MGTS单航线测量用于磁性目标模式识别

摘要

磁梯度张量系统(MGTS)二维平面网格测量常用于磁性目标识别,但其测量难度大、采集效率低、仪器精度要求高,为此提出一种基于MGTS单航线测量的磁性目标模式识别方法。首先,对磁梯度张量分量、特征值、不变量等15个属性量进行磁化方向敏感程度分析,其中对磁化方向较敏感特征量用以识别目标姿态,而不敏感特征量用以识别目标形状;然后,进行MGTS单航线测量,提取测量特征量的时域信号波形特征参数,并设置相应类别标签,主成分分析(PCA)降维方法用以实现特征可视化并确定最佳特征维数;最后,利用麻雀搜索算法优化的核极限学习机(SSA-KELM)对航线测量样本数据进行训练和测试,最终实现磁性目标的模式识别。仿真中对磁偶极子的不同磁化方向类别和球体、长方体和圆柱体等几何体的不同形状类别的识别精度均达到100%;实验中针对3种形状磁铁及其3类姿态共测量了180条学习航线,在6:4的训练测试比下,磁铁姿态和形状识别结果完全准确。