[發明專利]一種基于參數優化隨機共振的磁異常信號檢測方法

有效

• 申請號: 202011532926.7
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112904434B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 王成棟;彭根齋;楊冬辰;閆歡;陳勇
• 申請（專利權）人: 電子科技大學;中國電子科技集團公司第九研究所
• 主分類號: G01V3/38
• 分類號: G01V3/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于參數優化隨機共振的磁異常信號檢測方法，其特征在于，步驟如下：

步驟一：采集磁信號；

步驟二：對采集到的磁信號進行歸一化處理；

步驟三：根據磁偶極子理論的模型，構建描述隨機共振的非線性Langevin方程和描述粒子運動的勢阱函數方程；

步驟四：計算影響因子γ_CK的最大值，利用智能優化算法來確定隨機共振系統的參數；

步驟五，根據步驟四得到的參數，以采集到的磁信號作為輸入，用四階龍格庫塔法計算隨機共振系統的輸出信號y；

步驟六：對信號y加滑動窗，并以窗內數據的均方根值作為窗口中間點的穩定輸出值y_opt，計算所有采樣點對應的y_opt；

步驟七：基于y_opt，采用步驟四得到的參數，使用蒙特卡羅方法產生大量仿真樣本，根據Neyman-Pearson準則確定一個最優閾值；

步驟八：將待檢測磁信號作為輸入，經過步驟五和步驟六的處理后，得到對應的y_opt，若有部分y_opt超過閾值，則判斷在對應時刻存在磁異常；否則，認為磁信號中不存在鐵磁目標導致的磁異常。

2.根據權利要求1中所述的一種基于參數優化隨機共振的磁異常信號檢測方法，其特征在于，步驟四中所述的影響因子γ_CK由峭度K和峰值因子C共同確定，并利用智能優化算法來確定隨機共振系統中的參數，這些參數包括最優勢阱函數參數a、b和步長h。

3.根據權利要求1中所述的一種基于參數優化隨機共振的磁異常信號檢測方法，其特征在于，步驟六中述的計算系統輸出y_opt的計算公式為：

y_opt＝MSE(x(n-N+1：n))

其中MSE表示x在n與n-N+1之間的均方根值，N表示時間窗的長度，隨著n的變化，窗在采樣數據的時間軸上滑動。

4.根據權利要求1中所述的一種基于參數優化隨機共振的磁異常信號檢測方法，其特征在于，步驟七中描述的最優閾值的確定方式為：使用蒙特卡羅方法將原始的信號樣本進行數量上的擴充，在勢阱函數參數a、b和步長h保持不變的情況下，改變隨機噪聲，得到大量的仿真樣本，然后再根據Neyman-Pearson準則確定樣本在虛警率較小情況下的閾值。