电子鼻在人体气味检测中的方法机理研究

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目前,灾害应急与救助技术是世界各国广泛研究和探索的一个重大课题。本论文“电子鼻在人体气味检测中的方法机理研究”来源于四川省应用基础研究“灾害救助生命搜索理论与方法研究”及教育部博士学科点专项科研基金项目“地震灾害救助生命搜索新方法机理研究”。如何在灾害发生之后进行快速有效的人员救助,是灾害搜救中非常值得关注的问题。基于触觉、听觉、视觉的搜救方法已经比较成熟,比如,声波振动生命探测仪,红外生命探测仪,光学生命探测仪,低频电磁生命探测仪,还有结合多种技术于一身的搜救机器人。在嗅觉方敏,人类除了利用犬只灵敏的鼻子,还没有更好的方法。电子鼻已经在人们生活的很多方面都派上了用场,而它能否胜任灾害搜救,还是一个尚待研究的问题。本文主要研究了以下几个问题:1、为何使用电子鼻而不是搜救犬来进行生命搜索;2、总结了人体气味的性质、主要组成以及不同人种间气味的差异;3、利用电子鼻PEN3,采集了不同的年龄阶段、性别的50组人体气味,作为实验原始数据构建了人体气味参数模型;4、算法方面,首先,根据专家经验和人体气味的测量结果拟定相关的控制规则,建立模糊系统的语言规则表。运用MATLAB工具箱中的FIS工具,建立了模糊推论系统,并得出了判断人体的概率;然后,结合模糊系统的特点,构建了基于自适应神经网络的模糊推理系统。运用MATLAB工具箱提供的ANFIS编辑器,根据BP算法,对一阶SUGENO型模糊推理系统的系统参数进行了优化;5、比较了模糊系统和自适应神经网络的模糊推理系统之间的区别,以及各自的优劣点,验证了将电子鼻应用于人体气味检测的可能性。
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