生報警。
[0078] 實施例2:
[0079] 根據(jù)本發(fā)明實施例1的光纖周界防護方法的應(yīng)用例。
[0080] 在本應(yīng)用例中，光纖周界防護方法具體為：
[0081] (A1)安裝在圍欄上的光纜受到碰撞，前端傳感設(shè)備感知到的振動信號輸出到后端 報警主機;后端報警主機對接收到的采集信號進行采樣；
[0082] (A2)統(tǒng)計信號有效上升的示意圖，設(shè)置穿越電平2.048V，噪聲容限0.12V，每個包 含512個采樣數(shù)據(jù)的采樣信號的有效上升次數(shù)為黑色矩形標(biāo)記部分，因此得到該信號處理 后穿越次數(shù)值分別為8、7、6,如圖5所示，穿越統(tǒng)計處理后的數(shù)據(jù)量只有原來的1/512,為信 號的后續(xù)處理提供了很大的方便。
[0083] (A3)對統(tǒng)計有效上升后的數(shù)據(jù)采用動態(tài)均值算法處理，提取環(huán)境當(dāng)前25秒數(shù)據(jù)來 計算其均值，設(shè)置均值閾值為4,均值參數(shù)為1。此時動態(tài)均值算法對暴雨數(shù)據(jù)進行的抑制作 用如圖6所示，經(jīng)有效上升統(tǒng)計后的數(shù)據(jù)通過計算均值及抑制處理：
[0084]
[0085] 得到處理后的信號，暴雨數(shù)據(jù)被抑制，而無干擾的數(shù)據(jù)依然保持。
[0086] (A4)對經(jīng)過動態(tài)均值算法處理后的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，過程如下：
[0087] 對數(shù)據(jù)進行累加平滑算法，累加平滑參數(shù)設(shè)置為16,即對每16個由以上步驟處理 后的數(shù)據(jù)取其平均值。1秒數(shù)據(jù)幀就得到32個累加平滑處理的數(shù)據(jù)。
[0088] (A5)設(shè)置信號預(yù)處理參數(shù)(信號間隔長度為0.315s，最大長度2s，最小強度閾值5) 對信號進行分段。最大長度2秒可以作為基本的信號長度，滿足一個一般性動作的分段。對 平滑累加處理后的信號數(shù)據(jù)進行分段，當(dāng)有信號數(shù)據(jù)大于5時，開始對信號分段。當(dāng)連續(xù)小 于等于5的數(shù)據(jù)個數(shù)等于0.315s時，即一個動作隔了0.315s之后發(fā)生下一個動作，此時這個 動作對應(yīng)的信號分段結(jié)束。當(dāng)這個動作一直在持續(xù)產(chǎn)生振動，以2s對信號進行分段。
[0089] 設(shè)置修補長度為最大長度的1/4即0.5s，當(dāng)分段信號的最后一個數(shù)據(jù)大于5時，分 段信號對應(yīng)的動作是一個持續(xù)動作中分段得到的信號，但還不足以完整得表征出這個持續(xù) 動作，補上接下去〇.5s的信號數(shù)據(jù)，從而得到完整信號。如果遇到在這0.5s數(shù)據(jù)中小于等于 5的第一個點或者接這0.5s中最小的數(shù)據(jù)值對應(yīng)的點，修補結(jié)束，獲得完整的分割信號。如 圖7所示，累加平滑處理后的數(shù)據(jù)經(jīng)過信號分段和信號修補之后不會出現(xiàn)分割到峰值的情 況，信號分段到豎直線，修補后分割出完整信號。
[0090] 對完整的分割信號進行有效性判斷，設(shè)置有效性判斷參數(shù)(有效長度0.3s，最大強 度閾值20 )，提取有效信號。
[0091] (A6)提取各類干擾和入侵動作的多個完整信號數(shù)據(jù)的特征矢量，作為分類器的輸 入，構(gòu)建基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的分類器。提取采樣信號的特征矢量，輸入通過已經(jīng)訓(xùn)練好的分類器 得到輸出，由分類器的輸出結(jié)果代表的事件模式?jīng)Q定是否報警。
【主權(quán)項】
1. 一種抗風(fēng)雨干擾的光纖周界防護方法，所述光纖周界防護方法包括以下步驟： (A1)光纖感知外界振動，感知信號傳送到主機； (A2)主機采樣所述感知信號，并對采樣信號有效上升統(tǒng)計； (A3)采用動態(tài)均值算法處理有效上升統(tǒng)計后的數(shù)據(jù)； (A4)對所述數(shù)據(jù)進行平滑累加； (A5)對平滑累加后的數(shù)據(jù)進行分段，并對分段信號進行動態(tài)修補，使每段包含一個完 整動作； (A6)提取動態(tài)修補后的分段信號的特征矢量，輸入通過已經(jīng)訓(xùn)練好的分類器，由分類 器的輸出結(jié)果代表的事件模式?jīng)Q定是否報警。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖周界防護方法，其特征在于:所述分類器的建立方式為： 依據(jù)步驟(A1)-步驟(A6)的方式處理各類干擾和入侵動作的振動信號，提取處理后得 到的信號的特征矢量作為分類器的輸入，構(gòu)建基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的分類器。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖周界防護方法，其特征在于:在步驟(A2)中，有效上升統(tǒng) 計的方式為： 統(tǒng)計采樣信號穿過有效上升電平和噪聲容限之和的次數(shù)，噪聲容限大于最大噪聲；有 效上升電平的范圍在1.548-2.048V，噪聲容限的范圍在0.06V-1.21V。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光纖周界防護方法，其特征在于:在步驟(A3)中，提取環(huán)境當(dāng) 前時刻的前N秒數(shù)據(jù)來計算其均值，而當(dāng)均值達到均值閾值時，動態(tài)均值算法作用于有效上 升統(tǒng)計后的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)做如下的抑制處理： 當(dāng)前值處?gjgi#到的值=#^[(均值_值-均值參數(shù)值剛直-均值^均值參數(shù)*當(dāng)前值 - L 均值 」 均值閾值的范圍在3-7，均值參數(shù)的范圍在1 -2，均值=N包數(shù)據(jù)均值之和/N。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖周界防護方法，其特征在于:在步驟(A5)中，信號分段的 方式為： 當(dāng)信號數(shù)據(jù)大于最小強度閾值時，開始對信號分段；當(dāng)出現(xiàn)連續(xù)小于最小強度閾值的 數(shù)據(jù)個數(shù)等于信號間隔長度時，信號分段結(jié)束;超過最大長度的信號以最大長度分段； 信號間隔長度是兩個分段信號之間的時間間隔;最大長度是一個完整動作產(chǎn)生信號的 最大時間，最小強度閾值是外界環(huán)境干擾引起的最大振動頻率： 信號間隔長度的范圍為0.125-0.625s;最大長度的范圍是1.25-2.51s。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖周界防護方法，其特征在于:在步驟(A5)中，當(dāng)分段信號 的最后一個數(shù)據(jù)大于最小強度閾值時，該分段信號需要修補： 當(dāng)修補長度中的數(shù)據(jù)值等于修補長度中最小的數(shù)據(jù)值或者小于最小強度時，就補上修 補長度中截止到這個數(shù)據(jù)為止的數(shù)據(jù)，修補完成;如果到修補長度結(jié)束，也找不到滿足要求 的數(shù)據(jù)值，就補上修補長度中的所有數(shù)據(jù)，并強制截斷； 修補長度是對分段信號補上后面接下去的數(shù)據(jù)的最長時間，為最大長度的1/5~1/4; 最大長度是一個完整動作產(chǎn)生信號的最大時間，最大長度的范圍是1.25-2.51s。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光纖周界防護方法，其特征在于:在步驟(A5)中，對修補后的 分段信號進行有效性判斷，具體方式為： 若分段信號的持續(xù)時間小于有效長度，或者分段信號的最大振動頻率小于最大強度閾 值，這個分割信號為無效信號； 所述有效長度的范圍為0.3-1.5s;最大振動頻率的范圍為15-25HZ。8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖周界防護方法，其特征在于:所述特征矢量包括： 信號的時域特征，包括持續(xù)時間、有效面積、主峰值、斷續(xù)時間； 信號的頻域特征，對信號進行可變尺度的分解，將具有顯著特征的N個頻帶小波包分解 系數(shù)作為信號的頻域特征。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的光纖周界防護方法，其特征在于：構(gòu)建基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的分類 器，將所需識別的各種干擾和入侵事件進行預(yù)分類并確定對應(yīng)的分類器目標(biāo)輸出，用各個 入侵事件的特征矢量構(gòu)建分類器的訓(xùn)練樣本集，訓(xùn)練分類器。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖周界防護方法，其特征在于:在步驟(A6)中，提取采樣信 號的特征矢量，輸入已經(jīng)訓(xùn)練好的分類器，分類器的輸出與各種事件的分類器目標(biāo)輸出做 對比，當(dāng)所述分類器的輸出與入侵事件的目標(biāo)輸出的誤差在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，該采樣信號被判 定為該類入侵事件，決定是否產(chǎn)發(fā)生報警。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種抗風(fēng)雨干擾的光纖周界防護方法，所述光纖周界防護方法包括以下步驟：(A1)光纖感知外界振動，感知信號傳送到主機；(A2)主機采樣所述感知信號，并對采樣信號有效上升統(tǒng)計；(A3)采用動態(tài)均值算法處理有效上升統(tǒng)計后的數(shù)據(jù)；(A4)對所述數(shù)據(jù)進行平滑累加；(A5)對平滑累加后的數(shù)據(jù)進行分段，并對分段信號進行動態(tài)修補，使每段包含一個完整動作；(A6)提取動態(tài)修補后的分段信號的特征矢量，輸入通過已經(jīng)訓(xùn)練好的分類器，由分類器的輸出結(jié)果代表的事件模式?jīng)Q定是否報警。本發(fā)明具有抗干擾能力強等優(yōu)點。
【IPC分類】G08B13/12
【公開號】CN105469523
【申請?zhí)枴緾N201511021769
【發(fā)明人】徐建偉, 詹璐瑤, 鄧志輝, 韓曉陽
【申請人】杭州安遠(yuǎn)科技有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年12月30日