基于信號增強與特征提取的港口疏浚拋泥檢測研究(1)

1、廈門大學學位論文原創(chuàng)性聲明本人呈交的學位論文是本人在導師指導下，獨立完成的研究成果。本人在論文寫作中參考其他個人或集體已經發(fā)表的研究成果，均在文中以適當方式明確標明，并符合法律規(guī)范和《廈門大學研究生學術活動規(guī)范(試行)》。另外，該學位論文為()課題(組)的研究成果，獲得()課題(組)經費或實驗室的資助，在()實驗室完成。(請在以上括號內填寫課題或課題組負責人或實驗室名稱，未有此項聲明內容的，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濟發(fā)展，各國對港區(qū)建設和航道維護愈加重視。但是，在利益驅使下，疏浚駁船常常在非指定區(qū)傾倒泥沙，導致航道內泥沙淤積甚至斷航，航道維護成本增加和生態(tài)壞境破壞。目前，國內普遍采用安裝攝像頭、吃水線檢測等監(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探測信號，利用隨機共振和時間反轉鏡技術對接收信號進行增強，并通過希爾伯特黃變換和稀疏表示的方法提取探測信號成分并獲取特征參數(shù)，檢測疏浚駁船是否違規(guī)傾倒。通過大量數(shù)據(jù)樣本和不同分類器訓練驗證了該方案的可行性。本文的主要工作內容如下：1)建立了港口疏浚拋泥云團運動模型及淺海水聲信道仿真模型，為拋泥檢測的方法研究提供了必要的理論支撐和仿真平臺，通過該仿真平臺能夠模擬出探測信號在不同場景下(“無

4、拋泥”和“拋泥”)的接收信號，用來進一步分析。2)利用隨機共振信號增強能力和時間反轉鏡自適應信道、消除多徑效應的作用，將隨機共振和時間反轉鏡技術應用于拋泥探測信號的增強中，從而增加探測距離，提高檢測概率。3)利用基于集合經驗模態(tài)分解的希爾伯特黃變換和稀疏表示的去噪能力和信號重構能力，將上述兩種技術應用于拋泥探測信號的檢測和分析，通過對“無拋泥”和“拋泥”這兩種狀態(tài)的信號做分析對比，發(fā)現(xiàn)兩者的時頻圖、希爾伯特邊際譜和稀疏度有明顯差異。對不