雷达物位计

液位计资讯内容展示banner
资讯中心
技术中心
解决方案
行业资讯
产品导航
相关文章
资讯中心 您当前的位置: 雷达物位计 > 资讯中心 > 行业资讯

基于提升小波变换的煤仓雷达物位计信号降噪研究

编辑: 来源: 发布时间:2017-08-24 16:10:16

     摘要:利用提升小波变换对煤仓雷达物位计信号进行7降噪研究.分析7各种小波将于闪值选取方法,提出了一种新的降噪闪值选取方法,并对提出的方法进行了模拟仿真,结果表明新方法可以有效提高信号的信噪比,降低信号的均方根误差。

 
         储煤仓仓位的监视是煤矿生产的重要环节。FMCW雷达测距原理设计的料位仪为非接触式测距,不需要受制于环境的限制,能适应煤仓内的温度的变化及高浓度粉尘,被广泛应用于煤仓料位检测。影响雷达测量精确度的主要原因之一是噪声,为了更准确的得到目标的距离信息,就需要对雷达回波信号进行预处理和校正[’]。鉴于提升小波的各种特点,本文尝试对FMCW雷达的回波差频信号运用提升小波的阂值降噪来处理,并进行仿真。
1、基于小波变换的信号降噪方法
         小波主要分为三类降噪方法:基于小波系数相关性的闽值降噪与小波降噪以及基于小波变换模极大值的小波降噪。本文的核心是在对闽值降噪方法分析的基础上尝试一种新的阂值函数,对雷达物位计信号进行降噪。
         对小波进行IA值降噪的流程如图1所示。通过提升小波变换的闽值降噪方法同小波变换闽值降噪方法相比,二者大同小异,只是算法的实行速度提升了。
小波进行闭值降噪的流程图
2、基于小波和提升小波的闭值降噪
         小波分解含噪信号后,在高频部分集中了很多的噪声能量,而在低频部分则主要是信号,所以通过阑值进行降噪能够使绝大多数噪声减小到00
2. 1硬阂值函数与软闺值函数
         阈值函数的选择是对小波进行阑值降噪的关键,又称之为小波系数的估计。不一样的小波I'-值降噪需要不一样的小波系数估计方法与之相对应,这样也对应的有了硬阂值和软阂值两种方法。硬阂值和软阂值函数关系式如式(1)、式(2)。
 
         硬阈值函数关系式(人表示阈值)为:20170824161145.jpg
 
软阈值函数关系式:    QQ截图20170824161149.jpg
 
         关系式里,********的意思是第k层小波高频系数,它是通过分解尺度是J的离散小波变换,sgn (*)是符号函数。以上两种函数分别和原始系数的对比的表示图如图2所示。
两种函数分别和原始系数的对比
         硬N值函数的作用为保留绝对值大于阈值的小波系数,置零绝对值小于阈值的小波系数。由于硬RN值函数为不连续函数,就是说在QQ截图20170824161537.jpg20170824161541.jpg也是不连续的,因此通过20170824161541.jpg,对信号进行重构也许会有一些振荡产生。
 
         软阑值函数的作用为对于绝对值大于阑值的小波系数进行收缩处理,就是说把这些系数减小,而不是完全保留。软阈值函数由于是连续函数,所以能很好的克服上述缺点,问题在于小波系数偏大的时候,‘恒定的偏差总是在向********与********之间存在,这就会给信号的重构出现无法规避的误差。因为恒定的偏差直接波及到了重构信号和真实信号的靠近程度。也就是说这个方法由于将绝对值大的小波系数减小,所以缺失了一定的高频信息。
         通过上面的分析看出,需要更好的改进传统的软、硬
阑值函数对于实际中的应用。
 
2.2 阈值函数的改进
         现在很多的改进方法被提出来以克服软硬阑值函数的缺陷。文献「4」中通过使用半软阈值函数,将含噪小波系数和估计小波系数孩子间的固定偏差进行了有效的减少,这样既继承了软硬阈值的优势,又从某些程度上对降噪效果进行了提升,使重构误差减少。半软阈值的关系式如式(3)所示:
20170824161332.jpg
半软阈值函数
         本文尝试在半软阑值函数的基础上,对其进行改进,推出一种新的经过改进的阈值函数,既克服了上述所说的软、硬阈值方法的缺点,又将信号中的噪声充分过滤掉,也将信号的信噪比进行了提高,和半软阑值函数比较,一定程度的改善了信号的质量。新的阈值函数如式(4):
 
         式中,********代表阑值,********, sgn(*)是符号函数,新的阑值函数同软阑值函数的对比如图4所示。
改进闭值函数与原始系数、硬软闭值函数的比较
 
         小波系数********是用软闽值方法由公式(5)估计得出的。它的绝对值要比********小,所以对重构的精度会产生影响,因此应该想办法将偏差减小,可是通过硬i值的方法即使偏差减小到0也可能并不是理想的;因为也有可能有非噪声的信息存在低于RA值的高频分量里。所以也要将这一部分的高频系数进行处理,这样就能将偏差减小。
 
         式中,sgn (*)是符号函数,********, ********表示阑值,如果a=0,则式(5)相当于硬film值函数,如果********,则式(4)相当于软阂值函数;当********时,********,就是说f(x)的渐近线为Y=x,因此在新阈值值函数中,伴随********的增加,********也趋近于********,这样就弥补了软阈值函数中********和********存在固定偏差的缺陷。将重构精度进行了提高,同时也使降噪效果得到了改善。

上一篇:定位人工智能 雷达物位计企业双管齐下齐头并进
下一篇:腾博会最新官网在采矿作业成功应用的四个技巧

相关产品
  • SC-LD32导波雷达物位计

    SC-LD32导波雷达物位计
  • SC-LD56雷达料位计

    SC-LD56雷达料位计
  • SC-LD91高频腾博会最新官网

    SC-LD91高频腾博会最新官网
  • SC-LD34导波腾博会最新官网

    SC-LD34导波腾博会最新官网
  • SC-LD93高频雷达物位计

    SC-LD93高频雷达物位计
  • SC-LD31导波雷达物位计

    SC-LD31导波雷达物位计
XML 地图 | Sitemap 地图