[发明专利]一种矢量水听器线谱自动检测与判决方法

说明书

本公开的矢量水听器线谱自动检测与判断方法，通过将所述矢量水听器接收的被测目标信号划分为多帧矢量数据，求取每一帧矢量数据的平均声强谱；根据所述平均声强谱提取所述矢量数据帧的线谱；比较当前矢量数据帧的线谱频率和其前面的矢量数据帧的线谱频率，将满足多普勒容限的矢量数据帧归于同一线谱；计算同一线谱的不同帧的幅度均值和方位均值，若幅度均值正向变化且方位均值单调变化，则目标存在并发出预警信号。解决现有水声小平台线谱检测技术不可靠、虚警率高的问题，为水声监测小平台提供一种有效的目标检测与判决方法，实现简单，且能有效防止传统线谱检测方法不考虑幅度与方位变化时虚警较高的缺点。

技术领域

本公开属于水声信号处理与检测技术领域，特别是涉及到一种矢量水听器线谱自动检测与判决方法。

背景技术

水声监测小平台如噪声监测潜标一般利用水下目标的宽带信号检测目标。随着消声降噪技术的发展，水下目标辐射的宽带能量越来越低，给传统监测小平台采用的宽带检波积分检测方法带来很大困难。而水下目标低频线谱特征很难消除，所以低频线谱检测方法受到重视。现有的小平台线谱检测技术存在的主要问题是：线谱检测方法通过在某一窄带在连续一段时间内存在稳定的能量来判断线谱存在，容易把浅海环境下常见的稳定干扰判决为目标，导致虚警率较高，严重影响监测效果。本发明通过幅度与方位的变化判断运动目标的存在，能解决上述问题，有效发挥水下目标线谱检测的应有效果。

发明内容

有鉴于此，本公开提出了一种矢量水听器线谱自动检测与判决方法，解决现有水声小平台线谱检测技术不可靠、虚警率高的问题，为水声监测小平台提供一种有效的目标检测与判决方法。

根据本公开的一方面，本公开提出了一种矢量水听器线谱自动检测与判断方法，所述方法包括：

将所述矢量水听器接收的被测目标信号划分为多帧矢量数据，求取每一帧矢量数据的平均声强谱；

根据所述平均声强谱提取所述矢量数据帧的线谱；

比较当前矢量数据帧的线谱频率和其前面的矢量数据帧的线谱频率，将满足多普勒容限的矢量数据帧归于同一线谱；

计算同一线谱的不同帧的幅度均值和方位均值，若幅度均值正向变化且方位均值单调变化，则目标存在并发出预警信号。

在一种可能的实现方式中，求取每一帧矢量数据的平均声强谱，包括：

计算每一帧矢量数据的数据声压和振速在x方向和y方向的平均互功率谱；

根据所述平均互功率谱计算所述每一帧矢量数据的平均声强谱。

在一种可能的实现方式中，根据所述平均声强谱提取所述矢量数据帧的线谱，包括：

计算所述平均声强谱的连续谱背景，求取所述平均声强谱的差分；

将所述平均声强谱的差分逐点与斜率门限比较，将满足要求的平均声强谱与其对应的连续谱背景进行比较，保存满足条件的数字频率和相应的声强谱幅度；

根据所述保存的数字频率和相应的声强谱幅度提取所述矢量数据帧的线谱。

在一种可能的实现方式中，比较当前矢量数据帧的线谱频率和其前面的矢量数据帧的线谱频率，将满足多普勒容限的矢量数据帧归于同一线谱，包括：

将第R矢量数据帧的线谱频率依次与R-P数量数据帧的线谱频率进行比较，将满足多普勒容限的矢量数据帧归于同一线谱，其中，P为1、2、…、R-1。

在一种可能的实现方式中，所述多普勒容限为其中，v为被测目标的运动速度，c为水下声速，f为线谱频率。

在一种可能的实现方式中，计算同一线谱的不同帧的幅度均值和方位均值，若幅度均值正向变化且方位均值单调变化，则目标存在并发出预警信号，包括：