Методи спектрального аналізу гідроакустичних сигналів для їх розпізнавання
Вантажиться...
Дата
2022
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Сікорського
Анотація
Магістерська дисертація за темою “Методи спектрального аналізу гідроакустичних сигналів для їх розпізнавання” виконана студентом кафедри цифрових технологій в енергетиці НН ІАТЕ Котловим Данилом Євгеновичем зі спеціальності 121 “Інженерія програмного забезпечення” за освітньо-професійною програмою “Інженерія програмного інтелектуальних кібер-фізичних систем і веб-технологій” і складається зі: вступу; 6 розділів (“Постановка задачі побудови системи розпізнавання гідроакустичного сигналу методами спектрального аналізу”, “Опис предметної області”, “Засоби розробки системи розпізнавання гідроакустичного сигналу методами спектрального аналізу”, “Опис програмної реалізації системи розпізнавання гідроакустичного сигналу методами спектрального аналізу”, “Робота користувача з системою розпізнавання гідроакустичного сигналу методами спектрального аналізу” і “Стартап проект системи розпізнавання гідроакустичного сигналу методами спектрального аналізу”), висновків до кожного з цих розділів; загальних висновків; списку використаних джерел, який налічує 21 джерело; 45 ілюстрацій; 20 таблиць та 3 додатків. Загальний обсяг роботи 106 сторінок.
Актуальність теми. На сьогоднішній день велика кількість технологій використовує аналіз спектрів сигналів в тому чи іншому вигляді, наприклад, для визначення хімічного складу речовини, контролю якості на виробництві, аналізу характеристик космічних об’єктів, фільтрації сигналу з шумом тощо. Одним з поширених застосувань спектрального аналізу є розпізнавання та визначення характеристик у гідроакустичному сигналі. Сучасні технології дозволяють отримувати гідроакустичні сигнали з величезних відстаней з високою частотою дискретизації. Аналіз таких сигналів потребує швидкого та точного перетворення у спектр. Для цього необхідно оцінювати швидкодію кожного окремого метода з урахуванням їх переваг та недоліків. Гідроакустичний сигнал може отримуватися з великої кількості датчиків тому важливо мати можливість аналізувати кожен окремий канал та отримувати відповідний спектр.
Мета роботи. Метою даної роботи є розробка програмної системи, що реалізує різні методи спектрального аналізу для дослідження гідроакустичних сигналів у багатошаровому морському середовищі з різними оцінками ефективності обраних методів.
Завдання наукового дослідження:
— проаналізувати існуючі програмні системи спектрального аналізу;
— проаналізувати методи спектрального аналізу, що можуть бути використані при обробці гідроакустичного сигналу;
— обрати перелік оптимальних методів спектрального аналізу засновуючись на різноманітних показниках їх ефективності у контексті гідроакустичного сигналу.
— обрати засоби реалізації програмної системи;
— розробити алгоритм роботи програмного забезпечення;
— розробити застосунок на базі мови програмування Python та реалізувати інтерфейс користувача.
Об'єкт дослідження. Об’єктом дослідження є методи спектрального аналізу гідроакустичного сигналу.
Предмет дослідження. Предметом дослідження є програмна система для отримання, візуалізації та аналізу спектра сигналу.
Методи дослідження. Класичні методи спектрального аналізу, метод мінімуму дисперсії, метод Проні, авторегресивні методи.
Практичне значення одержаних результатів. Розроблену систему можуть використовувати спеціалісти в області гідроакустики для аналізу спектральних сигнатур кораблів та інших морських об’єктів.
Особистий внесок магістранта. Розроблена система, що агрегує різні методи спектрального аналізу, та реалізовано нейронну мережу для розпізнавання гідроакустичних сигналів.
Апробація результатів дисертації. Основні положення роботи доповідались і обговорювались на XV Міжнародній науково-практичній конференції «Інформаційні технології і автоматизація – 2022», м. Одеса 20-21 жовтня 2022 р.
Публікації. Результати досліджень магістерської дисертації представлено в 1 публікації.
Котлов Д.Є., Свинчук О.В. Застосування методів спектральних аналізу в гідроакустиці. XV Міжнародна науково-практична конференція «Інформаційні технології і автоматизація – 2022» 20–21 жовт. 2022 р., м. Одеса, Одес. нац. технол. ун-т. Ін-т комп'ютер. систем і технологій "Індустрія 4.0" ім. П. Н. Платонова, Україна. 246 с.
Опис
В даній роботі розглядаються різні методи спектрального аналізу та оцінюються їх особливості, переваги та недоліки. На основі обраних в роботі методів пропонується застосунок для розпізнавання гідроакустичного сигналу.
Ключові слова
спектральний аналіз, гідроакустичний сигнал, періодограмні методи, метод мінімуму дисперсії, метод Проні, авторегресивні методи, spectral analysis, hydroacoustic signal, periodogram methods, minimum dispersion method, Prony method, autoregressive methods
Бібліографічний опис
Котлов, Д. Є. Методи спектрального аналізу гідроакустичних сигналів для їх розпізнавання : магістерська дис. : 121 Інженерія програмного забезпечення / Котлов Данило Євгенович. – Київ, 2022. – 107 с.