华 南 理 工 大 学 学 报 自 然 科 学 版
第 卷 第 期
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ＶｏｌＮｏ
年 月
Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ
Ｊａｎｕａｒｙ
文章编号 Ｘ
收稿日期
基金项目 国 家 自然 科学 基 金 资 助 项 目 无 线 传 感 器 网 络 云 南 省 高 校 重 点 实 验 室 开 放基 金 资 助 项 目
ＺＫ
作者简介 杨光永男在职博士生云南民族大学副教授主要从事传感器技术数字信号处理及运动控制研究
Ｅｍａｉｌ ｙｇｕａｎｇｙｏｎｇｍａｉｌｓｃｕｔｅｄｕｃｎ
用 于 信 号 盲 提 取 的 最 大 三 阶 相 关 峭 度 反 卷 积 算 法
杨光永
胡国清
陈乐
吴海锋
宋佳声
华南理工大学 机械与汽车工程学院 广东 广州
云南民族大学 无线传感器网络云南省高校重点实验室 云南 昆明
摘要 传统的低阶自适应滤波器难以抑制或消除激光位移信号的高阶统计噪声且在
微位移测量条件下基于最大熵或自然梯度的盲源分离方法的收敛速度和信噪比会急剧
降低为此文中利用混合信号的峭度变化特性提出了最大三阶相关峭度反卷积算法设
计了反卷积逆滤波器分析了最大三阶相关峭度反卷积算法的收敛性和稳定条件并构建
了实验平台进行盲提取实验结果表明最大三阶相关峭度反卷积算法可有效地盲提取激
光位移信号和多重反射信号较 ＦａｓｔＩＣＡ 算法具有更快的收敛速度和更高的信噪比
关键词 信号处理 盲源分离 最大三阶相关峭度反卷积 激光三角法 位移测量 多重
反射信号
中图分类号 ＴＮ ｄｏｉ ｊｉｓｓｎＸ
采用半导体激光源和线阵电荷耦合器件ＣＣＤ
图像传感器并以激光三角法测量物体的位移时物体
的位移厚度透明度表面粗糙度介质吸收系数折
射系数和光点直径等因素综合作用于线阵 ＣＣＤ 图像
传感器使激光位移测量系统ＬＤＭＳ 的模拟前端
ＡＦＥ输出多种混合信号包括激光位移信号多重
反射位移信号高斯白噪声瑞利散射噪声等
ＬＤＭＳ 信号处理的主要任务是对 ＡＦＥ 的混合信
号进行解混合处理抑制或消除高阶和低阶统计噪
声以提取或恢复激光位移信号分量或多重反射信
号常规的信号处理方法可分为两类采用自适应
滤波器将 ＬＤＭＳ 当作线性多输入多输出系统ＡＦＥ
及所有光路传输通道特性都是内部透明的按信号
的低阶统计特性和参考模型设计自适应滤波器如
有限元离散化模型滤波器ＦＥＭＦＩＲ
采用图像
传感器布局优化设计的阵列 ＣＣＤ 传感器
两帧位
移图像的相移干涉检索方法
反射散斑干涉全息
图像法
该类方法将幅值最大的点或尖峰脉冲序
列的对称中心点当作激光位移信号的采样序列点
以低阶统计量或二阶相关峭度描述激光位移信号或
多重反射信号的特性信噪比较低但难以滤除混合
信号的超高斯噪声或亚高斯噪声且很难准确获取
系统的参考模型将测量系统看作时不变的信号
与各种噪声分量相互独立的盲系统或部分特性已知
的半盲系统采用最大熵
自然梯度法
神经
网络
独立分量分析方法
和盲自适应滤波
等盲源信号分离方法对机械故障诊断
雷达
及声纳的目标探测
地层反射探测
医疗图像
分析
等进行盲信号提取对 ＬＤＭＳ 及其相关盲信号
提取的研究鲜见报道特别地在微位移测量条件下
混合信号的均方误差趋于 或偏态较大基于最大熵
或自然梯度的盲源分离方法的收敛速度急剧降低
激光位移信号和多重反射信号的采样序列分布
在 ＡＦＥ 输出混合信号中峰态不为 峭度和峭度梯
度同时达到最大值的尖峰脉冲序列区间文中将
ＣＣＤ 传感器像元的选择性激光光点和光路系统当
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