高压水射流技术是一种成熟、高效的冷切割技术,广泛应用于机械、化工和建筑行业中,可以实现无污染的切割、清洗作业,具有显著优势。当高压水射流在非切割工况下冲击靶物时,会产生反射声,该反射声信号的频率、幅值、能量等特征值随靶物材料和形状差异而不同,因此可以利用反射声识别靶物材质与几何尺寸。本文研究的高压水射流靶物识别技术是一项新颖的技术,是传统水射流和声音识别技术的创新结合。为了提高靶物探测范围和识别效率,本文利用线性排列的高压水射流阵列和传声器阵列进行靶物探测,其中研究的关键之一是利用射流冲击靶物时产生的反射声信号,提取有效的特征值,进而识别靶物的形状和尺寸。但是上述传声器阵列采集到的反射声信号存在干扰和耦合问题,为了精确提取对应靶物的反射声特征值,所以必须对信号进行精确的解耦重构。由于在探测过程中靶物位置和材质是随机分布的,因此传声器所采集的各个高压水射流反射声分量属于非平稳时变信号。本文采用盲源分离方法中应用最广的独立成分分析方法(Independent Component Analysis ICA)对信号进行分解重构。针对传统独立成分分析方法存在的重构后信号顺序不能确定,无法应用该信号进行靶物位置精确定位等问题,本文对传统ICA算法进行改进,提出一种迭代式ICA算法,详细叙述该算法原理,并应用LabVIEW软件编写了相应程序,进行了靶物多通道探测与反射声数据实际采集、处理与验证实验,分别应用模拟数据和实际数据对算法进行验证。实验结果证明,本文提出的迭代式ICA算法能稳定确定重构后反射声信号对应传声器阵列的顺序,并能够从重构后的反射声信号中有效提取反映靶物材质和形状的特征值,可以应用于靶物材质、几何尺寸的识别和靶物在探测区域内的精确定位。同时为了直观形象的显示靶物尺寸和材质分类和探测区域定位结果,本文应用LabVIEW软件编制靶物三维显示和定位软件,并对项目研制中涉及的大容量多通道信号存储读取程序,迭代式ICA解耦重构程序,小波理论降噪程序,模极大值法确定靶物几何尺寸程序,靶物特征值提取程序,支持向量机(SVM)材质识别程序和三维显示各部分程序进行集成,最终编制了一体化高压水射流靶物探测系统软件。实验结果证明该软件完整兼容各模块程序,数据接口稳定,实现了高压水射流靶物探测过程采集、处理、显示一体化。