[发明专利]一种自动获取船舶螺旋桨变速旋转时间区间方法

说明书

技术领域

本发明涉及水声信号处理技术领域，具体涉及一种自动获取船舶螺旋桨变速旋转时间区间方法。

背景技术

船舶在进出港口时，通常会经历航速变化等复杂的运动过程。加速离港或减速进港是它们的典型运动状态。螺旋桨旋转速度变化的快慢，与船舶的类别有着一定的联系，若能够获取螺旋桨处于加速或减速旋转过程中所辐射的空化噪声数据，则可以通过基于分数阶傅里叶变换等的信号处理的方法从中提取螺旋桨旋转速度的变化特征，从而可用于进一步提升港口水域被动水声探测系统区分不同类型船舶的能力。

然而，对于无人值守的被动水声探测系统而言，采用现有的水声信号处理流程，不能够自动识别螺旋桨处于变速旋转的过程。螺旋桨完全处于加速或减速旋转状态下的船舶辐射噪声数据。由于螺旋桨空化噪声幅度在匀速旋转状态下受周期信号调制，而在加速或减速旋转状态下受chirp周期信号调制，因此在提取螺旋桨转速特征时，应该将螺旋桨变速旋转时接收的信号与匀速旋转时接收的信号分开处理，并且应采用不同的特征提取方法。若不进行区分而直接运用基于分数阶傅里叶变换等的方法处理包络解调后输出的信号，由于无法在整个观测时间内实现调频率的匹配，因此得到的特征提取结果会产生非常大的估计误差，不能获取准确螺旋桨旋转速度变化特征值。因此，如何从观测时间内接收到的船舶辐射噪声信号中，运用恰当的信号处理流程，正确识别出螺旋桨变速旋转的起止时间，是正确提取螺旋桨旋转速度变化特征的先决条件。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何针对无人值守的被动水声探测系统无法自动获取船舶螺旋桨完全处于加速或减速旋转过程时的船舶水下辐射噪声信号问题，提出一种自动获取船舶螺旋桨变速旋转时间区间的方法。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种自动获取船舶螺旋桨变速旋转时间区间方法，包括以下步骤：

S1、对采样后的观测信号r(n)依次进行带通滤波、绝对值包络检波，并消除直流分量，得到包络信号，其中，所述绝对值包络检波的过程为：

E0(l)=1M∑j=1M|r(Mn+j)|---(1)]]>

其中M是绝对值检波的平均点数，满足：

M≤int(F_s/f_h)                                      (2)

式(2)中F_S为采样频率，f_h是带通滤波器的最高频率，int表示取整函数，在绝对值检波后，采样率降为F_S/M；

消除直流分量的过程为：