一種基于光纖振動(dòng)傳感報(bào)警系統(tǒng)的自學(xué)習(xí)算法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種基于光纖振動(dòng)傳感報(bào)警系統(tǒng)的自學(xué)習(xí)算法，在實(shí)際使用前，檢測(cè)并采集存儲(chǔ)安裝環(huán)境的背景振動(dòng)信號(hào)以及報(bào)警振動(dòng)信號(hào)，得到振動(dòng)信號(hào)的特征向量，構(gòu)建特征向量數(shù)據(jù)庫；在實(shí)際工作中，采集振動(dòng)信號(hào)，并對(duì)比振動(dòng)信號(hào)的特征向量與特征向量數(shù)據(jù)庫中的特征向量，判斷是否報(bào)警，并判斷是否需要補(bǔ)充到特征向量數(shù)據(jù)庫中。本發(fā)明能夠不斷補(bǔ)充特征向量數(shù)據(jù)庫，從而降低漏報(bào)和誤報(bào)率。
【專利說明】一種基于光纖振動(dòng)傳感報(bào)警系統(tǒng)的自學(xué)習(xí)算法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光電信號(hào)辨識(shí)處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種基于光纖振動(dòng)傳感報(bào)警系統(tǒng)的自學(xué)習(xí)算法。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖振動(dòng)傳感報(bào)警系統(tǒng)具有傳統(tǒng)安防報(bào)警系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)勢(shì)，且檢測(cè)靈敏度高，遠(yuǎn)程定位準(zhǔn)確，相對(duì)成本較低，是國內(nèi)外該領(lǐng)域的新興技術(shù)方向，已經(jīng)開始得到廣泛的推廣與應(yīng)用。主要應(yīng)用于邊界防衛(wèi)、周界安防警戒、家庭安防系統(tǒng)、管道防護(hù)、通訊和電力線纜保護(hù)、政府、司法機(jī)構(gòu)(監(jiān)獄)、工業(yè)園區(qū)、學(xué)校、星級(jí)酒店等領(lǐng)域。
[0003]由于光纖振動(dòng)傳感報(bào)警系統(tǒng)使用場(chǎng)合的復(fù)雜性，報(bào)警系統(tǒng)使不可避免地會(huì)產(chǎn)生誤報(bào)和漏報(bào)現(xiàn)象。如何降低系統(tǒng)的誤報(bào)和漏報(bào)概率是一個(gè)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]要解決的技術(shù)問題
[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提出了一種基于光纖振動(dòng)傳感報(bào)警系統(tǒng)的自學(xué)習(xí)算法，提高光纖振動(dòng)傳感報(bào)警系統(tǒng)的辨識(shí)能力，降低系統(tǒng)的漏報(bào)和誤報(bào)率。
[0006]技術(shù)方案
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0008]所述一種基于光纖振動(dòng)傳感報(bào)警系統(tǒng)的自學(xué)習(xí)算法，其特征在于:采用以下步驟:
[0009]步驟1:采用光纖振動(dòng)傳感報(bào)警系統(tǒng)檢測(cè)并采集存儲(chǔ)安裝環(huán)境的背景振動(dòng)信號(hào)，包括背景噪聲、刮風(fēng)、下雨、車流等振動(dòng)源的振動(dòng)信號(hào)；也采用光纖振動(dòng)傳感報(bào)警系統(tǒng)檢測(cè)并采集存儲(chǔ)報(bào)警振動(dòng)信號(hào)；
[0010]步驟2:將采集存儲(chǔ)的振動(dòng)信號(hào)的幅值參數(shù)、頻率參數(shù)、位置參數(shù)作為特征參數(shù)，對(duì)特征參數(shù)進(jìn)行濾波、相關(guān)運(yùn)算、FFT運(yùn)算，得到振動(dòng)信號(hào)的特征向量，構(gòu)建特征向量數(shù)據(jù)庫；特征向量數(shù)據(jù)庫包括背景振動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的特征向量部分和報(bào)警振動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的特征向量部分;
[0011]步驟3:采用光纖振動(dòng)傳感報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際工作，對(duì)實(shí)際工作中檢測(cè)到的振動(dòng)信號(hào)的特征參數(shù)進(jìn)行濾波、相關(guān)運(yùn)算、FFT運(yùn)算，得到實(shí)際工作中檢測(cè)到的振動(dòng)信號(hào)的特征
向量;
[0012]步驟4:將步驟3得到的特征向量與特征向量數(shù)據(jù)庫中的特征向量進(jìn)行對(duì)比，若對(duì)比結(jié)果顯示步驟3中振動(dòng)信號(hào)的特征向量符合特征向量數(shù)據(jù)庫中報(bào)警振動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的特征向量部分，則報(bào)警；若對(duì)比結(jié)果顯示步驟3中振動(dòng)信號(hào)的特征向量不符合特征向量數(shù)據(jù)庫中的任意特征向量，也報(bào)警，并檢查報(bào)警真?zhèn)?，若?bào)警為真，則將步驟3中振動(dòng)信號(hào)的特征向量補(bǔ)充到特征向量數(shù)據(jù)庫中報(bào)警振動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的特征向量部分，若報(bào)警為偽，則將步驟3中振動(dòng)信號(hào)的特征向量補(bǔ)充到特征向量數(shù)據(jù)庫中背景振動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的特征向量部分。[0013]有益效果
[0014]本發(fā)明在光纖振動(dòng)傳感報(bào)警系統(tǒng)設(shè)備調(diào)試及實(shí)際使用過程中，在其安裝和使用環(huán)境下，對(duì)可能出現(xiàn)的不同振動(dòng)源(如背景噪聲、刮風(fēng)、下雨等)，積極地采集并存儲(chǔ)振動(dòng)信號(hào)的信息。對(duì)采集到的振動(dòng)信號(hào)，根據(jù)信號(hào)的特點(diǎn)，選擇合理的特征參數(shù)(幅值參數(shù)、頻率參數(shù)、位置參數(shù)等)作為數(shù)據(jù)庫的核心數(shù)據(jù)，并對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行濾波、相關(guān)運(yùn)算、頻域和時(shí)域分析，形成相應(yīng)特征向量，自動(dòng)建立不同振動(dòng)源產(chǎn)生的特征向量數(shù)據(jù)庫。在振動(dòng)信號(hào)檢測(cè)中，將檢測(cè)信號(hào)的數(shù)據(jù)分析處理結(jié)果與數(shù)據(jù)庫中已有不同振源的特征向量進(jìn)行比較，確定振動(dòng)源特性，根據(jù)預(yù)設(shè)定的報(bào)警條件進(jìn)行判斷，從而降低漏報(bào)和誤報(bào)率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)組成框圖。
[0016]圖2為本發(fā)明的系統(tǒng)自學(xué)習(xí)算法流程框圖。
[0017]其中:1、主控計(jì)算機(jī)；2、光檢測(cè)裝置；3、傳感光纜；4、功能模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本實(shí)施例中的光纖振動(dòng)傳感報(bào)警系統(tǒng)由主控計(jì)算機(jī)1、光檢測(cè)裝置2、傳感光纜3和功能模塊4等組成，對(duì)安防系統(tǒng)中監(jiān)測(cè)區(qū)域需要報(bào)警的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行感知與定位。
[0019]光纖振動(dòng)傳感報(bào)警系統(tǒng)中光信號(hào)的檢測(cè)采用基于雙向馬赫-澤德干涉儀的分布式光纖傳感方法。當(dāng)振動(dòng)信號(hào)作用于傳感光纜時(shí)，相向傳輸?shù)膬陕分绷鞴獠ㄍ瑫r(shí)產(chǎn)生相同的相位變化并沿不同的路徑傳輸至光接收單元，光接收單元分別接收兩路光信號(hào)并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，經(jīng)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和處理后即可實(shí)時(shí)獲得振動(dòng)信號(hào)的位置、頻率、幅度等信息。功能模塊對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行判斷，滿足條件時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。由于光纖振動(dòng)傳感報(bào)警系統(tǒng)使用環(huán)境比較復(fù)雜，在使用過程中常常會(huì)產(chǎn)生漏報(bào)和誤報(bào)現(xiàn)象，為了提高系統(tǒng)的檢測(cè)辨識(shí)能力，降低其漏報(bào)和誤報(bào)率，在本系統(tǒng)中采用了自學(xué)習(xí)告警算法。具體步驟為:
[0020]步驟1:在實(shí)際使用前，采用光纖振動(dòng)傳感報(bào)警系統(tǒng)檢測(cè)并采集存儲(chǔ)安裝環(huán)境的背景振動(dòng)信號(hào)，包括背景噪聲、刮風(fēng)、下雨、車流等振動(dòng)源的振動(dòng)信號(hào)；同時(shí)也采用光纖振動(dòng)傳感報(bào)警系統(tǒng)檢測(cè)并采集存儲(chǔ)報(bào)警振動(dòng)信號(hào)；
[0021]步驟2:將采集存儲(chǔ)的振動(dòng)信號(hào)的幅值參數(shù)、頻率參數(shù)、位置參數(shù)作為特征參數(shù)，對(duì)特征參數(shù)進(jìn)行濾波、相關(guān)運(yùn)算、FFT運(yùn)算，得到振動(dòng)信號(hào)的特征向量，構(gòu)建特征向量數(shù)據(jù)庫；特征向量數(shù)據(jù)庫包括背景振動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的特征向量部分和報(bào)警振動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的特征向量部分;
[0022]步驟3:采用光纖振動(dòng)傳感報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際工作，對(duì)實(shí)際工作中檢測(cè)到的振動(dòng)信號(hào)的特征參數(shù)進(jìn)行濾波、相關(guān)運(yùn)算、FFT運(yùn)算，得到實(shí)際工作中檢測(cè)到的振動(dòng)信號(hào)的特征
向量;
[0023]步驟4:將步驟3得到的特征向量與特征向量數(shù)據(jù)庫中的特征向量進(jìn)行對(duì)比，若對(duì)比結(jié)果顯示步驟3中振動(dòng)信號(hào)的特征向量符合特征向量數(shù)據(jù)庫中報(bào)警振動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的特征向量部分，則報(bào)警；若對(duì)比結(jié)果顯示步驟3中振動(dòng)信號(hào)的特征向量不符合特征向量數(shù)據(jù)庫中的任意特征向量，也報(bào)警，并檢查報(bào)警真?zhèn)?，若?bào)警為真，則將步驟3中振動(dòng)信號(hào)的特征向量補(bǔ)充到特征向量數(shù)據(jù)庫中報(bào)警振動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的特征向量部分，若報(bào)警為偽，則將步驟3中振動(dòng)信號(hào)的特征向量補(bǔ)充到特征向量數(shù)據(jù)庫中背景振動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的特征向量部分。
【權(quán)利要求】
1.一種基于光纖振動(dòng)傳感報(bào)警系統(tǒng)的自學(xué)習(xí)算法，其特征在于:采用以下步驟: 步驟1:采用光纖振動(dòng)傳感報(bào)警系統(tǒng)檢測(cè)并采集存儲(chǔ)安裝環(huán)境的背景振動(dòng)信號(hào)，包括背景噪聲、刮風(fēng)、下雨、車流等振動(dòng)源的振動(dòng)信號(hào)；也采用光纖振動(dòng)傳感報(bào)警系統(tǒng)檢測(cè)并采集存儲(chǔ)報(bào)警振動(dòng)信號(hào)； 步驟2:將采集存儲(chǔ)的振動(dòng)信號(hào)的幅值參數(shù)、頻率參數(shù)、位置參數(shù)作為特征參數(shù)，對(duì)特征參數(shù)進(jìn)行濾波、相關(guān)運(yùn)算、FFT運(yùn)算，得到振動(dòng)信號(hào)的特征向量，構(gòu)建特征向量數(shù)據(jù)庫；特征向量數(shù)據(jù)庫包括背景振動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的特征向量部分和報(bào)警振動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的特征向量部分； 步驟3:采用光纖振動(dòng)傳感報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際工作，對(duì)實(shí)際工作中檢測(cè)到的振動(dòng)信號(hào)的特征參數(shù)進(jìn)行濾波、相關(guān)運(yùn)算、FFT運(yùn)算，得到實(shí)際工作中檢測(cè)到的振動(dòng)信號(hào)的特征向量; 步驟4:將步驟3得到的特征向量與特征向量數(shù)據(jù)庫中的特征向量進(jìn)行對(duì)比，若對(duì)比結(jié)果顯示步驟3中振動(dòng)信號(hào)的特征向量符合特征向量數(shù)據(jù)庫中報(bào)警振動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的特征向量部分，則報(bào)警；若對(duì)比結(jié)果顯示步驟3中振動(dòng)信號(hào)的特征向量不符合特征向量數(shù)據(jù)庫中的任意特征向量，也報(bào)警，并檢查報(bào)警真?zhèn)?，若?bào)警為真，則將步驟3中振動(dòng)信號(hào)的特征向量補(bǔ)充到特征向量數(shù)據(jù)庫中報(bào)警振動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的特征向量部分，若報(bào)警為偽，則將步驟3中振動(dòng)信號(hào)的特征向量補(bǔ)充到特征向量數(shù)據(jù)庫中背景振動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的特征向量部分。
【文檔編號(hào)】G08B13/186GK103617685SQ201310662074
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月9日
【發(fā)明者】李碧麗, 朱建國, 高卓, 于威, 姬雪峰, 朱云周 申請(qǐng)人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七〇五研究所