Jun 05, 2025

תכנון אלגוריתם סיווג והכרה רב-יעדים המבוסס על רשת חיישני סיבים אופטיים

השאר הודעה

בשל המאפיינים של טווח גילוי גדול, רגישות גבוהה ויכולת הסתגלות סביבתית טובה, רשתות חישת סיבים אופטיים יושמו באופן נרחב במיקום אבטחה בקנה מידה גדול ובמיקום יעד אזורי. פונקציות מסורתיות כמו זיהוי נוכחות של יעד ושפוט גס של עמדתו אינן מספיקות עוד בכדי לעמוד בדרישות הגילוי התובעניות יותר ויותר. סיווג מדויק של יעדים מרובים ופרמטרים של מצב מרובים באזור גדול הפך לנקודה חמה מחקרית. ביניהם, זיהוי סוג היעד, חישוב מיקום היעד והסיק את מצב התנועה של היעד הם משימות הגילוי העיקריות של רשת החישה.

 

Sidelnikov O et al. נערכו בדיקות על מספר אותות הפרעות לא תקינות באזור, והשיגו שיעור גילוי של 86. 3% על ידי שימוש בתדרים שונים לסיווג יעד. עם זאת, שיטה זו יכולה לבצע רק סיווג איכותי ואינה יכולה לספק מידע על פרמטרי המצב של היעדים. Tejedor J et al. הציבה רשת חישת סיבים אופטית על צינורות וזיהתה פעולות הנדסיות פוטנציאליות העלולות לסכן את הצינורות על ידי ניתוח ההבדלים באותות הרטט. הם גם סיווגו הפרעות שונות באמצעות ספי עוצמה. טיאן מיאו שילב רשתות עצביות עם שיטת הפירוק של מצב הפונקציה לניתוח ארבעה סוגים של אירועי חדירה, והשיג שיעור זיהוי ממוצע של 85.2%. Zou Boxian et al. נעשה שימוש בטכנולוגיית הדמיה תלת מימדית של אותות רטט כדי לסווג מקורות רטט שונים כמו רעש לבן, הולכי רגל, כלי רכב ומחפרים. ניתוח הסימולציה הראה שיעור נכון של מעל 90%. עם זאת, הכמות הגדולה של נתוני ענן נקודה תלת מימדית הפחיתה משמעותית את מהירות העיבוד. פנג קואן ואח '. מקורות חדירה אזוריים שנבדקו על בסיס הבדלי תחומי זמן\/תדר, והשיגו דיוק סיווג של מעל 98% לארבעה סוגים של מקורות הפרעה תקופתיים. ג'יאנג הונג ואח '. בדק חמש הפרעות חדירה נפוצות באמצעות סיבי סיבים אולטרה-גוונים בראג וסווגו אותם על סמך תכונות אות מנורמליות. ב 500 דגימות בדיקה, שיעור ההכרה היה מעל 98%. PAN RUIZHI et al. השתמשו בטכנולוגיית חישת מישוש של סיבים בראג בראג כדי להשיג סיווג יעד, עם דיוק אלגוריתם של 96.6%. עם זאת, שיטה זו משמשת בעיקר למדידת מגע ישיר בין היעד ל- FBG. למרות שיש לו דיוק גבוה, ביצועי התגובה שלה יורדים באופן משמעותי עם הגדלת המרחק. Wei-Hao C et al. משומש בטכנולוגיית φ-OTDR כדי להשיג אותות יעד, שיש להם את המאפיינים של דיוק גבוה ויציבות טובה. Suzhen L et al. השתמשו ברשתות עצביות מלאכותיות למדידת תנודות בנייה בנתוני חישת סיבים אופטיים, בעלי מאפיינים של דיוק גבוה וכיסוי רחב. עם זאת, שיטה זו משמשת בעיקר להכרה של אותות רטט יחידים ואינה יכולה להשיג סיווג רב-יעד. שאנג קיאופנג ואח '. פירוק משולב של מצב משתנה עם אלגוריתמים של מכונות וקטור תמיכה כדי לזהות ארבעה סוגים של אותות לא תקינים, והשיג דיוק זיהוי של מעל 98%. עם זאת, בגלל השימוש בשני אלגוריתמים, זמן העיבוד של מערך נתונים יחיד היה 169 שניות, שהיה איטי יחסית.

 

תוכנן אלגוריתם זיהוי המבוסס על המאפיינים של פרמטרי אות רב-אובייקטיביים. אלגוריתם זה מסמן את התכונות של יעדים שונים מבחינת משרעת, משך ותדר, ומשיג ניתוק אותות במקרה של כינוי אותות רב-אובייקטיביים. נבדקו מאפייני האות לחישת סיבים של ארבעה יעדים נפוצים, והושלם ניתוח כמותי של אותות רב-אובייקטיביים. תוצאות הניסוי מראות כי משרעת אורך הגל הממוצעת של היעד 1 היא 1.25 ננומטר, עם תקופה מאפיינת כ- 12 0 MS; אמפליטודות אורך הגל הממוצעות של יעדים 2 ו -3 הם בין 150-350 pm, עם משך זמן בין 1 ל- 3s; משרעת אורך הגל הממוצעת של היעד 4 היא מעל 3.2 ננומטר, עם משך זמן של כ- 15s. לתכונות אלה יש דיוק הכרה גבוהה באלגוריתם זה. במבחן כינוי היעד, שיעור זיהוי היעד הממוצע והממוצע של דיוק ההכרה הם שניהם מעל 80.0%, ומאמתים את כדאיות האלגוריתם המוצע.

שלח החקירה