[发明专利]一种低空无人机被动声探测定位装置

摘要

本发明公开了一种低空无人机被动声探测装置，包括声传感器阵列探测模块，多通道数据采集模块，信号预处理模块，以太网传输模块，嵌入式处理模块，显示和控制模块，语音报警模块。所述声传感器阵列探测模块用于接收声信号，多通道数据采集模块用于将采集到的声信号转化为数字信号，信号预处理模块用于对信号滤波降噪，并通过太网传输模块传输至，嵌入式处理模块，以实现信号处理和上位机信息处理，显示和控制模块用于显示探测信息及对报警和反制系统发出相关指令，语音报警模块用于语音实时播报探测定位信息。本发明具有探测定位精度高的特点，能够对入侵空域的消费级等慢小飞行目标位置、数量和种类实时探测并显示，提高了低空预警防御的力度。

主权项

一种低空无人机被动声探测装置，包括电源模块、声传感器阵列探测模块、多通道数据采集模块、信号预处理模块、无线传输模块、嵌入式信号处理模块、显示模块、语音报警模块，其特征在于，电源模块用于整个装置供电；声传感器阵列探测模块，用以接收低空无人机辐射噪声信号，所述声传感器阵列探测模块由m个声传感器按照立体多元阵列布局组成，其中m大于5；多通道数据采集模块，用于将接收的低空无人机辐射噪声信号转化微数字信号，并送至后级的信号预处理模块中；信号预处理模块，对输入的信号进行预处理，得到目标信号，并通过无线传输模块传输至后级的嵌入式信号处理模块，所述预处理包括滤波和去噪；嵌入式信号处理模块，包括FPGA信号处理模块和ARM嵌入式处理模块，所述FPGA信号处理模块根据目标信号进行无人机的波达角与距离参数估计，得到无人机的波达角和距离参数估计结果，所述距离参数包括无人机的地面高度、距声传感器阵列探测模块的水平距离；以及根据目标信号确定无人机的类型：通过两层的深度玻尔兹曼机提取每个目标信号的n种隐含特征信息，并作为训练好的随机森林的输入，以投票方式得到当前无人机的类别确定结果，其中n为预设类别数；所述ARM嵌入式处理模块用于运行实时操作系统，与FPGA信号处理模块通信，并实时向显示模块发送显示信息，包括飞行无人机的数量、无人机方位角、无人机距离和类型：所述两层的深度玻尔兹曼机的每一层分别由n个受限玻尔兹曼机器堆叠构成；每个目标信号的n种隐含特征信息为：将目标信号输入到深度玻尔兹曼机的第1层，将第一层的输出作为深度玻尔兹曼机的第2层的输入，并将第2层的输出作为每个目标信号的n种隐含特征信息；所述随机森林的训练方式为：将每个目标信号的n种隐含特征信息作为训练样本，基于无人机类型识别需求，采用双向投票的模型选择方法最终实现模型集成，从而得到训练好的随机森林；显示模块，以实时图像及文字信息实时显示收到的显示信息。