基于时间序列相似搜索的震动目标定位方法

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1、西安科技大学硕士学位论文基于时间序列相似搜索的震动目标定位方法专业名称：计算机应用技术作者姓名：张朝阳指导教师：李爱国学位论文独创性说明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及其取得研究成果。尽我所知，除了文中加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西安科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：日期：论文题目：基于时间序列相似搜索的震动目标定位方法专业：计算机应用技术硕士生：张朝阳(

2、签名)指导教师：李爱国(签名)摘要分析震动数据从而识别震动目标类型和震动目标位置，在周界安全防护领域具有重要的研究意义。在了解国内外地面震动目标识别和定位技术的基础上，本文研究了基于时间序列相似搜索的震动目标识别和定位算法，并与典型的识别和定位方法进行了对比，最后开发了震动目标识别与定位原型系统。本文的主要研究内容如下：⑴针对震动目标识别问题，提出了基于时间序列相似搜索的震动目标识别算法。其基本思路是用模式库中的模式序列与主模式序列进行子序列匹配，统计匹配数并将匹配数作为震动目标识别的依据。将该算法同基于过零点数的识别算法和基于Welch功率谱识别算法进行实验对比，实验结果表明所提

3、出的算法准确率达到91.67%，优于后两种算法的准确率。⑵针对震动目标定位问题，提出了基于时间序列相似搜索的时延估计方法。时延估计是到达时间差(TimeDifferenceofArrival,TDOA)定位算法的关键环节，通过使用时间序列相似搜索确定震动波的到达时间差，然后根据时间差和TDOA定位原理确定震动源的位置。将该方法与基于广义互相关的时延估计方法进行了实验对比，实验结果表明所提出的方法能够提高震动目标定位的准确度，目标位置的极径平均误差降低了45.53%，极角平均误差降低了9.80%。⑶在上述研究的基础上，设计并实现了震动目标识别与定位系统，包括硬件系统和软件系统。硬件系

4、统主要由ARM11处理器、信号调理电路、震动传感器、电源和计算机构成。软件系统功能主要包括数据采集功能、震动目标识别和震动目标定位功能。实验结果表明系统不仅能够有效识别震动目标的类型而且可以对震动目标的位置进行准确估计，达到了预期目标。关键词：时间序列相似搜索，震动目标识别，震动目标定位，到达时间差法(TDOA)，数据挖掘研究类型：应用研究Subject:AMethodofVibrationTargetPositioningBasedonTimeSeriesSimilaritySearchSpecialty:ComputerApplicationTechnologyName:Cha

5、oyangZhang(Signature)Instructor:AiguoLi(Signature)ABSTRACTThetypeandlocationofvibrationtargetcanbedeterminedbytheanalysisofvibrationdata,whichisanimportantresearchinthefieldofperimetersecurity.Afterlearningtheidentificationandpositioningtechnologyofgroundvibrationtargetathomeandabroad,algorith

6、mofrecognizingvibrationtargetbasedonthetimeseriessimilaritysearchisstudied,andiscomparedwiththetypicalmethodsofidentificationandlocalization.Finally,theprototypesystemofrecognizingandpositioningvibrationtargetisdeveloped.Themaincontentofthispaperisasfollows:⑴Fortheidentificationofvibrationtarg

7、et,thealgorithmofrecognizingvibrationtargetbasedontimeseriessimilaritysearchisputputforwardinthispaper.Themainpatternsequencesandsubsequencesinthepatternbasehasbeenmatched,whichresultoutthenumberofmatchingsequences.Itwillbethetheoretics