究成果，獲得()課題(組)經(jīng)費(fèi)或?qū)嶒?yàn)室的資助，在()實(shí)驗(yàn)室完成。(請(qǐng)?jiān)谝陨侠ㄌ?hào)內(nèi)填寫課題或課題組負(fù)責(zé)人或?qū)嶒?yàn)室名稱，未有此項(xiàng)聲明內(nèi)容的，可以不作特別聲明。)聲明人(簽名)：溈t弋年!

2、只l￥日猻純巧摘要摘要隨著海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展，各國對(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)境因素的影響無法獲得好的效果。國外采用更改傾倒區(qū)和自然處理的手段并不適用于我國流域眾多的國情。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)

3、混濁海水聲吸收的原理，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)，通過該仿真平臺(tái)能夠模擬出探測(cè)信號(hào)在不同場(chǎng)景下(“無

4、拋泥”和“拋泥”)的接收信號(hào)，用來進(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，通過對(duì)“無拋泥”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、希爾伯特邊際譜和稀疏度有明顯差異。對(duì)不