[发明专利]一种使用运动虚拟声源识别声源运动轨迹的方法有效
| 申请号： | 201810573397.1 | 申请日： | 2018-06-06 |
| 公开（公告）号： | CN109100727B | 公开（公告）日： | 2023-03-21 |
| 发明（设计）人： | 闫凯;赵晓丹;董非;梅德清 | 申请（专利权）人： | 江苏大学 |
| 主分类号： | G01S15/58 | 分类号： | G01S15/58 |
| 代理公司： | 暂无信息 | 代理人： | 暂无信息 |
| 地址： | 212013 江*** | 国省代码： | 江苏;32 |
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| 摘要： |
本发明提供了一种使用运动虚拟声源识别声源运动轨迹的方法，包括如下步骤：声源运动的时间区域划分；确定T |
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| 搜索关键词： | 一种 使用 运动 虚拟 声源 识别 轨迹 方法 | ||
【主权项】：
1.一种使用运动虚拟声源识别声源运动轨迹的方法，其特征在于，包括如下步骤：声源运动的时间区域划分：取阵列中任一位置传声器接收到的声压信号进行傅里叶变换，得到测量声源的频率估算值ω0；将声源运动的全部时间区域等分为N个时间段Tn(n＝1，2，…，N)；传声器阵列布置记为Mij(i＝1，2，…，m；j＝1，2，…，n)，其坐标为(xi，yj，0)；确定Tns时间段内真实声源声压向量：取Tn内初始时间段Tns内声压信号pns进行积分变换：![]()
计算得出整个阵列声压信号的频域声压值，将其表示为Pns(xi,yj,ω0)，其中Tns取Tn内的前10％‑20％；对声源频域声压值按照传声器的位置顺序进行整合，得到Tns内真实声源声压向量：pns＝(Pns(x1,y1,ω0),Pns(x2,y1,ω0),...,Pns(xi,yj,ω0),...,Pns(xm,yn,ω0))；确定Tns时段内静止虚拟声源频域声压向量：在声源面内以频率估算值ωc构建一虚拟静止点声源，其中![]()
坐标为(xvn，yvn，zvn)，计算得出在Tns时段内传声器阵列接收到的虚拟声源辐射声压信号，通过积分变换得到其频域声压值Pvns(xi，yj，ωc)，其中坐标(xvn，yvn，zvn)为声源面内任意点；将虚拟声源频域声压值进行整合得出静止虚拟声源频域声压向量：pvns＝(Pvns(x1,y1,ωc),Pvns(x2,y1,ωc),...,Pvns(xi,yj,ωc),...,Pvns(xm,yn,ωc))，归一化处理得；![]()
确定时间段Tn内运动声源起始点初步估计位置：对真实声源声压向量pns和静止虚拟声源频域声压向量en做内积运算，根据内积相关性原理：||≤||pns||||en||，使用优化算法搜索其内积模极值，得到时间段Tn内运动声源起始点初步估计位置(xns，yns，zns)；确定时间段Tn内运动声源终止点初步估计位置：取Tn内终止时间段Tnf的声压信号进行分析，用Tnf替换Tns，重复所述确定Tns时间段内真实声源声压向量、所述确定Tns时段内静止虚拟声源频域声压向量和所述确定时间段Tn内运动声源起始点初步估计位置，得到时间段Tn内运动声源终止点初步估计位置(xnf，ynf，znf)，其中Tnf取取Tn内的后10％‑20％；实际声源频域声压向量：对传声器阵列在Tn时段内接收到的实际声源声压信号进行积分运算，计算得出整个阵列声压信号的频域声压值，将其表示为Pn(xi，yj),对频域声压信号按传声器位置顺序进行整合，得到实际声源频域声压向量pn＝(Pn(x1,y1),Pn(x2,y1),...,Pn(xi,yj),...,Pn(xm,yn))；确定构建的运动虚拟声源频域声压向量env：构建一运动虚拟声源，用ωv表示运动虚拟声源频率，运动虚拟初始位置坐标表示为(xvs，yvs，zvs)，其终止位置坐标表示为(xvf，yvf，zvf)，运动速度表示为u，计算得出在Tn时段内传声器阵列接收到的运动虚拟声源时域声压信号，通过积分变换得到其频域声压值Pn(xvi，yvj)，对运动虚拟声源频域声压值进行整合得到声压向量：pnv＝(Pn(xv1,yv1),Pn(xv2,yv1),...,Pn(xvi,yvj),...,Pn(xvm,yvn))，进行归一化处理得到运动虚拟声源频域声压向量env；其中，运动虚拟初始位置和终止位置均为空间任意位置；Tn时间段内运动声源轨迹的识别：实际声源频域声压向量pn和运动虚拟声源频域声压向量env做内积运算，以声源频率估算值ωc、初始点位置初步估计坐标(xns，yns，zns)、终止点初步估计坐标(xnf，ynf，znf)和声源运动速度估算值vn构建优化计算初始条件，通过优化计算搜索内积模极值，获得内积模极值处对应的运动虚拟声源初始位置![]()
终止位置![]()
速度值![]()
和频率值![]()
其中![]()
声源运动的全部时间区域识别：当n
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- 一种基于悬浮型核能供电声呐点阵单元的点阵系统，属于海洋勘探技术领域。本发明解决了现有的声呐系统无法兼顾移动性能与运行周期性能，且因动力源问题导致的运行及维护成本过高的问题，以及对目标船的监测效果不理想的问题。每个点阵单元的探测范围至少与其相临的一个点阵单元的探测范围相交，当目标船进入到其中一个点阵单元的探测范围内时，该点阵单元接收到船体运转发射的声波，识别后迅速将目标船的坐标位置转发给其相临的一个或多个点阵单元，接收到该坐标位置信号的一个或多个点阵单元作为中继器，转发出同样的信号，最终将收集到的信号传送到监测站。
- 一种针对低速运动声源的被动声学测速测距方法-201810853692.2
- 杨益新;梁宁宁;郭西京 - 西北工业大学
- 2018-07-30 - 2022-02-22 - G01S15/58
- 本发明涉及一种针对低速运动声源的被动声学测速测距方法，根据传感器的接收信号s(n)的STFT分析结果确定待分析谱线所在的频率范围，该范围应当将这根谱线由于多普勒效应所造成的最大频率偏移和最小频率偏移包含在内，输入待定参数，通过定义D‑C‑CZT方法得到s(n)的时频分布，从时频分布中提取瞬时频率变化，基于最小二乘准则得到待定参数估计值，将待定参数估计值作为下次迭代的待定参数输入值，重复计算直至得到准确的速度估计值。本发明可以精确的提取出传感器接收信号的瞬时频率变化，尤其适用于传感器接收信号的多普勒频移特征较为微弱时的瞬时频率变化分析，能够获得较高精度的声源运动速度等参数的估计结果。
- 一种基于深海垂直阵的波导不变量估计方法-202110797097.3
- 罗再磊;郜永帅;沈同圣;刘峰 - 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院
- 2021-07-14 - 2021-11-19 - G01S15/58
- 本发明公开了一种基于深海垂直阵的波导不变量估计方法，涉及水声参数估计技术领域，该方法能够在目标距离已知和未知两种情况下对波导不变量进行估计，方法简便。本发明的技术方案包括如下步骤：S1建立波导不变量β、多途时延参数b
- 联合利用收发合置回波与收发分置回波的目标速度估计方法-202110666952.7
- 唐浩;王方勇;杜栓平 - 中国船舶重工集团公司第七一五研究所
- 2021-06-16 - 2021-11-02 - G01S15/58
- 本发明提出一种联合利用收发合置回波与收发分置回波的目标速度估计方法，首先，根据多基地声纳系统配置特点，分别建立发射基地和接收基地的目标回波频率与发射信号频率、目标绝对速度和航向的方程；其次，对方程进行近似并联立，利用数值方法求解非线性方程组，得到目标绝对速度估计值。本发明可在单周期内同时获取目标速度矢量在多个接收节点与目标连线上的投影，从原理上可规避因目标航向变化而引起算法误差的缺陷，可提高目标绝对速度估计精度和基于速度的目标识别方法的判决效率。
- 借助于所接收的超声信号生成对象表示的方法-202110434570.1
- K·克利;A·基尔施;K·M·奈尔兹;T·温特林;U·吕格;W·C·范罗森伯格 - 罗伯特·博世有限公司
- 2021-04-22 - 2021-10-26 - G01S15/58
- 提出了一种用于借助于所接收的超声信号生成对象的对象表示的方法，所述方法具有以下步骤。发送时间上接连的超声脉冲（110‑1）；接收由所述超声脉冲在所述对象的表面上的反射而产生的超声信号；借助于所述超声信号的边测量来确定（S12）反射点；累积（S14）时间上接连的反射点的序列；基于所述至少一个反射点的特性，由所述多个反射点其中的至少一个反射点形成（S15）至少一个聚类；通过向所述至少一个聚类分配与所述对象相对应的几何形状来生成（S18）所述对象表示。
- 一种高精度多普勒计程仪系统-202110636297.0
- 王茂法;王震;薛欢欢 - 杭州电子科技大学
- 2021-06-08 - 2021-10-22 - G01S15/58
- 本发明公开了一种高精度多普勒计程仪系统，该多普勒计程仪系统包括用于向全系统供电的电源板、由压电陶瓷元件组成的用于将声能转换成电信号的收发合置换能器阵、用于放大发射脉冲信号的功放板、用于算法处理、输出高度、速度信息的信号处理板、用于对回波信号进行放大、滤波以及模数转换的信号调理板、用于测量姿态、温盐深等数据并传输的非声传感器板、用于发送控制命令以及系统信息显示的显控模块。本发明的高精度多普勒计程仪系统，根据显控模块的控制信号，发射单频脉冲信号或者m序列伪随机编码宽带信号，接收回波信号并对其进行算法处理，将速度、对底高度等信息发送给显控模块进行显示，得到测高误差小于1％，测速误差小于0.3％。
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