红色砂岩的水含量检测基于冲击声学传感和卷积神经网络
Zhaokang Qiu1,2,3, Yang Liu1,2,3, Yi Zhang4
1State Key Laboratory of Precision Blasting, Jianghan University, Wuhan 430056, China.
本研究介绍了一种非破坏性方法,用于检测红色砂岩的水分含量,使用敲击方法的声信号. 该方法将信号处理与卷积神经网络支持矢量机 (CNN-SVM) 模型相结合,实现高精度.
科学领域:
- 土木工程 土木工程是指土木工程.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 地质技术工程 地质技术工程
背景情况:
- 红色砂岩的特性随着水分的增加而变化,影响建筑.
- 精确的湿度检测对于结构完整性和耐用性至关重要.
- 现有的方法可能对现场分析具有破坏性或效率较低.
研究的目的:
- 开发一种快速,非破坏性的方法来检测红色砂岩的水分含量.
- 评估声信号分析与机器学习相结合的湿度检测效果.
- 为了提高精度,比较特征提取技术 (MFCC和CWT).
主要方法:
- 红色砂岩的样本经过敲击方法.
- 敲门产生的声学信号被用麦克风捕获.
- 使用Mel频率角质系数 (MFCC) 和连续波形变换 (CWT) 进行了特征提取.
- 一个卷积神经网络支持向量机 (CNN-SVM) 模型被用于分类.
主要成果:
- 在CNN-SVM模型有效地检测红色砂岩中的水分含量.
- 作为特征的Mel频率 Cepstral系数 (MFCCs) 实现了94.4%的分类准确度.
- 基于MFCC的方法显著优于连续波形转换 (CWT) 方法.
结论:
- 拟议的基于敲击的声信号分析与CNN-SVM相结合,是一种可靠且高效的方法,用于在红色砂岩中进行非破坏性水分检测.
- 与CWT相比,MFCC是这个应用程序的优越特征提取技术.
- 这种方法为建筑项目的实时湿度评估提供了一个新的解决方案.
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