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申请/专利权人：吉林省日月智感互联科技有限公司

摘要：本发明提供了一种基于振动感知的周界入侵场景虚拟仿真系统及方法，利用震动数据采集系统采集环境振动引起的噪声地震动信号、人员在地面行走所产生的地震动信号及车辆入侵时地面所产生的地震动信号，构建所需的样本数据库；根据噪声信号时域、频域的特点，建立环境振动引起的典型噪声信号的数学模型；根据物理模型法进行不同震源振动信号的建模仿真工作；根据实地采集到的不同震源经过不同距离传播后的波形，研究浅地表地震波的传播衰减特性，并进行数值模拟工作；最后进行模型整合构建出一套周界入侵场景虚拟仿真系统，为建立周界安防系统提供不同场景下的地震动数据来完成系统验证工作。

主权项：1.一种基于振动感知的周界入侵场景虚拟仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）、设计震动数据采集系统，完成振动传感器、数据采集卡的选型以及数据采集软件的编写工作；（2）、利用震动数据采集系统在不同的环境完成震动数据采集工作，创建一个包含多种入侵场景下的地震动信号的样本数据库；（3）、对现有的噪声样本数据库进行数据处理，并对噪声信号开展时域及频域的分析工作；根据时域、频域的特点，建立环境振动引起的典型噪声信号的数学模型，并利用MATLAB进行仿真；（4）、分析人员及车辆作为震源时对地面产生激励的原理，根据人员及车辆运动时对地面产生的力的作用效果，运用物理模型法，将人员对地面产生的力的作用等效为一阶弹簧阻尼系统，车辆对地面产生的力的作用等效为二阶弹簧阻尼系统；并且在二阶弹簧阻尼系统中，考虑到路面不平度对于车辆行驶时的影响，对路面不平度函数进行求解分析；根据人员及车辆两种震源的物理模型进行数学建模，求解出两种震源对地面施加的作用力，再利用传感器冲击检测法求解出两种震源产生的地震动信号，最后应用MATLAB进行震源信号的仿真工作；（5）、针对浅地表地震动信号传播衰减特性进行研究，分别对杨先健振动衰减预测模型、Maxwell粘弹性介质地震波传播模型、Kelvin-Voigt粘弹性介质地震波传播模型以及标准线性粘弹性介质地震波传播模型进行建模仿真，并通过实验对衰减预测模型和三种粘弹性介质中地震波传播模型的预测效果进行对比分析，以选择预测效果最佳的模型；（6）、将步骤（3）、（4）、（5）中建立的噪声模型、不同震源信号模型、路面不平度模型以及地震波传播模型进行模型整合，得到基于振动感知的周界入侵场景虚拟仿真系统；利用该系统仿真出不同环境噪声、不同道路因素、不同入侵目标以及不同传播距离的多种入侵场景下的地震动数据，并将仿真数据与样本数据库中的实测数据进行对比验证。

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