基于距离-速度特征融合的煤矿井下带式输送机非接触式人员穿越声学检测方法
《Sensors》:Robust Range-Doppler Acoustic Feature Fusion for Unauthorised Personnel Crossing Detection on Underground Belt Conveyors
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时间:2026年10月06日
来源:Sensors 4.0
摘要
未经授权人员穿越井下带式输送机在煤矿中构成严重的安全风险。为了提高复杂声学干扰下非接触式穿越检测的可靠性,本文提出了一种基于距离 - 速度特征融合的声学感知方法。首先采用了一种自适应声学干扰抑制和回声增强方法,以减轻多径干扰并抑制机械振动和背景噪声。随后从 FMCW 声学回波中联合提取飞行时间(ToF)和多普勒信息,以获得人形目标的时间距离轨迹和径向速度。基于这些互补特征,开发了一种距离 - 速度耦合的时间判别模型,通过空间约束、运动验证和时间状态转换,将连续的人体穿越行为与静态障碍物和瞬时机械干扰区分开来。在模拟输送带平台上进行的实验表明,所提方法实现了 96.5% 的检测准确率,优于单特征声学检测方法,并在不同的感知距离、运动方向、噪声水平和输送机运行条件下保持稳定的检测性能。
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