基于最小二乘支持向量机的声波测距系统消噪处理.pdf

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1、第25卷第5期传感技术学报V01．25No．5CHINESEJOURNAIOFSENSORSANDACTUATORSMav20122012年5月TheAcousticRangingSignalDe-NoisingBasedonLeastSquaresSupportVectorMachinesZHANGLiangliang，HEPengju，QINLili，YANGJing，SONGAmei，Qiong。(1．Collegeofautomation，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xian710129，Chin

2、a；2．FacultyofMechanicalandElectronicEngineering，JiangxiUniversityofScienceandTechnolog)，GanzhouJiangxi341000，China；3．TheFirstGeologySun~eyInstitute，GansuBureauofGeologyandMineralResources，TianshuiGansu741020，China)Abstract：Aimingattheproblemofcomplexnoiseinacousticrangingsyste

3、mandweakechodifficuhlydetectedfromsignalswithhighnoise，leastsquaressupportvectormachinesbasedonthestatisticallearningtheoryareusedinmodelbuildingtorealizestheunusualvaluesdetectionandnoiseelimination．Comparingthede—noisingresultwiththetraditionalautoregressiveintegratedmovinga

4、verage(ARIMA)，simulatedresultsshowthattheproposedmethodcanimprovethepredictionaccuracyandrestrainthenoiseofacousticrangingsystem．Keywords：theaudiorangingsignal；de—noisingprocessing；LS—SVM(LeastSquaresSuppo~VectorMachines)；ARIMAEEACC：7210；7230；7320doi：10．3969／j．issn．1004-1699．2

5、012．05．016基于最小二乘支持向量机的声波测距系统消噪处理术张亮亮，何鹏举，秦丽丽，杨晶，宋阿梅吴琼(1．西北工业大学自动化学院，西安710129；2．江西理T大学机电工程学院，江西赣州341000；3．甘肃省地矿局第一地质勘察院，甘肃天水741020)摘要：针对声波测距系统噪声复杂，淹没在噪声中的回波难以检测的问题，以机器统计学习理论为基础，采用最小二乘支持向量机(LS—SVM)建立系统模型，实现了声波测距系统异常值的预测和噪声的消除，并与传统的时间序列分析方法建立的自回归滑动平均求和模型(ARIMA)的消噪效果进行了仿真对比。仿真结果表明

6、，利用最小二乘支持向量机建立的模型预测精度高，能有效地抑制声波测距系统中的噪声。关键词：声波测距系统；消噪处理；最小二乘支持向量机；ARIMA模型中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1004—1699(2012)05—0633—06声波测距系统作为一种典型的非接触测量系针对这一难题，陈先中_5等研究了低噪声回波统，结构简单、造价低廉、不受烟雾、空气等能见度的测距系统的硬件电路设计，张珂[6等研究了声波测影响在很多场合得到了广泛的应用诸如移动机器距回波信号的软件处理方法。与软件设计相比，硬人定位壁障llJ、油井液面深度测量l2J、水下声源测

7、件电路的改善不仅研制经费高，周期长，而且从技术距l3及无线传感器网络节点之间距离测量[4等工角度来讲，精度的提高非常的有限。软件处理回波程领域。然而声波在空气中传播时。能量急速衰减，的方法最大的优点是成本低、周期短、而且精度提高回波信号能量极弱，收发电路中混人多种复杂的干的余地非常的大．但是目前还没有形成一套完整的扰噪声，使回波信号的检测非常的困难，目前所能加理论和技术可完全消除噪声，实现高精度的回波前工和生产出的回声波测距仪精度处于中低水平，这沿定位。为了满足高精度测距的要求，有效地检测极大限制了回声波测距仪的应用领域和应用深度，回波信号，实时滤

8、除音频测距信号中的噪声是必要如何有效地提高回声波测距仪的测量精度是目前实的研究课题际工程应用中所需解决的技术难题本文从实际