基于频谱动态特征和elm的挖掘设备识别方法研究

《基于频谱动态特征和elm的挖掘设备识别方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文硕士学位论文题目:基于频谱动态特征和ELM的挖掘设备识别方法研究研究生赵拓专业控制理论与控制工程指导教师薛安克教授王建中教授完成日期2016年3月杭州电子科技大学硕士学位论文基于频谱动态特征和ELM的挖掘设备识别方法研究研究生：赵拓指导教师：薛安克教授王建中教授2016年3月DissertationSubmittedtoHangzhouDianziUniversityfortheDegreeofMasterResearchonExcavationEquipmentsRecognitionbasedonSpectralDynamicFeaturesandELMClassifierCa

2、ndidate:ZhaoTuoSupervisor:Prof.XueAnkeProf.WangJianzhongMarch，2016梳州电子科技大学学位论文原创性声明巧使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行巧究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研巧做出重要贡献的个人和集体，均曰在文中臥明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处一，本人承担切相关责任。论文作者签名：知曰期：年＾月曰学位论文使巧授权说明目本人完全了解杭州电予科技大

3、学关于保留和使用学位论文的规定，Ｐ：研巧生在。校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属杭州电子科技大学本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阁和借阅论文；学校可抖公布论文的全部或部分内容，可Ｗ允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密论文在解密后遵守此规定）论文作者签名！相沁日期：兴嫁年多月皆日指导教师签名／：日期；年月夕３杭州电子科技大学硕士学位论文摘要近几年，随着我国城市化建设飞速发展对地下电缆的安全性需求越来越迫切。由于在道路改造和房屋建设等施工过程中，工作人员的疏忽大意导

4、致电缆被挖断的事故频频发生，给国家经济和人民安全带来严重危害。因此，保障地下电缆供电系统不受挖掘设备破坏成为我国电力及城建部门亟待解决的问题。本文在语音识别的基础上，对常用几种挖掘设备(挖掘机、液压冲击锤、电锤、切割机)的声音信号展开深入分析研究，构建了一套基于频谱动态特征的声音信号提取方法和极限学习机(ELM)作为分类器的挖掘设备识别算法。该算法能够有效地检测到威胁电缆安全的挖掘设备在作业时的声音信号，从而进行预警判断，达到对事发地进行定位的目的。本文主要研究工作如下：1.采用八通道的麦克风十字阵列在夜晚较理想的环境下对四种挖掘设备在不同距离作业下采集声音信号，用于建立声音特征库。通过声阵列

5、对不同环境、不同距离下挖掘设备在白天正常作业的声音信号进行采集与识别，进一步验证该算法的有效性。2.采用基于Mel频率倒谱系数(MFCC)特征提取方法、基于一阶差分Mel频率倒谱系数(MFCC)特征提取方法、基于二阶差分Mel频率倒谱系数(MFCC)特征提取方法和基于频谱动态特征的声音信号提取方法。通过对挖掘设备声音信号的特征提取，进行不同的对比实验。3.在模式识别方面，基于识别率、训练模型和识别时间长短作为本文算法的评价标准。选取BP前馈神经网络、KNN和ELM三种模式识别方法，用于对挖掘设备信号类型的识别对比。4.在实验中，设计了基于MFCC、MFCC、MFCC和频谱动态特征的

6、系数提取以及BP前馈神经网络、KNN和ELM三种分类识别算法的对比实验。进一步讨论了隐含结点个数以及KNN识别算法中K值对识别结果的影响。通过大量实验进行分析，基于频谱动态特征的声音特征提取方法和ELM的识别算法对挖掘设备作业的异常事件识别及预警是稳定的。5.为增强算法的鲁棒性，在地铁施工现场，重新采集挖掘设备声音数据验证每种设备的工作状态。结果表明，该算法能够较准确地对挖掘设备进行识别从而达到预报警的目的。最后将该识别算法通过MATLAB软件建立一个GUI界面。关键词：挖掘设备，声音识别，声音信号处理，频谱动态特征，极限学习机I杭州电子科技大学硕士学位论文ABSTRACTInrecentye

7、ars,thedemandforundergroundelectriccablesafetyisbecomingmoreandmoreurgentinourcountryduetotherapiddevelopmentofurbanization.However,thenegligenceoftheconstructorsintheroadconstructionsandmetroconstruc