[发明专利]一种基于AD的特征信号识别方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种特征信号识别方法及装置，用于弹丸激波信号的识别，属于实弹射击训练的自动报靶技术领域。

背景技术

实弹报靶通常采用人工报靶，但考虑到如跳弹所引发的安全性问题，出现了自动报靶的系统和方法。如中国专利文献CN100354595C公开的实弹射击系统使用的识别慢速弹孔的方法，它以图像处理为基础，通过获取靶纸上的图像信息，通过图像处理，得出弹着点。

当前的自动报靶方案也主要是基于图像处理，诸如中国专利文献CN103353259A，CN2831033Y，CN101732380U，如CN103353259A它采用CCD摄像头进行图像采集，然后通过DSP芯片进行图像数据的处理，最后被送到控制中心。其整体成本偏高，而且，图像处理的基础是在弹药击中靶的情况下获得的，受弹药击中靶所产生的不规则变形的影响，以及靶纸由于植物纤维的影响使其性状在各向并不相同，造成弹孔不规则的问题，不仅图像处理难度大，而且难以获得准确的弹着点。

当前出现了基于声波定位方法和装置，属于声源定位技术领域，如美国在伊拉克投入使用的声测探测敌狙击手的装置，通过麦克风阵列接收并测量膛口激波和弹丸飞行产生的冲击波来确定狙击手的位置，但其应用侧重于声源定位，并且所确定的位置是大致的一个位置，换言之，就是定位精度比较差。而自动报靶对精度的要求比较高，靶纸局限在一个很小的范围内，1mm的误差就有可能造成报靶错误。

基于目标物声波定位的难点在于：在信号捕获领域，经常会遇到需要快速识别一个特征波形并进行精确计时的情况，但是现实的波形往往不是很纯净的正弦波或矩形波，波形的斜率不固定，因此采用门限或者阈值比较方式判断波形到来的时刻的方法存在很大误差。

如图1所示的原始信号波形和图2所示的放大两倍后的信号波形，同样采用到达电压值V的时刻判断，很明显存在误差。图2的信号由于放大，信号更快地到达阈值，这样通过门限来作为计时判断的标准就有失公允。

有时候波形会很尖锐，出现尖峰，甚至超过预定门限之后还有很多抖动，这样就需要一种更可靠的方式来判断，是不是特征波形到来了。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于AD的特征信号识别方法，从而能够更加可靠的识别预期波形，同时本发明还提供了一种基于AD的特征信号识别装置。

本发明采用以下技术方案：

一种基于AD的特征信号识别方法，其包括：

信号采集，采集弹丸飞行的激波信号，进而输出电信号；

采样，对所述电信号进行周期性采样，得到采样值；

第一比较，将采样值与指定的门限相比较，若超过指定的门限，则转进行卷积操作；

卷积，将当前的采样值与上一次的采样值做卷积，直到采样值低于指定的门限，从而得到卷积码；

卷积积分，将得到的卷积码在卷积码所属的区间内积分，得到积分值；

第二比较，将所述积分值与给定的经验值相比较，若大于等于所述经验值，则确定为预期的波形已经到来。

一种基于AD的特征信号识别装置，包括：

信号采集单元，采集弹丸飞行的激波信号，进而输出电信号；

采样单元，对所述电信号进行周期性采样，得到采样值；

第一比较单元，将采样值与指定的门限相比较，若超过指定的门限，则转进行卷积操作；

卷积单元，将当前的采样值与上一次的采样值做卷积，直到采样值低于指定的门限，从而得到卷积码；

卷积积分单元，将得到的卷积码在卷积码所属的区间内积分，得到积分值；

第二比较单元，将所述积分值与给定的经验值相比较，若大于等于所述经验值，则确定为预期的波形已经到来。

本发明采用基于第一比较和第二比较，有效率滤除干扰，从而在弹丸激波信号被捕获时，会大大提高设备的抗干扰能力，提高设备的稳定性。

附图说明

图1为原始的电压波形。

图2为放大后的电压波形。

具体实施方式

音频信号为具有一定频率、幅度的信号，再加上相位，决定了音频信号的特征。弹丸通常会超音速飞行，从而在飞行中会产生激波(又称马赫波)，是一种运动气体中的强压缩波。在超声速运动时，由于微扰动(如弱压缩波)的叠加而形成的强间断，带有很强的非线性效应，因此，对其采集所得到的电信号也会具有非常强的非线性效应。

音频采集设备通常直接输出的是模拟信号，随着技术的发展，目前同时存在直接输出数字信号的音频采集设备，数字信号和模拟信号在本发明中会有不同的处理方式。