[发明专利]光纤光栅周界入侵模式识别方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及周界安防领域，尤其涉及一种光纤光栅周界入侵模式识别方法及系统。 

背景技术

周界安防是指在重要区域，如国防边境、军事基地、政府要害部门、油库煤田、核能电站、太阳能电站、电厂变电站、银行、监狱、博物馆、机场、港口、别墅小区、数据中心、水处理厂、化工厂、学校以及其他重大基础设施等，为阻止非法的入侵破坏活动，沿场所周界形成安全防范；确保防区内人员、财产等处于保护和控制之中，对于进出防区的行为进行限制，一旦目标由被禁止通过的区段进出防区时，能够被及时发现、并准确提示事件发生的具体区位；必要时可对目标实施有限度的警示或打击。

专利基于时域包络分析光纤光栅周界入侵识别方法及系统(201210431154.7)中所涉及的模式识别方法中可识别攀爬，风雨等模式，但实际过程中对动物的碰触或敲击行为无法识别。 

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中无法有效识别动物的碰触行为或敲击行为的缺陷，提供一种可有效识别动物的碰触行为或敲击行为的光纤光栅周界入侵模式识别方法及系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种光纤光栅周界入侵模式识别方法，包括以下步骤：

S1、接收经光纤光栅解调仪解调的外界振动信号；

S2、当外界振动信号的振动幅度大于阈值时，根据预设条件判断是否为异常事件； 

S3、若为异常事件，则截取外界振动信号中固定时间长度的信号并对所截取的固定时间长度的信号进行预处理，以降低系统噪声对系统的影响；

S4、求取经过预处理后信号的时域信号波动极值；

S5、利用最小二乘法对时域信号波动极值进行曲线拟合，并提取拟合后曲线的特征参量，包括衰减系数和相关系数；

S6、判断特征参量的值是否满足预先设置的动物碰触行为或敲击行为模式识别条件，若是，则生成模式识别信息并输出给监控设备。

本发明所述的方法中，步骤S2中判断是否为异常事件的具体步骤为：截取振动幅度大于阈值时刻前后的各一段时间的波形数据，并求取这两段时间内信号振动幅度变化量的平均值，若后一段时间内的平均值与前一段时间内的平均值的比值大于预设值，则判断为异常事件。

本发明所述的方法中，步骤S4中具体通过前后变化趋势查找法求取时域信号波动极值。

本发明所述的方法中，预处理具体为去除所截取的固定时间长度的信号的直流量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种光纤光栅周界入侵模式识别系统，包括：

接收模块，用于接收经光纤光栅解调仪解调的外界振动信号；

异常事件判断模块，用于当外界振动信号的振动幅度大于阈值时，根据预设条件判断是否为异常事件；

信号预处理模块，用于在判断为异常事件时，截取外界振动信号中固定时间长度的信号并对所截取的固定时间长度的信号进行预处理，以降低系统噪声对系统的影响；

波动极值求取模块，用于求取经过预处理后信号的时域信号波动极值；

曲线拟合模块，用于利用最小二乘法对时域信号波动极值进行曲线拟合；

特征参量提取模块，用于提取拟合后曲线的特征参量，包括衰减系数和相关系数；

模式识别模块，用于判断特征参量的值是否满足预先设置的动物碰触行为或敲击行为模式识别条件，若是，则生成模式识别信息并输出给监控设备。

本发明所述的系统中，所述异常事件判断模块具体用于：截取振动幅度大于阈值时刻前后的各一段时间的波形数据，并求取这两段时间内信号振动幅度变化量的平均值，若后一段时间内的平均值与前一段时间内的平均值的比值大于预设值，则判断为异常事件。

本发明所述的系统中，所述波动极值求取模块具体用于通过前后变化趋势查找法求取时域信号波动极值。

本发明所述的系统中，所述信号预处理模块具体用于去除所截取的固定时间长度的信号的直流量。

本发明产生的有益效果是：本发明通过对接收的经解调后的周界入侵信号进行信号分析处理，包括事件判断、信号截取、信号预处理、信号波动求取极值、以及对波动极值拟合曲线并提取曲线特征、模式识别和生成模式识别信息并发送给监控设备。本发明可有效识别周界动物碰触事件，灵敏度高，抗环境能力强，误识别率低。

 

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：