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[发明专利]无人机移动监测中面向非圆信号的降维处理直接定位方法-CN202010959291.2有效
发明人： 曾浩威;张小飞;赖欣 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2020-09-14 - 公布日： 2023-10-27 - 主分类号： G01S5/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种无人机移动监测中面向非圆信号的降维处理直接定位方法，在建立算法模型时考虑信号的非圆相位信息，利用其椭圆协方差不为零的特点扩展接收信号矩阵，达到增大空间自由度的目的；结合直接定位技术和波达方向估计中Capon算法的思想，将多个观测站位置接收数据的协方差矩阵综合进行考虑，仅需要一个运动观测站便可实现多目标源的高精度定位；引入降维思想，有效解决非圆相位的引入带来的高复杂度问题。本发明避免了传统二步方法的中间参数和参数匹配问题，直接从原始接收数据层获取目标源位置信息，有效提升了定位精度；对接收信号矢量的扩展增大了算法的空间自由度，提高了分辨率，可同时估计更多信源。
无人机移动监测面向信号处理直接定位方法

[发明专利]基于二维离散傅里叶变换的多阵列直接定位方法-CN202310561198.X在审
发明人：史鑫磊;张小飞;曾浩威;钱洋;孙宇欣 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2023-05-18 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： H04W4/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于二维离散傅里叶变换的多阵列直接定位方法，首先，计算各观测站接收信号的互协方差，并通过二维离散傅里叶变换(two‑dimensional Discrete Fourier Transform,2D‑DFT)技术获取各观测站自动匹配好的方位信息；然后，构造相位旋转矩阵，对各观测站方位信息进行补偿，得到更为精确的方位信息；最后，联合所有观测站的精确信息根据最小二乘思想直接求解目标位置。本发明设计的一种基于二维离散傅里叶变换的多阵列直接定位方法能够有效定位目标。此外，该方法无需二维谱峰搜索，显著降低了计算复杂度。在低信噪比下，其定位性能与最小方差无畸变响应(Minimum Variance Distortionless Response,MVDR)直接定位算法接近，且优于传统波达角K均值(Angle of Arrival‑K‑Means，AOA‑K‑Means)聚类两步定位方法。
基于二维离散傅里叶变换阵列直接定位方法

[发明专利]基于增广互质阵列的加权子空间数据融合直接定位方法-CN202110712602.X有效
发明人：钱洋;张小飞;曾浩威;李建峰;董续东;马鹏辉;何益 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2021-06-25 - 公布日： 2023-05-12 - 主分类号： G01S5/06 文献下载
摘要：本发明公开了基于增广互质阵列的加权子空间数据融合直接定位方法，该方法具体包括如下步骤：Z01：获取无人机在不同位置观测站上的辐射源信号，并对信号进行采样处理；Z02：根据所述采样处理后所得阵列输出信号计算协方差矩阵，并根据协方差矩阵获取特征值；Z03：根据协方差矩阵获取噪声子空间，通过在观测点总投影误差最小使每个观测点位置获得最优权值；Z04：根据信号流形矢量和噪声子空间的相互正交，获取定位算法的损失函数，并通过搜索式得到辐射源位置的估计结果。该方法平衡正交投影误差获得误差小、鲁棒性强的损失函数，提高了定位精度；与均匀阵列算法相比，本发明自由度得到明显提高并扩展了阵列的空间自由度，增加了识别源的数目。
基于增广阵列加权空间数据融合直接定位方法

[发明专利]基于非圆多嵌套阵降维子空间数据融合的直接定位方法-CN202110591835.9有效
发明人：钱洋;张小飞;李建峰;曾浩威;董续东;马鹏辉;汪云飞 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2021-05-28 - 公布日： 2023-04-18 - 主分类号： G01S5/12 文献下载
摘要：本发明公开了基于非圆多嵌套阵降维子空间数据融合的直接定位方法，该方法包括如下步骤：步骤一：在多个观测站中接收非圆信号并使用嵌套阵列模型进行定位；步骤二：根据信号的非圆特征接收信号矢量得到扩展信号矩阵，从而得出矢量化协方差，根据矢量化协方差得到噪声子空间并生成和共阵和差共阵；步骤三：将和共阵和差共阵的子阵进行空间平滑并组合成虚拟阵列，并将虚拟阵列根据矩阵e＝[0 1 0]T进行降维，去处非圆相位，得到代价函数fRD‑SDF(p)；步骤四：将目标定为搜索区域划分为多个二维平面网格，获取网格点的代价函数值。通过使用非圆信号嵌套阵列RD‑SDF算法具有较高的空间自由度，相比于均匀线阵列算法和圆信号算法和两步定位算法的定位精度有显著提高。
基于非圆多嵌套阵降维子空间数据融合直接定位方法

[发明专利]基于未知互耦的分布式均匀线阵的直接定位方法-CN202211182278.6在审
发明人：李宝宝;曹金科;曾浩威;张小飞 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2022-09-27 - 公布日： 2023-02-03 - 主分类号： G01S5/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于未知互耦的分布式均匀线阵的直接定位方法，包括如下步骤：首先，在每个分布式观测站处，计算其配备阵列所接收数据的协方差矩阵；然后，在每个观测站处对其对应协方差矩阵进行特征值分解，分离信号子空间与噪声子空间，并将噪声子空间上传至中心站；再然后，在中心站处，将定位区域网格化，计算本发明代价函数在各网格点的函数值；再然后，寻找代价函数最大的信源数个峰值，其对应网格位置即为定位结果；最后，将定位结果回代，计算各阵列对应的互耦系数。与现有算法相比，在互耦未知场景下，本发明方法具有更高的定位精度。此外，由于引入了降维搜索思想，本发明方法在保证互耦估计能力的同时，还具有较低的计算复杂度。
基于未知分布式均匀直接定位方法

[发明专利]一种针对多径相干信源的多阵列联合级联定位方法-CN202211196324.8在审
发明人： 曾浩威;张小飞;孙宇欣;曹金科 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2022-09-29 - 公布日： 2022-12-20 - 主分类号： G01S5/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种针对多径相干信源的多阵列联合级联定位方法，属于无源定位技术领域。本发明通过多个观测站接收多径相干信号，计算协方差矩阵并进行特征值分解得到信号子空间；然后采用增强空间平滑方法来恢复信号子空间的秩，应用ESPRIT方法估计所有路径的DOA值；计算两两来自不同观测站DOA方位线的交点位置，找出交点最聚集区域的中心，作为信源位置粗估计值；最后利用子空间数据融合直接定位方法的思想搜索得到精估计值。本发明的优势在于先聚类后直接定位的级联思想，实现了多径相干信源的精确定位，相比于传统二步定位方法精度更高；利用直达径的聚集特性，无需提前找出直达径也可实现定位；同时粗估计缩小了直接定位搜索范围，计算成本更低。
一种针对相干信源阵列联合级联定位方法

[发明专利]基于多嵌套阵列的改进无迹粒子滤波直接跟踪方法-CN202210961113.2在审
发明人：钱洋;张小飞;曾浩威;史鑫磊;董续东;马鹏辉 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2022-08-11 - 公布日： 2022-10-21 - 主分类号： G06F30/25 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于多嵌套阵列的改进无迹粒子滤波直接跟踪方法，包括，建立多嵌套阵列模型、观测方程和状态方程；初始化；计算滤波估计值和方差；重要性采样，从建议分布函数中采样，更新所述采样粒子；重要性权值计算，并进行归一化处理；判断是否进行重采样，计算有效粒子容量，当所述有效粒子容量不大于阈值时，进行重采样；当所述有效粒子容量大于所述阈值时，进行下一次迭代；采用系统重采样算法进行重采样；输出状态估计；基于MH的MCMC步骤；进行下一次迭代，返回重要性采样。本发明的基于多嵌套阵列的改进无迹粒子滤波直接跟踪方法具有更高的跟踪精度，提高了接收信号的数目。
基于嵌套阵列改进粒子滤波直接跟踪方法

[发明专利]面向无人机目标的广义ESPRIT高精度直接定位方法-CN202110409262.3在审
发明人： 曾浩威;赖欣;张小飞;孙宇欣;张钰 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2021-04-16 - 公布日： 2022-10-21 - 主分类号： G01S5/02 文献下载
摘要：本发明公开了面向无人机目标的广义ESPRIT直接定位方法，属于无源定位技术领域。本发明利用部署在不同位置的分布式节点的二级嵌套阵对无人机进行定位，通过虚拟化得到拓宽的虚拟连续阵元，并对矢量化后的接收信号协方差矩阵进行去冗余操作和应用空间平滑技术，以增大阵列孔径，进而提高空间自由度与估计精度；利用广义旋转不变性的思想，得到GESPRIT谱函数；再结合直接定位方法的思想，将所有节点下的子谱函数进行融合处理，最后谱峰搜索即可实现对无人机的高精度定位。本发明直接对原始数据进行融合处理以估计无人机位置，相比于二步定位算法显著提升了定位精度；嵌套阵的利用提升了分辨率和估计精度，广义旋转不变性的应用有效减少了算法的执行时间。
面向无人机目标广义 esprit 高精度直接定位方法

[发明专利]分布式监测中基于降维传播算子的非圆信源直接定位方法-CN202110409494.9在审
发明人： 曾浩威;赖欣;张小飞;孙宇欣;张钰 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2021-04-16 - 公布日： 2022-10-21 - 主分类号： G01S5/02 文献下载
摘要：本发明涉及被动定位技术领域，尤其涉及分布式监测中基于降维传播算子的非圆信源直接定位方法。本发明针对现代无线通信系统中常用的非圆信号类型，通过扩展接收信号矢量将非圆相位信息融入算法模型，以达到增大阵列孔径和提高空间自由度的目的；采用传播算子的思想，得到近似于噪声子空间的G矩阵，无需特征值分解便可实现多目标的同时高精度定位；引入降维思想，解决非圆相位的求解带来的高复杂度问题。本发明避免了传统二步方法的中间参数估计与目标匹配问题，从原始接收数据层直接估计目标位置，有效提升了定位精度；非圆特征的充分利用提升了算法的估计精度和空间自由度，传播算子和降维思想的引入有效降低了算法复杂度。
分布式监测基于传播算子信源直接定位方法

[发明专利]一种嵌套阵下针对准平稳信号的直接定位方法-CN202210644749.4在审
发明人： 曾浩威;刘云天;张小飞;朱秋明 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2022-06-08 - 公布日： 2022-08-23 - 主分类号： H04W64/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种嵌套阵下针对准平稳信号的直接定位方法，通过布置若干个载有嵌套阵的基站接收多个准平稳信号，利用其二阶特性局部平稳且在不同帧之间变化的特点，逐帧计算协方差，矢量化并去除噪声后得到虚拟接收信号矩阵；接着采用Khatri‑Rao子空间的方法进行降维变换；然后对原降维变换矩阵进行修正并采用酉变换方法以构造代价函数；最后对定位代价函数进行谱峰搜索完成辐射源位置估计。本发明的优势在于将准平稳信号特征考虑到直接定位方法中，相比于一般的直接定位方法可同时定位更多信源，定位误差更小，信源分辨率更高；降维矩阵的修正及酉变换的应用大大降低了方法复杂度，计算成本更低。
一种嵌套针对平稳信号直接定位方法

[发明专利]面向无人机目标的旋转不变PM直接定位方法-CN202110991345.8在审
发明人：张淇婷;孙宇欣;张小飞;曾浩威 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2021-08-26 - 公布日： 2021-12-10 - 主分类号： G01S5/06 文献下载
摘要：本发明公开了面向无人机目标的旋转不变PM直接定位方法，属于阵列信号处理技术领域。本发明通过在平面不同位置的分布式节点估计无人机位置，各节点均是二级嵌套线阵，通过虚拟化得到连续虚拟阵元位置，对接收信号协方差矩阵矢量化、去冗余，利用空间平滑结构得到平滑后的协方差矩阵。稀疏阵列使阵列孔径增大，提高了空间自由度与估计精度；通过结合旋转不变PM算法和直接定位方法，将所有节点下的子谱函数相加，得到GPM‑DPD谱函数，最后通过谱峰搜索估计无人机位置。本发明结合虚拟化、空间平滑、旋转不变PM方法和直接定位方法，和传统二步定位方法相比定位精度和分辨率得到提高；嵌套阵提升了分辨率和估计精度，旋转不变方法提高了算法的运行速度。
面向无人机目标旋转不变 pm 直接定位方法

[发明专利]一种基于改进YOLOv5的红树林单木目标检测方法-CN202111009370.8在审
发明人：马永康;凌成星;刘华;赵峰;张雨桐;曾浩威 -专利权人：中国林业科学研究院资源信息研究所
申请日： 2021-08-31 - 公布日： 2021-11-26 - 主分类号： G06K9/00 文献下载
摘要：一种基于改进YOLOv5的红树林单木目标检测方法，深度学习中的目标检测、图像处理技术以及改进YOLOv5算法的幼小红树林单木识别技术，属于林业科学研究中红树林单木目标检测领域。利用开源软件Labe l Img在选取的无人机影像上依次标注目标树，构建红树林单木数据集，选择YOLOv5为基础目标检测模型，依据目标木分布密集且尺寸较小的特点对其进行优化和改进，使用有效通道注意力机制Eff i c i ent Channe l Attent i on对CSPDarknet53骨干网络进行改进，避免降维和具有跨通道交互作用的同时，增强特征表达能力，并在SPP模块引入SoftPoo l池化操作，保留更多细节特征信息，提高自动化目标检测精度。
一种基于改进 yolov5 红树林目标检测方法

[发明专利]一种基于泰勒展开的增广互质阵列快速DOA估计方法-CN202110764426.4在审
发明人： 曾浩威;赖欣;张小飞 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2021-07-06 - 公布日： 2021-09-14 - 主分类号： G01S3/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于泰勒展开的增广互质阵列快速DOA估计方法，该方法将DFT谱粗估计与泰勒展开精估计联合对虚拟化信号进行处理，实现了快速DOA估计。本发明通过增广互质阵列对接收信号进行采样，计算接收信号的协方差矩阵，并对其进行矢量化操作和去冗余操作得到虚拟化均匀阵列的接收信号；再通过DFT谱搜索的方法进行DOA粗估计，最后用泰勒展开方法进行精确的DOA估计。本发明的优势在于可有效避免传统DFT方法精估计过程中复杂的相位搜索过程，直接将DFT粗估计结果代入到泰勒展开式中求解高精度的DOA估计，计算成本更低；在阵列尺寸较大时，能获得比传统DFT方法精度更高的DOA估计，具有重要的实用价值。
一种基于泰勒展开增广阵列快速 doa 估计方法

[发明专利]一种用于单快拍非圆信号的DOA估计方法-CN202110404301.0在审
发明人：李宝宝;张小飞;曾浩威 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2021-04-15 - 公布日： 2021-08-13 - 主分类号： G06F17/11 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于单快拍非圆信号的DOA估计方法，具体为：设置大规模均匀线阵阵列，对目标非圆信号进行单快拍采样；对单快拍接收信号进行DFT变换，得到DOA初始估计；利用一阶泰勒级数展开公式构造方程，将初估计结果代入方程解出信号非圆相位；利用非圆特性扩展单快拍接收信号，抵消扩展信号中的非圆相位；对扩展后的单快拍信号进行DFT变换，得到更精确的DOA估计结果；再次利用一阶泰勒级数展开公式进一步提高DOA估计结果精度。本发明充分利用了非圆信号的非圆特性，进一步扩展了大规模均匀线阵的有效孔径，从而提高了DOA估计精度，同时不需要计算接收信号的协方差矩阵，显著地降低算法的计算复杂度。
一种用于单快拍非圆信号 doa 估计方法

[发明专利]一种基于无人机的多非圆信源高精度直接定位方法-CN202010619663.7在审
发明人：何益;张小飞;曾浩威;李建峰;沈金清 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2020-06-30 - 公布日： 2020-11-20 - 主分类号： G01S5/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于无人机的多非圆信源高精度直接定位方法，属于无源无线定位技术领域。本发明针对现代通信系统中常用的非圆信号，利用信号的非圆特征，在建立算法模型时考虑信号的非圆相位信息，扩展接收信号矩阵，达到增大自由度的目的；结合直接定位技术中的数据融合思想，将多个观测站位置的数据融合进行考虑，仅需要一个运动观测站，便可实现多目标源的高精度定位；引入降维思想，有效解决非圆相位的引入带来的高复杂度问题。本发明的优势在于避免了传统二步方法的中间参数和参数匹配问题，直接从原始接收数据层获取目标源位置信息，有效提升了定位精度；对接收信号矢量的扩展增大了算法的自由度，提高了分辨率，可同时估计更多信源。
一种基于无人机多非圆信源高精度直接定位方法

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