首頁(yè) > 精品范文 > 識(shí)別技術(shù)論文
時(shí)間:2023-03-20 16:18:39
序論:寫(xiě)作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相,好投稿為您帶來(lái)了七篇識(shí)別技術(shù)論文范文,愿它們成為您寫(xiě)作過(guò)程中的靈感催化劑,助力您的創(chuàng)作。
1.1計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)的概念解析。對(duì)于計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)而言,其技術(shù)的概念相對(duì)比較廣泛。要理解計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)可以從兩個(gè)方向進(jìn)行分析:第一,計(jì)算機(jī)通過(guò)遠(yuǎn)程控制的模式,利用與單片機(jī)之間的通信進(jìn)行人臉識(shí)別。單片機(jī)在不同的領(lǐng)域會(huì)有不同的形式,例如人臉識(shí)別技術(shù)中,單片機(jī)就屬于攝像頭。而在探測(cè)技術(shù)中,其單片機(jī)就是探測(cè)設(shè)備。因此,在不同的領(lǐng)域中,對(duì)于識(shí)別技術(shù)的理解就會(huì)存在差異。類似于計(jì)算機(jī)與單片機(jī)通信的技術(shù)方式的識(shí)別技術(shù),屬于計(jì)算機(jī)的外部識(shí)別技術(shù)之一。第二,計(jì)算機(jī)的內(nèi)部數(shù)據(jù)識(shí)別技術(shù),內(nèi)部識(shí)別技術(shù)一般情況下應(yīng)用比較少。狹義理解內(nèi)部識(shí)別,實(shí)際上就是計(jì)算機(jī)對(duì)內(nèi)部數(shù)據(jù)的識(shí)別和對(duì)比。廣義上對(duì)計(jì)算機(jī)的內(nèi)部識(shí)別技術(shù)進(jìn)行理解,實(shí)際上可以將外部識(shí)別技術(shù)進(jìn)行歸納。因?yàn)橥獠孔R(shí)別技術(shù),實(shí)際上也是將信息進(jìn)行收錄,然后再進(jìn)行內(nèi)部的對(duì)比分析。因此,識(shí)別技術(shù)的廣義和狹義分析,都是一種相對(duì)實(shí)際應(yīng)用而進(jìn)行的分類解析。真正理解識(shí)別技術(shù),還需要從其應(yīng)用的領(lǐng)域進(jìn)行實(shí)際分析。
1.2計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用分析。在實(shí)際的應(yīng)用中,計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域有如下:首先,計(jì)算機(jī)的人臉識(shí)別技術(shù);人臉識(shí)別技術(shù)在安全防護(hù)領(lǐng)域應(yīng)用的非常廣泛,為了進(jìn)行安全防護(hù),可以通過(guò)人臉識(shí)別分析軟件通過(guò)攝像頭對(duì)人臉信息進(jìn)行采集,然后再進(jìn)行信息存儲(chǔ)。當(dāng)再次進(jìn)行信息驗(yàn)證的時(shí)候,就可以通過(guò)原有的存儲(chǔ)信息進(jìn)行類比。與之相似的還有計(jì)算機(jī)的指紋識(shí)別技術(shù),兩者是相同的道理。其次,計(jì)算機(jī)的探測(cè)識(shí)別技術(shù);如果說(shuō)人臉識(shí)別技術(shù)以及指紋識(shí)別技術(shù)是一種備份式的技術(shù),那么探測(cè)技術(shù)就屬于實(shí)時(shí)性的識(shí)別技術(shù)。該類識(shí)別技術(shù)的實(shí)效性非常強(qiáng),而且需要在一定程度上對(duì)探測(cè)設(shè)備以及通信方式進(jìn)行非常嚴(yán)格的把控,否則就會(huì)在使用的過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題。最后,空間設(shè)計(jì)類的計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù);空間設(shè)計(jì)一般可以歸納為CAD制圖或者是三維仿真設(shè)計(jì)等等。而計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)是此項(xiàng)設(shè)計(jì)中的最為初始的也是最為重要的一個(gè)階段,通過(guò)計(jì)算機(jī)的識(shí)別技術(shù),將設(shè)計(jì)元素進(jìn)行分析與設(shè)計(jì),從而將空間設(shè)計(jì)的仿真效果進(jìn)行仿真呈現(xiàn)。在實(shí)際應(yīng)用中,多應(yīng)用在工業(yè)建筑和空間設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。
2煤礦內(nèi)部的設(shè)計(jì)要求與分析
煤礦生產(chǎn)以及煤礦再加工,煤礦行業(yè)是能源工業(yè)中非常重要的組成部分。與其他工業(yè)和能源產(chǎn)業(yè)相對(duì)比,其安全生產(chǎn)更為重要。在實(shí)際的煤礦生產(chǎn)過(guò)程中,對(duì)于煤礦的內(nèi)部設(shè)計(jì)具體如下:
2.1煤礦內(nèi)部設(shè)計(jì)的安全要求。雖然隨著技術(shù)的發(fā)展和機(jī)械化的模式,煤礦生產(chǎn)已經(jīng)在很大程度上有了巨大的發(fā)展。但是,煤礦生產(chǎn)還必須采用人工施工和開(kāi)采的模式。因此,人員生產(chǎn)就會(huì)涉及安全問(wèn)題。在煤礦進(jìn)行開(kāi)采和生產(chǎn)之前,就需要對(duì)煤礦的空間進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計(jì)。必要的安全通道以及安全防護(hù)措施和建筑都必須齊全,才能保證在發(fā)生意外的時(shí)候,能夠?qū)⑷藛T傷害降低到最低限度。此外,為了能夠?qū)崿F(xiàn)安全生產(chǎn),煤礦的開(kāi)采途徑以及內(nèi)部的建筑設(shè)施,允許的開(kāi)采力度和機(jī)械設(shè)備的規(guī)模等,都需要進(jìn)行詳細(xì)的分析,才能夠保證煤礦生產(chǎn)的具體要求。
2.2煤礦內(nèi)部設(shè)計(jì)的生產(chǎn)效率要求。在煤礦生產(chǎn)的過(guò)程中,對(duì)于效率的要求非常高。高效生產(chǎn)是目前諸多工業(yè)和能源產(chǎn)業(yè)的主要要求,也是煤礦生產(chǎn)企業(yè)的必要要求。煤礦生產(chǎn)過(guò)程中,對(duì)于其內(nèi)部的設(shè)計(jì)而言,需要滿足幾點(diǎn)要求:第一,煤礦的生產(chǎn)空間要合理。應(yīng)該是先保證煤礦生產(chǎn)的安全性,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行效率的提高。當(dāng)然,煤礦的生產(chǎn)效率和煤礦的礦井空間和建筑的設(shè)計(jì)有著很大的關(guān)系。良好的空間設(shè)計(jì)可以在很大程度上減少在開(kāi)采過(guò)程中的資源消耗,合理的空間設(shè)計(jì)就能夠在很大程度上提高其生產(chǎn)的效率。第二,煤礦內(nèi)的設(shè)計(jì)要科學(xué)。其中體現(xiàn)在開(kāi)采路徑和設(shè)備的開(kāi)采程度分析等,此外在進(jìn)行煤礦生產(chǎn)的過(guò)程中,需要將開(kāi)采空間和運(yùn)輸空間進(jìn)行合理分配,才能夠在一定程度上提高煤礦生產(chǎn)的效率。
3計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)在煤礦內(nèi)部設(shè)計(jì)的應(yīng)用
通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)和煤礦的內(nèi)部設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)分析,可以明確為了能夠加強(qiáng)煤礦生產(chǎn)的安全性以及生產(chǎn)效率,需要進(jìn)行一定的前期設(shè)計(jì)分析。計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)就可以在很大程度上提高其分析的效果。一般情況下,通過(guò)計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù),可以通過(guò)探測(cè)設(shè)備對(duì)煤礦的內(nèi)部空間進(jìn)行數(shù)據(jù)收集。此外,可以通過(guò)對(duì)地質(zhì)和地形的合理分析,將煤礦內(nèi)部的空間進(jìn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)的分析。將所有的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)分析,通過(guò)3DMAX或者是CAD等設(shè)計(jì)軟件,進(jìn)行對(duì)煤礦空間的仿真設(shè)計(jì)。實(shí)際煤礦生產(chǎn)中,都需要對(duì)煤礦的空間以及生產(chǎn)模式進(jìn)行詳盡的分析,以此來(lái)保證在生產(chǎn)的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)安全與效率的雙重保證。例如,煤礦的開(kāi)采方向和運(yùn)輸渠道的設(shè)計(jì)。因?yàn)樵趯?shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中,經(jīng)常要考慮到傳輸設(shè)備的安置位置。開(kāi)采渠道的設(shè)計(jì)能夠保證開(kāi)采的方向正確性,運(yùn)輸?shù)奈恢迷O(shè)計(jì)則可以將運(yùn)輸履帶以及運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備角度等進(jìn)行詳細(xì)的分析,從而保證在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中,提高運(yùn)輸?shù)男剩WC運(yùn)輸?shù)陌踩???傊?,在煤礦生產(chǎn)的過(guò)程中,需要對(duì)煤礦的內(nèi)部進(jìn)行規(guī)劃和分析。而計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)可以通過(guò)計(jì)算機(jī)通信的方式,將煤礦內(nèi)部的信息進(jìn)行收錄,從而進(jìn)行計(jì)算機(jī)智能分析,通過(guò)仿真空間設(shè)計(jì)軟件,對(duì)煤礦的內(nèi)部進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)。不僅僅能夠提高煤礦生產(chǎn)工程的效率,更能夠提高其生產(chǎn)的安全。
4結(jié)束語(yǔ)
關(guān)鍵詞:RFID;標(biāo)簽天線;遠(yuǎn)程寵物管理系統(tǒng)
中圖分類號(hào):TP391.44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-7712 (2013) 24-0000-01
一、RFID標(biāo)簽天線
RFID是無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù),也叫做電子標(biāo)簽。RFID標(biāo)簽天線是一種通信的感應(yīng)天線,能夠利用射頻識(shí)別技術(shù)自動(dòng)識(shí)別特定的對(duì)象[1]。電子標(biāo)簽?zāi)壳耙呀?jīng)被廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代人們生活的方方面面。本論文通過(guò)對(duì)遠(yuǎn)程寵物管理系統(tǒng)這一項(xiàng)目的介紹,來(lái)簡(jiǎn)要分析對(duì)適用于多種環(huán)境的RFID標(biāo)簽天線的研究。
二、環(huán)境對(duì)RFID標(biāo)簽天線的影響
在應(yīng)用的過(guò)程中,都要將RFID標(biāo)簽放到需要識(shí)別的物體上。在設(shè)計(jì)和使用的過(guò)程中,一定要考慮實(shí)際情況,因?yàn)樽x寫(xiě)器與標(biāo)簽之間還可能隔著包裝等。
同時(shí)我們還應(yīng)該意識(shí)到,天線的性能也會(huì)受到環(huán)境等因素的影響。天線周圍有水和金屬時(shí),這種影響會(huì)十分明顯。本論文設(shè)計(jì)的RFID標(biāo)簽天線是一個(gè)遠(yuǎn)程寵物管理系統(tǒng),經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證,這個(gè)RFID標(biāo)簽天線能夠適用于多種環(huán)境。
三、遠(yuǎn)程寵物管理系統(tǒng)總體描述
(一)主要組成部分
本論文所設(shè)計(jì)的遠(yuǎn)程寵物管理系統(tǒng),采用了最新的雙頻識(shí)別技術(shù),實(shí)現(xiàn)了對(duì)寵物的遠(yuǎn)程管理,系統(tǒng)主要由遠(yuǎn)程寵物電子身份證、遠(yuǎn)程寵物電子身份識(shí)別器、手持PDA讀寫(xiě)器和中心服務(wù)器四個(gè)部分組成。四個(gè)部分的具體介紹如下:(1)遠(yuǎn)程寵物電子身份證:采用2.4~2.5GHz與13.56MHz波段,可存儲(chǔ)大量信息,低功耗、低輻射,對(duì)寵物健康無(wú)負(fù)面影響。(2)遠(yuǎn)程寵物電子身份識(shí)別器:識(shí)別距離可在50米范圍內(nèi)調(diào)節(jié),可穿透障礙物識(shí)別寵物電子身份證;(3)手持PDA讀寫(xiě)器:基于PDA直接對(duì)寵物電子身份證進(jìn)行識(shí)別,手持PDA讀寫(xiě)器與PDA之間可通過(guò)藍(lán)牙、串口、CF口相連;(4)中心服務(wù)器:手持PDA讀寫(xiě)器與中心服務(wù)器通過(guò)藍(lán)牙、無(wú)線局域網(wǎng)或GPRS相連。
遠(yuǎn)程寵物管理系統(tǒng)的產(chǎn)品式樣主要分為兩種:手持PDA識(shí)別器和遠(yuǎn)程電子身份證。
(二)主要功能
本論文的遠(yuǎn)程寵物管理系統(tǒng)的主要功能有:(1)寵物電子身份證的遠(yuǎn)距離識(shí)別和讀寫(xiě);(2)寵物定位和搜索;(3)信息公告和;(4)丟失寵物查找。
(三)主要性能指標(biāo)
(1)寵物識(shí)別距離不低于50米;(2)寵物移動(dòng)速度不大于80公里/小時(shí)時(shí),對(duì)寵物識(shí)別沒(méi)有影響;(3)同時(shí)識(shí)別的最大寵物數(shù)量,不小于300只;(4)電子身份證發(fā)射功率小于-3db;(5)識(shí)別器的識(shí)別速度,不低于300個(gè)/秒;(6)寵物電子身份證的功耗小于0.3mW,普通紐扣電池的使用壽命大于2年。
四、遠(yuǎn)程寵物管理系統(tǒng)技術(shù)原理
寵物電子身份證使用了128個(gè)頻道、2.4G到2.5GHzISM的微波段,頻道帶寬13.56MHz以及8MHz的雙頻識(shí)別技術(shù),每張寵物電子身份證的ID號(hào)全球唯一,并可存儲(chǔ)主人、地址、電話、出生日期、防疫信息、圖片等大量信息。同時(shí)寵物電子身份證可遠(yuǎn)程加密讀寫(xiě)。
遠(yuǎn)程寵物身份識(shí)別器可遠(yuǎn)距離穿透障礙物搜尋、定位寵物,當(dāng)寵物防疫過(guò)期或?yàn)槭й檶櫸?,遠(yuǎn)程身份識(shí)別器可發(fā)出報(bào)警音和振動(dòng)提醒,并鎖定寵物。
手持PDA讀寫(xiě)器可和PDA通過(guò)藍(lán)牙、串口、CF口相聯(lián),實(shí)時(shí)讀取寵物信息,并發(fā)送到PDA上顯示,手持PDA讀寫(xiě)器可通過(guò)藍(lán)牙、無(wú)線局域網(wǎng)、GPRS和中心數(shù)據(jù)庫(kù)聯(lián)接,獲取最新的寵物信息。中心服務(wù)器為數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)系統(tǒng),可以對(duì)寵物的相應(yīng)信息進(jìn)行查詢。
五、項(xiàng)目創(chuàng)新內(nèi)容
(一)應(yīng)用創(chuàng)新
目前,對(duì)寵物的身份識(shí)別主要通過(guò)傳統(tǒng)犬牌、二維條碼、植入式芯片這三種方式。
傳統(tǒng)犬牌容易偽造,通過(guò)人眼近距離識(shí)別,已基本上被淘汰;二維條碼較難偽造,但識(shí)別距離只有幾個(gè)厘米,識(shí)別時(shí)必須抓住寵物,識(shí)別效率低;植入式芯片是目前最新出現(xiàn)的寵物識(shí)別技術(shù),植入式芯片無(wú)法偽造,識(shí)別距離可達(dá)到幾十厘米。但植入式芯片也存在以下兩個(gè)缺陷:(1)識(shí)別距離短,無(wú)法在戶外識(shí)別屋內(nèi)的寵物;(2)植入方式對(duì)寵物存在一定健康影響,許多寵物主人無(wú)法接受。
采用雙頻識(shí)別技術(shù)的遠(yuǎn)程寵物管理系統(tǒng),有很多優(yōu)勢(shì):(1)無(wú)法偽造;(2)可遠(yuǎn)距離穿透障礙物識(shí)別,識(shí)別距離可在50米范圍內(nèi)調(diào)節(jié),可戶外對(duì)屋內(nèi)寵物進(jìn)行身份識(shí)別;(3)可授權(quán)讀寫(xiě),可根據(jù)寵物的狀況對(duì)識(shí)別體進(jìn)行讀寫(xiě),存儲(chǔ)最新的寵物信息;(4)對(duì)寵物健康無(wú)負(fù)面影響;(5)識(shí)別速度快,每秒可識(shí)別300只寵物,無(wú)需抓住、靠近寵物;(6)產(chǎn)品已通過(guò)浙江省計(jì)量科學(xué)研究院檢測(cè),相關(guān)技術(shù)指標(biāo)滿足全部要求。
(二)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新
電子犬牌結(jié)構(gòu)小,可懸掛于寵物上,質(zhì)量輕,對(duì)寵物無(wú)負(fù)面影響,具有卡通、精靈、寵物等多種造型。
六、項(xiàng)目技術(shù)開(kāi)發(fā)可行性
(一)項(xiàng)目技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
本項(xiàng)目涉及的核心技術(shù)包括:2.4G~2.5GHz射頻識(shí)別技術(shù),13.56MHz射頻識(shí)別技術(shù)。下面對(duì)目前這些相關(guān)技術(shù)的研究、開(kāi)況做如下的簡(jiǎn)要介紹。(1)2.4G~2.5GHz射頻識(shí)別技術(shù)。2.4G~2.5GHzISM頻段是使用最多的短距離無(wú)線通信頻段,基于該頻段的短距離無(wú)線通信技術(shù)已經(jīng)比較成熟[2],具有公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品,如ZigBee、Wi-Fi、藍(lán)牙、無(wú)線USB、無(wú)線局域網(wǎng)等。(2)13.56MHz射頻識(shí)別技術(shù)?;?3.56MHz射頻識(shí)別技術(shù)的無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)有NFC,ISO15693等。主要產(chǎn)品有Philips公司的RC500芯片,Melexis公司的MLX12115等。
七、結(jié)束語(yǔ)
本論文簡(jiǎn)要介紹了遠(yuǎn)程寵物管理系統(tǒng),從中我們可以看出RFID標(biāo)簽天線能夠適用于多種環(huán)境。RFID標(biāo)簽天線技術(shù)有著非常廣闊的發(fā)展前景。
參考文獻(xiàn):
2016年是國(guó)家“十三五”的開(kāi)局之年,兩會(huì)更是把物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展列入了“十三五”規(guī)劃。射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification,RFID)作為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的核心支撐技術(shù),無(wú)論是在科學(xué)研究還是在實(shí)際工程應(yīng)用上都已有廣泛關(guān)注[1]。對(duì)于高校電子類專業(yè),《射頻識(shí)別技術(shù)》是一門(mén)非常重要的專業(yè)課程,學(xué)生可以通過(guò)對(duì)本課程的學(xué)習(xí)了解行業(yè)發(fā)展情況和提升專業(yè)技術(shù)能力。而在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中,選擇合適的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法來(lái)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使用恰當(dāng)?shù)恼n程考核方式對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行全面、公平的評(píng)價(jià),才能讓學(xué)生能夠快速、有效地掌握最新的專業(yè)知識(shí),并在畢業(yè)時(shí)具備一定的專業(yè)能力。
本文針對(duì)在不同專業(yè)、不同年級(jí)的《射頻識(shí)別技術(shù)》課程的實(shí)際教學(xué)情況,提出了在教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生評(píng)價(jià)考核方式的探討,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。
1 豐富的教學(xué)內(nèi)容
射頻識(shí)別這門(mén)技術(shù)本身涉及的專業(yè)學(xué)科知識(shí)就很豐富,例如:模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、信號(hào)與系統(tǒng)、通信原理、數(shù)據(jù)傳輸、密碼學(xué)等[2],實(shí)際教學(xué)時(shí)需要結(jié)合其他學(xué)科知識(shí)進(jìn)行串講,這樣不僅能夠增加多個(gè)學(xué)科間的關(guān)聯(lián)性讓學(xué)生學(xué)習(xí)興趣提高,對(duì)于學(xué)生進(jìn)行專業(yè)系統(tǒng)學(xué)習(xí)也有一定的幫助。
《射頻識(shí)別技術(shù)》課程使用的教材[1]內(nèi)容豐富,具體內(nèi)容包括:RFID概述、系統(tǒng)組件閱讀器和射頻標(biāo)簽的原理、無(wú)線通信原理、標(biāo)簽識(shí)別和超高頻識(shí)別協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的影響因素、研究進(jìn)展與應(yīng)用情況等。課程采取的是“2+2”的形式,即兩節(jié)理論課加兩節(jié)實(shí)驗(yàn)課的形式。由于專業(yè)課程涉及內(nèi)容豐富,無(wú)論是理論課還是實(shí)驗(yàn)課都需要對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理的安排,對(duì)于學(xué)科間聯(lián)系緊密的內(nèi)容應(yīng)該適當(dāng)串聯(lián)引深,讓學(xué)生了解各個(gè)學(xué)科專業(yè)間的關(guān)系。
1.1 理論教學(xué)內(nèi)容
理論課程往往比較枯燥無(wú)趣,教學(xué)時(shí)如果引入一些學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)的其他專業(yè)課程的內(nèi)容,不僅能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,也能提升學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)的總體效果。例如:在教材RFID概述和研究進(jìn)展部分有提到物聯(lián)網(wǎng)和傳感網(wǎng)的內(nèi)容,而物聯(lián)網(wǎng)和傳感器都是學(xué)生有學(xué)習(xí)過(guò)的專業(yè)課程,在教學(xué)這部分內(nèi)容時(shí)就可以把物聯(lián)網(wǎng)、傳感器、射頻識(shí)別等相關(guān)技術(shù)進(jìn)行結(jié)合串講,分析它們各自的原理、差異,列舉一些實(shí)際的應(yīng)用案例,讓學(xué)生更好地理解學(xué)習(xí)的專業(yè)課程并不是孤立的,而是具有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性的,從而加強(qiáng)教學(xué)效果。
1.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是為了能夠讓學(xué)生更好地掌握理論知識(shí)、具備一定的實(shí)踐能力,實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容是依托于理論教學(xué)內(nèi)容的。因此,《射頻識(shí)別技術(shù)》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容是根據(jù)理論教學(xué)內(nèi)容來(lái)合理安排的。理論教學(xué)內(nèi)容豐富,實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)該相對(duì)多樣。本課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要分三大部分:
1)RFID基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)
RFID基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)主要是RFID技術(shù)所使用的125KHz、13.56MHz、900MHz等三大典型頻段的標(biāo)簽數(shù)據(jù)讀取和寫(xiě)入實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相對(duì)簡(jiǎn)單,主要是讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到RFID技術(shù)在實(shí)際生活中應(yīng)用是非常廣泛的,并沒(méi)有想象中那么高大上,從而引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
2)無(wú)線通信相關(guān)實(shí)驗(yàn)
無(wú)線通信的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括三維電磁仿真軟件(HFSS)對(duì)天線的設(shè)計(jì)與仿真、SmartRF軟件對(duì)射頻芯片參數(shù)的設(shè)置、MATLAB軟件對(duì)信號(hào)調(diào)制的仿真等。這部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是根據(jù)理論教學(xué)內(nèi)容添加的。標(biāo)簽組件原理和無(wú)線通信原理兩部分都有提到天線,特別是天線的性能與無(wú)線數(shù)據(jù)的傳輸有一定的聯(lián)系。引入天線設(shè)計(jì)與仿真和射頻芯片參數(shù)的設(shè)置實(shí)驗(yàn)是為了讓學(xué)生更好地了解天線的極化、增益、諧振頻率、發(fā)射功率等因素對(duì)于無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)的影響。信號(hào)的調(diào)制仿真則算是學(xué)科間的交叉引申,讓學(xué)生回顧其他專業(yè)課程內(nèi)容。無(wú)線通信的實(shí)驗(yàn)涉及的軟件較多,但并不是都學(xué)習(xí)過(guò),教學(xué)時(shí)需要對(duì)各種軟件的使用進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。多軟件的學(xué)習(xí)使用也拓展了學(xué)生對(duì)于專業(yè)輔助工具的使用能力。
3)RFID系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)
綜合實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生完成RFID小系統(tǒng)的組建,實(shí)現(xiàn)射頻識(shí)別的功能。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、步驟相對(duì)復(fù)雜,能夠呈現(xiàn)出學(xué)生學(xué)習(xí)本課程后的學(xué)習(xí)效果。
2 多樣的考核方式
《射頻識(shí)別技術(shù)》課程開(kāi)設(shè)的專業(yè)和年級(jí)不一,根據(jù)不同的專業(yè)和年級(jí)課程的考核方式也不盡相同。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)主要采取閉卷考試的方法,其他專業(yè)則使用課程論文的方式。
1) 閉卷考試
《射頻識(shí)別技術(shù)》是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)在大三上期開(kāi)設(shè)的核心課程,為了能夠讓本專業(yè)學(xué)生對(duì)該專業(yè)課程有更加深入的學(xué)習(xí)效果,采取理論期末閉卷考試方式。試卷題型應(yīng)多樣并分值合理??蛇m當(dāng)加入開(kāi)放性試題,比如:“列舉生活中的射頻識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用案例”。綜合、全面地考核學(xué)生課程學(xué)習(xí)情況。
2)課程論文
對(duì)于電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)來(lái)說(shuō),《射頻識(shí)別技術(shù)》并不是專業(yè)核心課程,且在大四上期開(kāi)設(shè),主要通過(guò)期末課程論文的方式進(jìn)行考查。課程論文內(nèi)容不限,只要是射頻識(shí)別技術(shù)相關(guān)即可,考核學(xué)生對(duì)于射頻識(shí)別技術(shù)的了解情況、材料分析歸納總結(jié)和論文寫(xiě)作能力等[3]。
【關(guān)鍵詞】傳感器陣列;目標(biāo)識(shí)別算法;綜述
1.引言
在傳感器對(duì)橋梁、倉(cāng)庫(kù)等進(jìn)行監(jiān)視和戰(zhàn)場(chǎng)探測(cè)等應(yīng)用中,目標(biāo)識(shí)別是重要的環(huán)節(jié)之一。在實(shí)際應(yīng)用中,由于環(huán)境的干擾和設(shè)備自身的缺陷,各傳感器提供的信息往往包含著大量的不確定性,給快速識(shí)別目標(biāo)類型帶來(lái)了很大困難。因此,根據(jù)單個(gè)傳感器提取信息完成的目標(biāo)識(shí)別性能一般難以滿足實(shí)際應(yīng)用的需求,而利用多個(gè)傳感器信息融合已成為全球的研究熱點(diǎn)之一。[1]多傳感器信息融合能夠增加測(cè)量的維數(shù)和置信度,改進(jìn)系統(tǒng)的探測(cè)性能和生存能力,擴(kuò)展空間和時(shí)間的覆蓋范圍,改進(jìn)系統(tǒng)的可靠性和可維護(hù)性,達(dá)到系統(tǒng)內(nèi)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),資源共享,提高了資源的利用率。在傳感器陣列目標(biāo)識(shí)別的應(yīng)用中,信息融合技術(shù)可以綜合多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)來(lái)確定目標(biāo)的特征參數(shù),能很好地解決干擾存在下的目標(biāo)分類識(shí)別問(wèn)題,是處理多傳感器目標(biāo)識(shí)別問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)。文提出了多種傳感器目標(biāo)識(shí)別的算法,本文對(duì)這些算法進(jìn)行了歸納總結(jié),并簡(jiǎn)要介紹了近年有關(guān)學(xué)者提出的新的目標(biāo)識(shí)別算法,分析了現(xiàn)有目標(biāo)識(shí)別算法中存在的問(wèn)題。
2.目標(biāo)識(shí)別的原理及過(guò)程
目標(biāo)識(shí)別是根據(jù)不同傳感器測(cè)得的目標(biāo)特征形成一個(gè)N維的特征向量,其中每一維代表一個(gè)獨(dú)立特征。若預(yù)先知道目標(biāo)有m個(gè)類型,以及每類目標(biāo)的特征,則可將實(shí)測(cè)特征向量與已知類別的特征進(jìn)行比較,從而確定目標(biāo)的類別。[2]目標(biāo)識(shí)別的一般過(guò)程是:提取特征信息、建立識(shí)別樣本、目標(biāo)識(shí)別。
3.多傳感器目標(biāo)識(shí)別算法
信息融合是多傳感器目標(biāo)分類識(shí)別問(wèn)題的關(guān)鍵。目前數(shù)據(jù)融合方法有上百種,常用的數(shù)據(jù)融合方法有:統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別法、貝葉斯估計(jì)法、D-S證據(jù)推理法、模糊積分法以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法。根據(jù)融合的特點(diǎn),可分為位置融合、身份融合、輔助支持算法三大類。在實(shí)際應(yīng)用中這三種算法集成在一起。位置融合算法主要采用統(tǒng)計(jì)算法,身份融合算法一般采用基于目標(biāo)特征的無(wú)參或啟發(fā)式算法。輔助支持算法主要包括基本的數(shù)值方法、數(shù)據(jù)校對(duì)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理等。通常隨機(jī)類方法可應(yīng)用于各級(jí)融合算法中,而人工智能方法一般用于較高層次上,采用何種算法主要取決于具體的實(shí)際需要。近年來(lái),有些學(xué)者還針對(duì)多傳感器目標(biāo)識(shí)別問(wèn)題提出了灰關(guān)聯(lián)度、模糊決策等方法,并引入了區(qū)間數(shù)、信息熵等理論改進(jìn)相關(guān)算法,這些方法在環(huán)境干擾嚴(yán)重、信息不確定性大的情況下有較好的使用價(jià)值。
3.1 基于D-S證據(jù)理論的目標(biāo)識(shí)別算法
D-S證據(jù)理論是適合于目標(biāo)識(shí)別領(lǐng)域應(yīng)用的一種不精確推理方法。它的最大特點(diǎn)是對(duì)不確定信息的描述采用“區(qū)間估計(jì)”,而不是點(diǎn)估計(jì),在區(qū)分不知道與不精確以及精確反應(yīng)證據(jù)收集方面顯示著很大的靈活性。
但是,利用D-S證據(jù)理論時(shí),基本概率賦值函數(shù)(BPAF)的獲得是一個(gè)與應(yīng)用密切相關(guān)的課題,它大大限制了證據(jù)理論實(shí)際應(yīng)用。在目標(biāo)識(shí)別信息融合系統(tǒng)的應(yīng)用中,多由專家知識(shí)確定BPAF,帶有一定的主觀因素,往往會(huì)影響到正確識(shí)別結(jié)論。
假設(shè)輻射源識(shí)別框架為,其中代表不同類型的輻射源。D-S證據(jù)理論用識(shí)別框架U表示所感興趣的命題集,它定義識(shí)別框架U上的基本概率賦值函數(shù),滿足:
如果是在同一識(shí)別框架U上根據(jù)n個(gè)獨(dú)立振動(dòng)傳感器的證據(jù)所獲得的基本概率賦值函數(shù),則可以利用式(1)的Dempster組合規(guī)則計(jì)算出這n個(gè)證據(jù)共同作用下的基本值函數(shù):
用證據(jù)理論組合證據(jù)后如何進(jìn)行決策,是與具體應(yīng)用密切相關(guān)的問(wèn)題。常用的決策方法有基于信任函數(shù)的決策、基于基本小風(fēng)險(xiǎn)的決策。
3.2 基于灰色關(guān)聯(lián)理論的目標(biāo)算法
灰色關(guān)聯(lián)分析是通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)度來(lái)分析和確定系統(tǒng)諸因素間的影響程度或因素對(duì)系統(tǒng)主行為的貢獻(xiàn)測(cè)度的一種方法,其基本思想是根據(jù)數(shù)據(jù)列元素之間的相似程度來(lái)衡量數(shù)據(jù)列的接近程度。計(jì)參考數(shù)列為,其中為參考數(shù)列的第個(gè)特征,為參考數(shù)列的特征數(shù)列。
假設(shè)時(shí)刻有個(gè)比較數(shù)列:
反映了與的相似程度,越大,表明與越相似,即未知目標(biāo)屬于目標(biāo)類型的可能性越大。
但傳統(tǒng)的灰色關(guān)聯(lián)算法也有其自身的局限性。例如,特征指標(biāo)權(quán)重的選取是人為給定的,主觀因素較大,過(guò)于經(jīng)驗(yàn)化和絕對(duì)化;灰關(guān)聯(lián)分析是針對(duì)數(shù)據(jù)精確數(shù)的情形,不能體現(xiàn)出傳感器獲得的信息是模糊、不確定的特點(diǎn)。這些都會(huì)影響它在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中的可靠性。
4.結(jié)論
目標(biāo)識(shí)別是多傳感器數(shù)據(jù)融合中的一個(gè)重要應(yīng)用,也是實(shí)現(xiàn)勢(shì)態(tài)分析和威脅評(píng)估的前提,判決結(jié)果將直接影響整個(gè)融合系統(tǒng)的性能。系統(tǒng)中的多種不確定性,例如設(shè)備自身的系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差以及密集的雜波干擾,是航跡關(guān)聯(lián)實(shí)際應(yīng)用中面臨的主要問(wèn)題。另外,主要研究雷達(dá)、ESM和紅外之間的信息融合問(wèn)題的異類傳感器目標(biāo)識(shí)別技術(shù),由于其在軍事領(lǐng)域的特殊應(yīng)用,將是今后重要且意義重大的一個(gè)研究方向。
參考文獻(xiàn)
[1]王紅亮,張美仙,丁海飛.D-S證據(jù)理論在目標(biāo)識(shí)別中的應(yīng)用[J].自動(dòng)化與儀表,2011(7):14-17.
[2]朱亞坤.基于傳感器陣列的振動(dòng)目標(biāo)識(shí)別與定位技術(shù)研究[D].武警工程大學(xué)碩士畢業(yè)論文,2012.
[3]趙衛(wèi)東.數(shù)據(jù)融合在入侵檢測(cè)中的應(yīng)用研究[D].河北大學(xué)碩士畢業(yè)論文,2006.
[4]陳超.數(shù)據(jù)融合中目標(biāo)跟蹤與識(shí)別技術(shù)研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士畢業(yè)論文,2006
[5]李軼,靳新.D-S證據(jù)理論在信息融合中的研究與實(shí)現(xiàn)[J].科技資訊,2010,01.
關(guān)鍵詞:高速公路;牌照識(shí)別;自動(dòng)發(fā)卡系統(tǒng)
中圖分類號(hào):U412.36+6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
引言:自動(dòng)發(fā)卡系統(tǒng)是高速公路不停車收費(fèi)系統(tǒng)的重要組成部分,該系統(tǒng)改變了原來(lái)人工發(fā)卡模式,大大提高了發(fā)卡效率。自動(dòng)發(fā)卡機(jī)系統(tǒng)主要由車牌自動(dòng)抓拍、無(wú)人值守自動(dòng)發(fā)卡機(jī)、輪軸識(shí)別器、光柵等其他軟硬件組成。設(shè)備通行卡總?cè)萘渴?600—2000張,發(fā)卡速度約30張/分鐘。應(yīng)用于高速公路入口時(shí),司機(jī)按“取卡”鍵,進(jìn)行自助取卡操作。領(lǐng)取通行卡后,欄桿自動(dòng)抬起,車輛即可駛?cè)敫咚俟贰?/p>
一、自動(dòng)發(fā)卡機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)述
自動(dòng)發(fā)卡系統(tǒng)集車道控制機(jī)和發(fā)卡機(jī)于一體,安裝在高速公路收費(fèi)站的入口車道,實(shí)現(xiàn)全天候車道無(wú)人值守。自動(dòng)發(fā)卡系統(tǒng)的操作流程如下車將需要的數(shù)據(jù)層打開(kāi)查看相關(guān)信息。特征和屬性的連接。GIS可將特征和屬性連接起來(lái),特征與屬性一一對(duì)應(yīng)。隨著GlS技術(shù)的不斷發(fā)展,GIS技術(shù)又出現(xiàn)了許多新的特點(diǎn),如網(wǎng)絡(luò)GlS、開(kāi)放的GlS、虛擬GIS、多媒體GIS等等。目前GlS總體上呈現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)化、開(kāi)放性、虛擬現(xiàn)實(shí)、集成化空間多維性等發(fā)展趨勢(shì)。
二、系統(tǒng)組成及功能
1、設(shè)備組成
基于自動(dòng)發(fā)卡設(shè)備的入口車道設(shè)備組成框圖如圖1。系統(tǒng)組成自動(dòng)發(fā)卡系統(tǒng)組成框圖如圖2。系統(tǒng)功熊說(shuō)明屏幕上,告訴車主汽車位置及前方行車狀況,是否堵車、是否路況良好、前方那里可以停車用餐及加油、那里有收費(fèi)站等一系列情況,并幫車主選出優(yōu)化路線,從而提高運(yùn)輸效率。
2、GlS應(yīng)用于車輛跟蹤管理。
在汽車上安裝一臺(tái)GPS接收機(jī),GPS將汽車位置信息送至主控室,存有電子地圖的GIS系統(tǒng)可隨時(shí)知道該汽車的位置。例如,如何安排多路警車交通路線,以保證緊急時(shí)刻在任意地方應(yīng)至少有一輛警車在事發(fā)后最短時(shí)間內(nèi)趕到出事地點(diǎn)。
總之,由于GlS在公路部門(mén)的推廣應(yīng)用,將推動(dòng)公路管理及設(shè)計(jì)方面的科學(xué)化和現(xiàn)代化,對(duì)于促進(jìn)我國(guó)的智能運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)展具有重要意義。發(fā)卡在安裝自動(dòng)發(fā)卡設(shè)備的入口車道,自動(dòng)發(fā)卡機(jī)上有一個(gè)出卡口。當(dāng)車輛駛?cè)胲嚨赖竭_(dá)線圈并按下出卡按鈕時(shí),自動(dòng)發(fā)卡機(jī)發(fā)出一張通行卡給司機(jī),卡上有相關(guān)編碼信息。通行卡編碼信息主要包括入口站號(hào)、車道號(hào)和時(shí)間等當(dāng)司機(jī)駕車駛離高速路時(shí),這些數(shù)據(jù)用來(lái)確定其應(yīng)繳的費(fèi)用。
3、溫濕度自動(dòng)控制、故障自動(dòng)報(bào)告、磁卡/IC卡機(jī)芯互換結(jié)構(gòu)
利用單片機(jī)控制技術(shù)及溫濕度傳感技術(shù)巧妙的實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)發(fā)卡機(jī)內(nèi)部溫濕度的自動(dòng)控制,有效的避免了夏天可能出現(xiàn)的自動(dòng)發(fā)卡機(jī)內(nèi)部溫度過(guò)熱、濕度過(guò)大、冬天溫度過(guò)低的問(wèn)題,并利用智能邏輯判斷,實(shí)現(xiàn)了故障的自動(dòng)報(bào)告。更換發(fā)卡設(shè)備機(jī)芯就可以分別適應(yīng)于磁卡收費(fèi)系統(tǒng)和IC卡收費(fèi)系統(tǒng),
4、收費(fèi)站計(jì)算機(jī)通訊
自動(dòng)發(fā)卡機(jī)與收費(fèi)站計(jì)算機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)相連,收費(fèi)站計(jì)算機(jī)可對(duì)車道實(shí)時(shí)監(jiān)視(車道狀態(tài)、設(shè)備故障信息)。
(1)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
自動(dòng)發(fā)卡機(jī)與收費(fèi)站計(jì)算機(jī)連接失敗時(shí),車道自動(dòng)發(fā)卡系統(tǒng)可獨(dú)立工作,數(shù)據(jù)保存在車道計(jì)算機(jī)的硬盤(pán)中,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí),自動(dòng)發(fā)卡機(jī)將自動(dòng)上傳車道數(shù)據(jù)。
(2)操作權(quán)限控制
自動(dòng)發(fā)卡機(jī)只接受被授權(quán)的操作員和維護(hù)員的操作,操作員和維護(hù)員在操作自動(dòng)發(fā)卡機(jī)之前必須使用身份卡。
(3)計(jì)數(shù)
自動(dòng)發(fā)卡機(jī)里的應(yīng)用軟件有計(jì)數(shù)功能,設(shè)有班次、小時(shí)、日計(jì)數(shù)器。
(4)維護(hù)測(cè)試
使用維護(hù)員身份卡登錄后可測(cè)試、維護(hù)設(shè)備和模擬發(fā)卡流程。自動(dòng)發(fā)卡機(jī)有4種工作狀態(tài),由操作人員操作并使用身份卡進(jìn)行切換,包括“關(guān)閉”狀態(tài):自動(dòng)發(fā)卡機(jī)加電后自動(dòng)進(jìn)入此狀態(tài),此時(shí)不能發(fā)卡車輛通過(guò)離開(kāi)線圈將會(huì)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)?!按蜷_(kāi)”狀態(tài)使用操作員身份卡登錄后,進(jìn)入此狀態(tài):車輛駛?cè)胲嚨啦础俺隹ā卑粹o將會(huì)發(fā)卡?!败囮?duì)”狀態(tài):適用于免費(fèi)車隊(duì);自動(dòng)欄桿抬起,發(fā)卡機(jī)不發(fā)卡,車輛通過(guò)離開(kāi)線圈后欄桿不落下,直至結(jié)束此狀態(tài)?!本S護(hù)”狀態(tài):使用維護(hù)員身份卡登錄后,進(jìn)入此狀態(tài)可以測(cè)試卡機(jī)和其它車道設(shè)備。
5、異常
指發(fā)生了狀態(tài)提示或異常,但不影響自動(dòng)發(fā)卡機(jī)繼續(xù)工作。包括以下情形通行卡即將用完;與收費(fèi)站之間的通訊中斷,車輛超時(shí)未通過(guò);溫濕度超限。
6、故障
指發(fā)生了部件故障從而可能導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法正常工作時(shí),提示必須人工處理。包括以下情形:到達(dá)線圈故障,離開(kāi)線圈故障,溫控系統(tǒng)故障,通行卡用
完,卡機(jī)故障,卡機(jī)卡紙,卡編碼錯(cuò)誤。發(fā)生這些異常和故障時(shí),液晶面板上顯示報(bào)警信息,同時(shí)向收費(fèi)站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上傳。進(jìn)入維護(hù)狀態(tài)后,維護(hù)人員可以檢
測(cè)卡機(jī)和外部設(shè)備是否工作正常。
三、系統(tǒng)存在的問(wèn)題及分析
3.1全自動(dòng)無(wú)人發(fā)卡機(jī)存在的問(wèn)題
(1)機(jī)械部分
①由于車道環(huán)境比較差,通行卡比較臟,在機(jī)械部分,卡夾容易被灰塵等異物卡住。
②出卡口設(shè)計(jì)有一定的阻尼系數(shù),每天經(jīng)過(guò)幾千次出卡后,很容易故障,導(dǎo)致通行卡全部彈出,掉到地上,或者同時(shí)彈出2張以上卡片.
(2)系統(tǒng)部分
①浙江冬夏溫差大,在車道上,夏天地面溫度高達(dá)40℃以上,冬天最低一5℃度以下,再加每天24小時(shí)開(kāi)機(jī),發(fā)卡機(jī)的平均故障時(shí)間遠(yuǎn)大于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
②車型只靠輪軸識(shí)別器識(shí)別,誤差率較高。浙江一類車標(biāo)準(zhǔn)是小于等于7座,二類車是大于7座且小于20座,有些7座、8座的車長(zhǎng)度相差不大,輪軸相同,車型輪軸識(shí)別器根本無(wú)法區(qū)分。
④車牌識(shí)別只靠自動(dòng)抓拍識(shí)別,存在較大誤差。
(3)管理部分
①為防止司機(jī)反復(fù)倒車或者粗暴對(duì)待設(shè)備,必須每個(gè)車道安排保安引導(dǎo).
②發(fā)卡機(jī)只能設(shè)置4個(gè)卡夾,總共2000張卡左右,但在省界遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,放卡比較麻煩.
3.2運(yùn)營(yíng)分析,
浙江目前只在三個(gè)收費(fèi)站試點(diǎn)使用自動(dòng)發(fā)卡系統(tǒng)。由于是測(cè)試階段,系統(tǒng)問(wèn)題比較多,軟件設(shè)計(jì)有些缺陷,經(jīng)常導(dǎo)致人口車輛流水不能正常上傳,后天報(bào)表不正確。浙江目前運(yùn)行較好的是ETC不停車收費(fèi)的入口,由于卡及電子標(biāo)簽在辦理過(guò)程中已經(jīng)綁定了車型和車牌等車輛信息,所以正常情況下一次通行率可以達(dá)到99%。但是運(yùn)營(yíng)成本高,現(xiàn)在浙江卡的發(fā)卡量才只有1萬(wàn)多張。人工發(fā)卡比較準(zhǔn)確,但是收費(fèi)員壓力大,自動(dòng)發(fā)卡機(jī)作為收費(fèi)系統(tǒng)的一種補(bǔ)充,它的存在還是有必要的。
結(jié)束語(yǔ):
當(dāng)前,隨著高速公路路網(wǎng)建設(shè)的不斷完善,各省高速公路都將使用二義性路徑識(shí)別雙頻復(fù)合通行卡,通過(guò)對(duì)多功能自動(dòng)發(fā)卡機(jī)的研究,提出對(duì)原發(fā)卡機(jī)的改進(jìn)措施,使其功能更加完備,性能更加穩(wěn)定。減少收費(fèi)人員,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,以優(yōu)質(zhì)服務(wù)贏得社會(huì)的和諧,共同構(gòu)建平安高速公路。
參考文獻(xiàn):
[1]陳懿 淺析公路電子收費(fèi)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)[期刊論文]-中國(guó)科技財(cái)富2010(8)
[2]盧程輝 我國(guó)高速公路收費(fèi)體制的問(wèn)題和對(duì)策初探[期刊論文]-城市建設(shè)理論研究(電子版)2011(21)
[3]張莉 車型與牌照識(shí)別系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[學(xué)位論文]2004
關(guān)鍵詞:說(shuō)話人識(shí)別 ,GMM,MFCC,噪聲環(huán)境。
1、引言
說(shuō)話人識(shí)別技術(shù)是指通過(guò)計(jì)算機(jī)自動(dòng)識(shí)別測(cè)試語(yǔ)音說(shuō)話人身份的技術(shù)。最基本的原理是將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行特征參數(shù)提取,建立說(shuō)話人模型,再與已有的訓(xùn)練好的模型經(jīng)行匹配,從而來(lái)判斷是具體哪個(gè)說(shuō)話人或判斷是否是某個(gè)被指定的說(shuō)話人。就特征參數(shù)而言,MFCC模擬了人的聽(tīng)覺(jué)特性,是符合人聽(tīng)覺(jué)特性的語(yǔ)音特征參量,在實(shí)際應(yīng)用中較為廣泛。但在噪聲環(huán)境下,MFCC的識(shí)別率大大降低。為此,有必要對(duì)噪聲環(huán)境下,基于MFCC參數(shù)的說(shuō)話人識(shí)別進(jìn)行相應(yīng)研究。
論文主要研究了MFCC參數(shù)在不同信噪比下的說(shuō)話人識(shí)別特性。采用GMM識(shí)別模型作為識(shí)別分類器。文章第2部分對(duì)GMM模型及其在說(shuō)話人識(shí)別系統(tǒng)中的應(yīng)用作了說(shuō)明,第3部分對(duì)MFCC參數(shù)的提取方法進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)比對(duì)MFCC參數(shù)和LPCC參數(shù)兩種特征參數(shù)的識(shí)別率。
2、說(shuō)話人識(shí)別模型
說(shuō)話人識(shí)別模型的選擇和建立是說(shuō)話人識(shí)別中最重要的問(wèn)題之一,在不同的應(yīng)用場(chǎng)合選擇合適的模型對(duì)于提高系統(tǒng)性能非常重要。目前針對(duì)各種特征而提出的模式匹配方法的研究越來(lái)越深入,其主流方法大致可分為三類:非參數(shù)模型方法,參數(shù)模型方法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法。參數(shù)模型方法中,高斯混合模型(GMM—Gaussian Mixture Model)是近年來(lái)說(shuō)話人識(shí)別采用的最主流的技術(shù)。
2.1 高斯混合模型
高斯混合模型是用M個(gè)單高斯分布的線性組合來(lái)描述特征在特征空間中的分布。一個(gè)M階的混合高斯模型的概率密度函數(shù)是由M個(gè)單高斯概率密度函數(shù)加權(quán)和得到的,表示如下:
(1)
其中X是一個(gè)D維的隨機(jī)向量,wi(i=1 , … , M)是混合權(quán)重,且滿足
bi(X)(i=1 , … , M)是第i維高斯概率分布:
(2)
其中, 是均值向量, 是協(xié)方差矩陣。
整個(gè)的高斯混合模型便可由參數(shù)的均值向量,協(xié)方差矩陣和混合權(quán)重來(lái)描述,則高斯混合模型λ可以表示為如下一個(gè)三元組:
(3)
其中,協(xié)方差矩陣 可以取普通矩陣,也可以取對(duì)角矩陣。由于取對(duì)角矩陣計(jì)算簡(jiǎn)單,性能也好,所以下文中帶入對(duì)角矩陣的形式,即:
(4)
其中, 為GMM第i個(gè)分量所對(duì)應(yīng)的特征矢量的第k維分量的方差。
為說(shuō)話人建立高斯混合模型,是給定一組訓(xùn)練數(shù)據(jù),通過(guò)訓(xùn)練,依據(jù)某種準(zhǔn)則確定參數(shù)。最常用的參數(shù)估計(jì)方法是最大似然估計(jì)。最大似然估計(jì)的目的是在給定訓(xùn)練矢量集的情況下,尋找合適的模型參數(shù)λ,使GMM的似然函數(shù)最大。
設(shè)某說(shuō)話人的訓(xùn)練特征矢量序列為 ,經(jīng)計(jì)算最佳參數(shù)值如下:
(5)
(6)
(7)
其中 稱為后驗(yàn)概率,表示為:
(8)
2.2 說(shuō)話人識(shí)別系統(tǒng)
對(duì)不同說(shuō)話人的純凈語(yǔ)音提取特征參數(shù)后,用GMM對(duì)其訓(xùn)練,從而得到不同說(shuō)話人特征參數(shù)的GMM分布,即訓(xùn)練好的GMM模型。在進(jìn)行說(shuō)話人識(shí)別時(shí),將待識(shí)別的含噪語(yǔ)音經(jīng)過(guò)同樣的特征提取,并與訓(xùn)練好的GMM匹配,計(jì)算似然函數(shù),從而確認(rèn)待識(shí)別的說(shuō)話人的身份。圖1給出了基于GMM的說(shuō)話人識(shí)別系統(tǒng)的流程圖。相比較其他模型而言,高斯混合模型有著其獨(dú)特的優(yōu)越性,因?yàn)樗鼈兊挠?xùn)練速度快,并且隨著訓(xùn)練集適當(dāng)?shù)脑黾?,相?yīng)的高斯模型的擬合度也會(huì)提高。
圖1 基于GMM的說(shuō)話人識(shí)別系統(tǒng)框圖
然而,由于訓(xùn)練時(shí)使用純凈語(yǔ)音,而本文研究的是噪聲環(huán)境下的語(yǔ)音,兩者之間必然會(huì)存在特征參數(shù)的不匹配。因此,通常噪聲環(huán)境會(huì)大大降低說(shuō)話人識(shí)別的識(shí)別率。
3、美爾頻率倒譜系數(shù)(MFCC)
語(yǔ)音特征是確定說(shuō)話人識(shí)別系統(tǒng)性能的最主要的因素之一,如何能選取更好地表征說(shuō)話人的特征參量也是說(shuō)話人識(shí)別系統(tǒng)面臨的基本問(wèn)題,它的合理性和準(zhǔn)確性影響到整個(gè)說(shuō)話人識(shí)別系統(tǒng)的性能。MFCC模擬了人的聽(tīng)覺(jué)特性,是符合人聽(tīng)覺(jué)特性的語(yǔ)音特征參量,在實(shí)際中應(yīng)用較為廣泛。但是,運(yùn)用MFCC參數(shù)的說(shuō)話人識(shí)別在噪聲環(huán)境下,魯棒性較差,系統(tǒng)的識(shí)別率也大大降低了。
人的耳朵能從嘈雜的背景噪聲中聽(tīng)到語(yǔ)音信號(hào),這是因?yàn)槿说膬?nèi)耳基礎(chǔ)膜對(duì)外來(lái)信號(hào)會(huì)產(chǎn)生調(diào)諧作用。在聲壓恒定的情況下,當(dāng)噪聲被限制在某個(gè)帶寬內(nèi),其人耳感覺(jué)的主觀強(qiáng)度是恒定的。對(duì)于不同的頻率,在相應(yīng)的臨界帶寬內(nèi),一個(gè)具有復(fù)雜包絡(luò)的信號(hào)的響度等價(jià)于在這個(gè)帶寬中心頻率位置的響度,而與信號(hào)本身的頻率無(wú)關(guān),因此可以通過(guò)帶通濾波器組來(lái)模仿人耳聽(tīng)覺(jué)。與生理特性一致,心理學(xué)的研究進(jìn)一步表明,人類對(duì)于聲音音調(diào)的感受不是線性的。所以人們定義了新的頻率單位Mel頻率,它與頻率的關(guān)系可用下式近似表示:
(9)
MFCC特征提取的流程一般如下:
1. 圖2是按照公式(9)進(jìn)行Mel頻率劃分后得到的濾波器組,每個(gè)濾波器在以Mel為單位的頻率軸上是等間距的,而在以Hz為單位的頻率軸上是不等間距的,圖中縱坐標(biāo)的單位為歸一化單位。
圖2 采用三角形窗的Mel濾波器組
設(shè)o(l)、c(l)、h(l)分別是第l個(gè)三角形濾波器的下限、中心、上限頻率,則相鄰三角形濾波器之間有如下關(guān)系:
(10)
2. 對(duì)每一幀語(yǔ)音xm(n)進(jìn)行離散傅里葉變換,將語(yǔ)音信號(hào)由時(shí)域變換到頻域并計(jì)算出語(yǔ)音信號(hào)幅度譜|Xm(k)|, k為頻率,然后求l個(gè)三角形濾波器的輸出m(l):
(11)
其中每個(gè)三角形窗表示為:
(12)
3. 對(duì)所有濾波器的輸出做對(duì)數(shù)運(yùn)算,再進(jìn)一步做DCT變換,即可得到MFCC參數(shù):
(13)
其中 , N表示MFCC參數(shù)的維數(shù), 即第i維MFCC參數(shù)。
經(jīng)過(guò)上述步驟,就可以獲得MFCC參數(shù)。
圖3 MFCC特征參數(shù)的提取算法流程圖
4、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析
實(shí)驗(yàn)在相同條件下,對(duì)各個(gè)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)識(shí)別率的影響進(jìn)行比對(duì)。
1. 實(shí)驗(yàn)條件
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為T(mén)IMIT語(yǔ)音庫(kù)部分?jǐn)?shù)據(jù),共有160個(gè)說(shuō)話人,每個(gè)人有十句話。選擇其中的前九句話用作訓(xùn)練,后一句話用作識(shí)別。噪聲來(lái)源于NOISEX-92數(shù)據(jù)庫(kù),不同信噪比的噪聲的加入會(huì)不同程度地影響系統(tǒng)的識(shí)別率。
2. 實(shí)驗(yàn)參數(shù)的設(shè)置
語(yǔ)音信號(hào)按16kHz進(jìn)行采樣,8bit量化處理,幀長(zhǎng)為256點(diǎn),幀移為128點(diǎn)。此外,兩種特征參數(shù)分別是:12階的LPCC,16階的MFCC。GMM模型的階數(shù)為64階。
3. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
表1兩種特征參數(shù)對(duì)應(yīng)的說(shuō)話人識(shí)別的識(shí)別率(%)
相應(yīng)的數(shù)據(jù)圖如圖4所示:
圖4 兩種特征參數(shù)對(duì)應(yīng)的說(shuō)話人識(shí)別的識(shí)別率數(shù)據(jù)圖
由圖4可以看出,當(dāng)語(yǔ)音是純凈語(yǔ)音時(shí),LPCC和MFCC相應(yīng)的識(shí)別率均達(dá)到了93%以上。但當(dāng)有噪聲加入時(shí),隨著信噪比的降低, MFCC比LPCC參數(shù)更有優(yōu)越性。例如,在SNR=0dB低信噪比環(huán)境下,LPCC和MFCC相應(yīng)的識(shí)別率分別為19.4%和21.9%。在噪聲環(huán)境下,把MFCC作為特征參數(shù)的說(shuō)話人識(shí)別系統(tǒng),其識(shí)別率更高。
5、結(jié)論
論文主要研究了MFCC參數(shù)在不同信噪比下的說(shuō)話人識(shí)別特性。噪聲環(huán)境下,MFCC參數(shù)比LPCC參數(shù)更具有噪聲魯棒性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在不同信噪比的噪聲環(huán)境下, MFCC相對(duì)于LPCC具有較高的識(shí)別率。在SNR=10dB信噪比環(huán)境下,用MFCC參數(shù)作為特征參數(shù)的說(shuō)話人識(shí)別系統(tǒng),識(shí)別率達(dá)到了75.6%。
MFCC參數(shù),在信噪比大于10dB的情況下,具有較好的性能。然而,由于噪聲對(duì)語(yǔ)音特征的干擾特別大,當(dāng)信噪比低于10dB時(shí),系統(tǒng)的識(shí)別性能急劇下降。這將在以后研究中,進(jìn)一步深入探討。
參考文獻(xiàn)
[1] S. Nakagawa, W. Zhang and M. Takahashi. Text-independent Speaker Recognition by Combining Speaker Speci?c GMM with Speaker Adapted Syllable-based HMM[C]. Proc. ICASSP, 2004, Vol. 1, pp: 81-84.
[2] Gang Xu, Bo Tong and XiaoWei He. Robust Endpoint Detection in Mandarin Based on MFCC and Short-time Correlation Coefficient[C]. Second International Conference on Intelligent Computation Technology and Automation, 2009, pp: 336-339.
[3] Rahim Saeidi, Jouni Pohjalainen, Tomi Kinnunen and Paavo Alku. Temporally Weighted Linear Prediction Features for Tackling Additive Noise in Speaker Veri?cation[J]. IEEE Signal Processing Letters, 2010, Vol. 17, No. 6, pp: 599-602.
[4] 單進(jìn), 芮賢義. 基于壓縮感知的穩(wěn)健性說(shuō)話人識(shí)別[J]. 語(yǔ)音技術(shù), 2011, 35 (2): 61-63.
[5] Tobias May, Steven van de Par and Armin Kohlrausch. Noise-Robust Speaker Recognition Combining Missing Data Techniques and Universal Background Modeling[J]. IEEE Transactions on Audio, Speech, and Processing, 2012, Vol. 20, No. 1, pp: 108-121.
辨認(rèn)難度比較大,但可以初步辨認(rèn),首先看其是否有書(shū)號(hào)、出版社以及印刷單位;其次,印刷品是否質(zhì)量粗糙,錯(cuò)別字特別多,圖片模糊;將出版物拿到新聞出版部門(mén),確認(rèn)其是否合法。 近年來(lái),某些不法分子利用專業(yè)技術(shù)人員評(píng)職稱心切而正規(guī)期刊又容量有限的情況 , 采用欺騙的手法 , 許諾協(xié)助刊登論文 , 四處組稿、約稿,收取所謂的“版面費(fèi)”,將收集的論文印制成非法期刊,攫取高額利潤(rùn)。那么,如何識(shí)別非法學(xué)術(shù)期刊呢?從新聞出版執(zhí)法部門(mén)目前掌握的情況看,非法學(xué)術(shù)期刊通常有以下幾種形式:
一是假冒國(guó)內(nèi)正規(guī)期刊的刊名、刊號(hào)和出版單位名稱,尤其是名社、名刊;有部分假冒期刊是以“增刊”、“合訂本”的名義出現(xiàn)的。
二是國(guó)內(nèi)某些正規(guī)期刊社未經(jīng)批準(zhǔn)擅自編印所謂“論文集”,以“宣傳推廣本刊為名”,故意將本刊社名和刊號(hào)混排其中,給讀者造成錯(cuò)覺(jué)。
三是署名香港“某某出版公司”出版,或與某單位聯(lián)合主辦,編造所謂的“國(guó)內(nèi)統(tǒng)一刊號(hào)”
如“ CNxx-yyyy(HK) 或“ CN(HK)xx-yyyy ”等擴(kuò)大“知名度”(香港根本沒(méi)有新聞出版署,只是有一個(gè)康樂(lè)處書(shū)刊注冊(cè)組,從來(lái)沒(méi)有資格頒發(fā)國(guó)內(nèi)統(tǒng)一CN刊號(hào),香港本身具有新聞出版自由),這些非法期刊常常虛張聲勢(shì),在刊名上冠以“中華”"中國(guó)"字樣用來(lái)欺騙國(guó)內(nèi)急于想發(fā)論文評(píng)職稱的人。
四是署名“某某學(xué)會(huì)”、“某某研究會(huì)”主辦,無(wú)刊號(hào)或杜撰刊號(hào),未署出版單位名稱或杜撰某某編輯部等。
五是僅有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)刊號(hào),而無(wú)國(guó)內(nèi)任何部門(mén)批準(zhǔn)發(fā)行的書(shū)刊編號(hào)或沒(méi)有國(guó)內(nèi)統(tǒng)一刊號(hào)。
六是偷梁換柱,將正規(guī)期刊的某些內(nèi)容替換成自己撰寫(xiě)或收集的文章,仍以原刊的刊名、期號(hào)、裝幀重新制版印刷。