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[发明专利]一种基于矢量阵的宽带运动目标多参数联合估计方法-CN202211448450.8在审
发明人：时洁;张力元;桂晨阳;张昊阳;程月祝;杨济远;路正华;方尔正;洪连进;朱中锐 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2022-11-18 - 公布日： 2023-03-28 - 主分类号： G01S11/14 文献下载
摘要：本发明属于水下声矢量信号处理技术领域，具体涉及一种基于矢量阵的宽带运动目标多参数联合估计方法。本发明对矢量垂直阵接收的含噪声目标宽带声压、振速信号进行子带划分以构建包含目标参数信息的声场干涉结构；通过矢量波束形成将干涉结构反映到时空域上，对干涉结构和垂直到达角进行提取；联合干涉结构和垂直到达角，根据干涉结构的零点周期性特点实现对目标深度的估计；对矢量水听器接收到的声压振速信号做互相关，构建声压振速互相关速度干涉条纹，根据条纹包含物理量的特点对速度参数进行解算。本发明利用矢量垂直阵实现对目标激发声场干涉结构和目标垂直到达角的获取，适用于水下目标的远程预警和目标探测等领域。
一种基于矢量宽带运动目标参数联合估计方法

[发明专利]一种基于单矢量水听器的运动目标深度估计方法-CN202211193226.9在审
发明人：时洁;张力元;程月祝;路正华;杨济远;胡博;张昊阳;桂晨阳;朱中锐;方尔正;洪连进 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2022-09-28 - 公布日： 2023-01-03 - 主分类号： G01S15/06 文献下载
摘要：本发明提供一种基于单矢量水听器的运动目标深度估计方法，利用矢量水听器接收声压、振速信号；构建声压‑振速互谱；对声压、振速接收信号进行时域等间隔离散化处理，构建离散信号矩阵；获得初步去噪声压、振速信号；通过EWT对信号进行分解，根据LOFAR谱分析估计信号频率确定该包含该频率的模态函数分量对信号进行重构；构建声压‑振速声场空间干涉谱；计算水平复声强和垂直复声强估计目标直达波垂直到达角；对声压‑振速声场空间干涉谱沿目标直达波垂直到达角曲线进行离散傅里叶变换，去除垂直对称轴处的极大值后的次极大值对应深度为目标深度估计值。本发明实现在噪声影响下利用接收信号实现对运动目标深度的估计，具有较好的实际工程应用能力。
一种基于矢量水听器运动目标深度估计方法

[发明专利]一种平面障板条件下单矢量水听器测向方法-CN201910514984.8有效
发明人：朱中锐;方勃懿;杨德森;秦松磊;方尔正;洪连进;胡博 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-06-14 - 公布日： 2022-12-13 - 主分类号： G01S1/76 文献下载
摘要：本发明属于水声定位领域，具体涉及一种平面障板条件下单矢量水听器测向方法，包括以下步骤：根据障板结构和障板参数建立数学模型，求出声波入射障板的传递矩阵C；根据传递矩阵C，确定声波入射平面障板的反射系数r；根据反射系数r得到反射声波pr，将入射声波pi和反射声波pr叠加得到矢量水听器声压各通道接收信号模型，由声压表达式确定振速表达式；将障板条件下单矢量水听器各通道接收的信号模型代入到目标方位估计公式，产生错误的因子是确定的，剔除该错误，确定修正因子μ；本发明计算复杂度低，且能克服非自由场条件下由于声场发生变化导致的常规目标方位估计公式失效问题。单只矢量水听器相比于基阵体积小，节省成本，在工程上有着很好的应用前景。
一种平面板条件下单矢量水听器测向方法

[发明专利]一种基于AR算法的瞬态信号高分辨检测方法-CN201910124472.0有效
发明人：方尔正;杨德森;刘新;朱中锐;洪连进;李松;胡博;桂晨阳;王欢 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-02-19 - 公布日： 2022-11-01 - 主分类号： G06F17/14 文献下载
摘要：本发明提出了一种基于AR算法的瞬态信号高分辨检测方法，属于非稳态信号高分辨检测技术领域，目的在于区分多个发生时间接近的瞬态噪声信号。本发明利用AR算法的外推特性，实现瞬态噪声信号的高分辨检测，对待检测序列进行取包络、降采样、分段处理，得到新的序列组，利用AR参数计算及时域后项预测得到后项预测值，同时通过将预测值与真实值比较得到后项预测误差功率，取后项预测误差功率平方作为检测统计量，将理论后项预测误差功率的k倍作为检测门限。当检测统计量大于检测门限时认为有瞬态噪声发生。
一种基于 ar 算法瞬态信号分辨检测方法

[发明专利]一种双向长短时记忆神经网络水面目标识别方法-CN201910194814.6有效
发明人：李思纯;杨书钰;杨德森;梁静涵;时胜国;方尔正;洪连进;莫世奇;张揽月;胡博;时洁;朱中锐;柳艾飞;李松;张昊阳;田迎泽 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-03-14 - 公布日： 2022-07-15 - 主分类号： G01S7/539 文献下载
摘要：本发明提供的是一种双向长短时记忆神经网络水面目标识别方法。1：将矢量声纳接收到的矢量信号进行预处理；2：将预处理后的训练样本集输入双向长短时记忆神经网络中，进行网络预训练；3：将预训练的输出结果与输入样本的实际输出进行比较，通过自适应的方法对网络参数进行微调；4：将经过同样预处理后的测试样本集输入参数自适应调整后的双向长短时记忆网络中，对网络进行评估；5：将经过同样预处理后的待分类样本集输入参数最优化的双向长短时记忆网络中，得到分类结果。本发明克服了由于人工提取特征导致信息丢失的问题，避免了人工提取特征步骤的繁琐复杂，也减少了人工提取特征所需的时间。通过多隐层的神经网络可以提高样本正确识别率。
一种双向短时记忆神经网络水面目标识别方法

[发明专利]一种水下运动目标产生的超低频圆周波原理与计算方法-CN202111450474.2在审
发明人：方尔正;王欢;杨德森;桂晨阳;洪连进;朱中锐;陈广智;刘亚东 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2021-11-30 - 公布日： 2022-03-15 - 主分类号： G06F30/28 文献下载
摘要：本发明提供一种水下运动目标产生的超低频圆周波原理与计算方法,包括以下步骤：步骤1：分析超低频圆周波的特征；步骤2：超低频圆周波的产生原因；步骤3：超低频圆周波计算方法‑多级势法。本发明提供一种新的水下目标探测的思想即通过圆周波探测目标，研究水下运动目标产生的超低频圆周波原理与计算方法，为水下目标探测提供理论依据。
一种水下运动目标产生低频圆周原理计算方法

[发明专利]基于矢量水听器技术的水下无人集群导航定位方法-CN202110868120.3在审
发明人：王燕;洪连进;方尔正 -专利权人：青岛海纳水下信息技术有限公司
申请日： 2021-07-30 - 公布日： 2021-11-19 - 主分类号： G01S5/22 文献下载
摘要：本发明提供一些基于矢量水听器技术的水下无人集群导航定位方法，包括，集群系统中的主节点的发射声源和精确导航系统作为导航信息来源；主节点、被动节点完成时间同步设定；在集群航行过程中主节点按照2秒1次的重复周期发射含有信息的声脉冲信号；集群航行器中的被动节点接收到主节点发射的声信号后进行分析处理，通过声脉冲信号解算出自身与主节点的相对方位和距离；通过声脉冲信号获取当前要保持的编队形式；将获得方位和距离信息合并后取得绝对大地坐标；被动节点计算偏航后，按照编队形式调整自身相对主节点的位置，实现编队保持。本发明中提供了完善的水下声学导航手段和编队能力，功能完善、定位精度高、使用方便等优点。
基于矢量水听器技术水下无人集群导航定位方法

[发明专利]一种基于电涡流厚度测量的低频矢量水听器-CN202010020149.1有效
发明人： 洪连进;李玥;方尔正;朱中锐;桂晨阳 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2020-01-09 - 公布日： 2021-10-19 - 主分类号： G01H3/12 文献下载
摘要：本发明属于矢量水听器技术领域，具体涉及一种基于电涡流厚度测量的低频矢量水听器。本发明的测量的量为位移量，在低频下灵敏度较高，同时传感器直接测量量为厚度，厚度量与位移量的转换器为楔形金属膜，可看作一个放大器，进一步增大矢量水听器的低频灵敏度。本发明的敏感元件为电涡流传感器，分别测量位置相对、方向相反的两个金属膜，进行差分输出，增大了矢量水听器的灵敏度，减小了矢量水听器的噪声影响。本发明通过水平安装的传感器测量垂直方向的位移量，拓展了位移式矢量水听器的安装结构，通过优化可进一步的制成三维位移矢量水听器。
一种基于涡流厚度测量低频矢量水听器

[发明专利]一种高灵敏度甚低频位移矢量水听器-CN201911352815.5有效
发明人： 洪连进;李玥;方尔正;朱中锐;桂晨阳 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-12-25 - 公布日： 2021-10-01 - 主分类号： G01H11/02 文献下载
摘要：本发明涉及涉及矢量水听器以及电涡流传感器领域，具体涉及一种高灵敏度甚低频位移矢量水听器。包括外壳部分、内部框架部分和传感部分；其中，外壳部分为一柱体结构，其顶部预留有孔，底部左右两侧安装有固定用角铁；内部框架部分位于外壳部分内部，主体为一圆柱体刚性框架，其与外壳部分刚性连接；传感部分位于内部框架部分左右两侧。本发明引入超顺磁性溶液，在甚低频下灵敏度较高，极大的增加了矢量水听器的灵敏度，且具有易于安装、稳定性高、抑制噪声能力强、线缆不会对测量产生影响等优点。
一种灵敏度甚低频位移矢量水听器

[发明专利]一种磁性悬挂二维位移矢量水听器-CN201911352836.7有效
发明人： 洪连进;李玥;方尔正;朱中锐;桂晨阳 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-12-25 - 公布日： 2021-10-01 - 主分类号： G01H11/02 文献下载
摘要：本发明涉及矢量水听器、抗磁悬浮及电涡流传感器领域，具体涉及一种磁性悬挂二维位移矢量水听器。本发明包括外壳部分、内部柱壳部分和夹层部分；其中，外壳部分为侧面四周预留开孔、上下表面完整的立方体；内部柱壳部分为非磁性金属材质，安装于外壳部分内部的几何中心，其侧面圆周不与外壳部分相切，而是预留有一定间隙；夹层部分位于外壳部分和内部柱壳部分之间；本发明可增加了测量维数，增大其灵敏度，并对传统矢量水听器悬挂方面进行改进，且具有安装稳定性高、体积小、低频和甚低频灵敏度高等优点。
一种磁性悬挂二维位移矢量水听器

[发明专利]一种基于单元辐射法的水下复杂结构辐射噪声源定位识别与声辐射预报方法-CN201811028741.5有效
发明人：时胜国;高塬;杨德森;时洁;田德艳;张昊阳;莫世奇;胡博;方尔正;李松;张揽月;洪连进;李思纯 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2018-09-01 - 公布日： 2020-11-10 - 主分类号： G01H3/00 文献下载
摘要：本发明属于水下探测领域，具体涉及一种基于单元辐射法的水下复杂结构辐射噪声源定位识别与声辐射预报方法，包括以下步骤：建立振声传递矩阵：利用基于单元辐射叠加法的声传递建模方法，采用规则障板表面活塞的辐射声场去近似实际障板表面活塞的辐射声场，根据规则障板表面活塞辐射声场的解析表达式得到目标结构表面法向振速到辐射声场的声传递矩阵G；获取目标结构声源分布：利用振声传递正则化矩阵解决噪声源定位识别算法中的不适定性问题，通过阵列接收数据和结构表面振动到测量基阵的振声传递矩阵，结合Tikhonov正则化方法，获得目标结构声源表面振速分布；本发明克服了传统点源球面扩展声传播模型的局限性，方法具有更高的准确性和更广的应用范围。
一种基于单元辐射水下复杂结构噪声定位识别预报方法

[发明专利]基于单矢量水听器的大样本水声材料声反射系数测量方法-CN201810574991.2有效
发明人：时胜国;王超;杨德森;胡博;张昊阳;时洁;洪连进;李松;莫世奇;方尔正;朱中锐;张揽月;李思纯 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2018-06-05 - 公布日： 2020-11-03 - 主分类号： G01N29/04 文献下载
摘要：本发明提供的是一种基于单矢量水听器的大样本水声材料声反射系数测量方法。主要包括：(1)剔除试样边缘衍射声；(2)构建信号处理模型；(3)分离直达声与反射声；(4)获取声反射系数。本发明一方面采用宽带窄脉冲作为发射信号形式，该信号时、频特性易于控制，可在时间上分离试样边缘衍射声，规避其影响；另一方面将单矢量水听器看作三元接收阵，采用子空间分解的阵列信号处理算法处理测量数据，数据处理方便快捷，具有较好的实时性；另外，本发明采用常规声源和矢量水听器作为测量的核心部件，无需使用传统的大型发射和接收基阵，省去了庞大复杂的测量系统，测试步骤少，只需一次发射即可获得关心频带的声反射系数，有效提高测量效率。
基于矢量水听器样本材料反射系数测量方法

[发明专利]一种系泊条件下舰船辐射噪声矢量测量系统及测量方法-CN201711083687.X有效
发明人：莫世奇;何腾蛟;朱中锐;杨德森;方尔正;洪连进;胡博;时胜国;李思纯;张揽月;时洁;李松;张昊阳 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2017-11-07 - 公布日： 2020-11-03 - 主分类号： G01H17/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种系泊条件下舰船辐射噪声矢量测量系统及测量方法，属于舰船辐射噪声测量技术领域，包括干端平台及湿端平台，干端平台主要用于信号调理、信号采集、数据处理以及时统同步，包括信号调理装置、数据采集存储装置、数据处理软件、时统装置、同步测距信号发射装置和工作方舱；湿端平台主要用于测量信号接收、同步信号发射，并将接收到的信号输出给干端平台，包括十六元测量水听器直线阵、同步测距换能器、信号传输电缆、支撑钢架结构、浮球和锚块，十六元测量水听器直线阵为主要的采集舰船辐射噪声的装置。本发明公开的测量方法简单便捷，进一步提高了系统的测量能力，能够克服实际工程当中某些低噪声工况无法准确测量的难题。
一种系泊条件下舰船辐射噪声矢量测量系统测量方法

[发明专利]一种基于张量分解的矢量水听器阵列方位估计方法-CN201911127139.1在审
发明人：李松;陈哲;杨德森;莫世奇;方尔正;时洁;柳艾飞;李思纯;时胜国;洪连进;张揽月;胡博;朱中锐;张昊阳;陈广智 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-11-18 - 公布日： 2020-02-25 - 主分类号： G01S3/802 文献下载
摘要：本发明提供一种基于张量分解的矢量水听器阵列方位估计方法，步骤1：构建矢量水听器的声压和振速分量组成的方向矢量；步骤2：构建矢量水听器阵列的时延矢量；步骤3：将矢量水听器阵列的方向矢量以及时延矢量重构成新的阵列流形张量；步骤4：将矢量水听器阵列接收到的矢量信号重构成张量信号，并对张量信号进行分解和截断处理；步骤5：利用新的阵列流形张量和噪声子空间进行空间谱搜索，空间谱的峰值对应的角度就是入射信号的方位角和俯仰角。本发明解决了传统的方位估计方法在低信噪比时方位估计精度低的缺点，该侧向方法在低信噪比的条件下具有更好的噪声抑制能力，此测向方法具有较高的方位估计精度。
一种基于张量分解矢量水听器阵列方位估计方法

[发明专利]一种平面障板条件下单矢量水听器信号检测方法-CN201910938268.2在审
发明人：朱中锐;方勃懿;秦松磊;洪连进;方尔正;时洁;柳艾飞 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-09-30 - 公布日： 2020-02-07 - 主分类号： G01H17/00 文献下载
摘要：本发明属于水声技术领域，公开了一种平面障板条件下单矢量水听器信号检测方法，包含如下步骤：步骤(1)：建立平面空腔障板的传递矩阵，根据传递矩阵及边界条件得到平面空腔障板的反射系数R；步骤(2)：根据反射系数R建立平面空腔障板条件下矢量水听器接收的单频信号模型和矢量水听器接收的宽带信号模型；步骤(3)：求出各向同性噪声干扰背景下矢量水听器接收的单频信号和各向同性噪声干扰背景下矢量水听器接收的宽带信号；步骤(4)：将步骤(3)中所得的信号变换到频域，得到相应的谱，声压振速互谱后作平均，得到平均周期图的复声强输出，再用复声强器进行信号检测；步骤(5)：用ROC曲线对复声强器取实部检测和取模检测的性能进行评估。
矢量水听器障板平面空腔声强传递矩阵单频信号反射系数宽带信号信号检测噪声干扰边界条件水声技术信号变换取实部周期图检测频域取模声压振速输出评估

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