机械振动干扰下人体目标识别技术研究

目的:探索在大型工程机械作业振动干扰下,基于集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)的熵识别方法用于超宽带(ultra-wideband,UWB)生物雷达识别压埋人体的可行性。方法:使用中心频率为500 MHz的UWB生物雷达采集装载机怠速、挖掘挥铲和移动3种常规作业的振动信号,并分析振动信号的时频特性。对雷达回波信号矩阵中的慢时间信号进行EEMD,分析本征模态函数能量分布复杂度的熵值,根据熵特征及探测区域凹口宽度识别人体目标。分别在室外自由空间和穿墙条件下进行机械振动干扰下的人体目标探测实验以验证该方法。结果:作业机械和人体目标的EEMD熵值明显低于其他区域的熵值,机械振动信号的熵谱图凹口宽度大于人体目标的熵谱图凹口宽度,可据此分别识别作业机械和人体。结论:该方法在一定程度上提升了机械作业振动干扰下人体目标的识别效率,为复杂条件下UWB生物雷达探测人体目标提供了有意义的借鉴。

UWB雷达在矿山钻孔救援中的应用研究

超宽带(UWB)雷达探测技术可实现面向钻孔救援的矿井人体目标探测,但UWB电磁波易受灾变矿井复杂环境影响,UWB雷达回波信号易受到灾变矿井背景杂波、环境噪声影响,导致难以实现灾变矿井人体目标精准探测。针对上述问题,介绍了基于UWB雷达的井下目标探测场景及人体目标探测原理,分析了UWB电磁波特性研究现状和UWB回波噪声滤除方法研究现状。总结了存在的问题:①UWB电磁波在灾变矿井复杂环境中的传播特性需深入研究。②背景杂波产生原因尚未明晰,灾变矿井背景杂波与环境噪声滤除技术研究较少。③面向钻孔救援的UWB雷达人体目标探测技术仍需改进。针对现有技术的不足,展望了面向钻孔救援的UWB雷达井下人体目标探测技术的发展趋势:①深入研究UWB电磁波穿透传输关键表征参数对井下复杂环境特征的敏感程度。②构建适用于灾变矿井的背景杂波与环境噪声滤除方法。③深入优化面向钻孔救援的UWB雷达人体目标探测技术。