دانلود پروژه:طبقه بندی هدف در سیستم های سونار مبتنی بر روش Q-Set

تعداد 87 صفحه فایل word

چکیده

در محیط زیرآبی، تشخیص و طبقه بندی اهداف از اهمیت خاصی برخوردار است. با توجه به پیچیدگی محیط اقیانوس و خصوصیات منحصر به فرد کانال آکوستیک، پیدا کردن روشی برای استخراج ویژگی و طبقه بندی هدف با کمترین خطا، موضوعی است که محققان از گذشته تا به امروز در حال مطالعه و آزمایش هستند. اصوات در محیط دریا و اقیانوس با شرایط خاصی منتشر می­شوند و عواملی مانند دمای آب، شوری و غلظت آب و همچنین مدارهای مختلف جغرافیایی عواملی هستند که بر روی سرعت و نحوه انتشار صوت در زیرآب مؤثر هستند. اصوات در کانال های مختلف زیرآبی ویژگی های خاصی را دارا می­باشند. انتشار صوت در زیردریا  با تلفات گوناگونی همراه است و سنسورهایی به نام هیدروفون، مخصوص دریافت امواج ساطع شده از هدف، جهت پردازش هستند. بایستی بتوان از صوت دریافت شده که بیشتر شبیه به یک نویز است، اطلاعات لازم را استخراج نمود و این اطلاعات را برای طبقه بندی  و تشخیص اهداف زیرآبی استفاده کرد. معمولا اطلاعات استخراج شده نیازمند پردازش بیشتری هستند و روش های زیادی از جمله الگوریتم ژنتیک، آنالیز مؤلفه مستقل، و … برای بهینه کردن این ویژگی ها استفاده می­شود. در انتها الگوریتم های طبقه بندی قدرتمندی از جمله روش مدل مخلوط گوسی، K نزدیک ترین همسایه، الگوریتم های فازی، شبکه های عصبی، ماشین بردار پشتیبان و… جهت تشخیص نوع هدف بکار گرفته می­شوند.

در این پایان نامه از روشهای مبتنی بر کاهش تعداد نمونه آموزشی به منظور کاهش پیچیدگی طبقه بندی کننده، استفاده میشود به طوری که با کاهش تعداد نمونه ها به سرعت بالاتری در طبقه بندی دست یابیم و خطای طبقه بندی را تا حد امکان کاهش دهیم. روش معرفی شده در فضای N بعدی تست شده و بر روی داده سونار پیاده سازی شده است. درابتدا در فصل اول به معرفی صوت و کانال های صوتی در زیرآب می­پردازیم. سپس در فصل دوم سونارهای فعال و غیرفعال معرفی و کاربردها و مشکلات سونار بررسی خواهد شد. در فصل سوم انواع روش های تجزیه و تحلیل سیگنال سونار و همچنین سیستمهای طبقه بندی کننده آن معرفی می­شود. روش طبقه بندی کننده مرجع مورد استفاده در این پایان نامه در فصل چهارم شرح داده خواهد شد. روش استفاده شده در پایان نامه مرجع به نام مجموعه Q به همراه نتایج آن به طور کامل در این پایان نامه بازتولید شدند. این روش تنها برای استفاده در یک فضای ویژگی دو بعدی تعریف شده است بدین معنا که برای انجام طبقه بندی سیگنال فقط دو ویژگی درنظر گرفته می­شود. در بسیاری از کاربردها، مخصوصا برای انجام طبقه بندی با دقت بالاتر نیاز به بردارهای ویژگی بیشتری از سیگنال هستیم. لذا در فصل پایانی، روش مجموعه Q را به حالت n بعدی تعمیم داده ایم و نتایج آن را بر روی داده سونار واقعی با 60 ویژگی استفاده کردیم. نتایج شبیه سازی نشان می­دهد که روش تعمیم یافته قدرت بسیار بالایی در طبقه بندی سیگنال سونار دارد و با دقت بالایی عملیات طبقه بندی را انجام می­دهد. متاسفانه بدلیل عدم ارائه مجموعه داده سونار استفاده شده در دیگر مقالات (بدلیل کاربرد نظامی) و همچنین حذف برخی نتایج، در پایان موردی برای مقایسه نتایج این پایان نامه وجود ندارد و می­توان ادعا کرد شاید اولین تحقیق و شبیه سازی در زمینه طبقه بندی سیگنال واقعی سونار در ایران می­باشد.

در انتها در فصل پنجم روش پیاده سازی شده در این پایان نامه به تفصیل بیان می­شود.

کلید واژه- آکوستیک، سونار، طبقه بندی، Q-set