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[发明专利]基于变分自编码网络特征选择的深海声源深度估计方法-CN202310743837.4在审
发明人：陈铖;冯肖;杨坤德 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2023-06-24 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： G01S11/14 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于变分自编码网络特征选择的深海声源深度估计方法，以研究海域的η个声速剖面数据作为本专利的样本数据，基于bellhop的声场射线模型计算不同声源深度各个剖面下的声场干涉条纹，接着使用变分卷积自编码网络进行训练，实现声场干涉条纹图的降维处理，得到声场干涉条纹图对应的一维特征向量。计算不同声速剖面下一维特征向量之间的方差，便可以得到每个特征值在声速扰动情况下的方差值，将方差较大对应的特征值进行去除，便得到特征选择后的一维特征向量。最后借助一维残差卷积神经网络对特征选择后的一维特征向量进行训练，从而实现深海声源深度的估计。
基于编码网络特征选择深海声源深度估计方法

[外观设计]筷子（不锈钢螺纹形防滑空心筷）-CN202330348715.6有效
发明人： 杨坤德 -专利权人： 杨坤德
申请日： 2023-06-07 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： 07-03 文献下载
摘要：1.本外观设计产品的名称：筷子（不锈钢螺纹形防滑空心筷）。2.本外观设计产品的用途：用于夹取食物的筷子。3.本外观设计产品的设计要点：在于形状与图案的结合。4.最能表明设计要点的图片或照片：立体图。5.其他需要说明的情形其他说明：因本外观设计产品为不锈钢材质制成，故提供的照片存在不可避免的反光。
筷子不锈钢螺纹防滑空心

[发明专利]一种基于风-光-浪多能互补的不间断供电浮标-CN202310611773.2在审
发明人：郭兵勇;左研博;金思雅;杨坤德;陈帅 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2023-05-29 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： H02J9/06 文献下载
摘要：本发明一种基于风‑光‑浪多能互补的不间断供电浮标，属于浮标供电领域；包括电力模块、控制模块与装配模块；电力模块包括垂直轴风力发电装置、太阳能电池板发电装置、点吸式波浪能发电装置、负载端口与储能装置，通过三个发电装置俘能发电，电流输入储能装置；负载端口用于连接需供电的外接电子设备；控制模块包括单片机、Buck‑boost升降压电路、双向全控IGBT电桥与直流母线；装配模块用于搭载电力模块、控制模块，构成浮标整体。本发明利用太阳能、风能和波浪能三种海洋环境能源，结合电池储能及电源管理技术组成多能互补不间断电源装置，为长续航浮标系统的传感、探测、信号处理、控制、通信等提供充足、稳定、不间断、长续航的原位电能供应。
一种基于多能互补不间断供电浮标

[发明专利]一种基于浅海双节点模态到达时间差的序贯贝叶斯地声参数反演方法-CN202310432797.1在审
发明人：杨秋龙;郝望;杨坤德;段睿 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2023-04-21 - 公布日： 2023-08-11 - 主分类号： G01V1/30 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于浅海双节点模态到达时间差的序贯贝叶斯地声参数反演方法。利用双节点传感器同步测量双节点连线上一侧(外侧)固定声源发射的宽带脉冲信号，提取两个接收信号之间的模态到达时间差数据。移动双节点传感器，始终保证声源在双节点连线上的一侧，重复进行测量，结合测量数据和Kraken声场计算模型建立序贯贝叶斯反演中所需的状态方程和测量方程，推断地声参数的序贯后验概率密度分布函数，获得距离相关地声参数的后验估计均值。与现有技术相比其优越性在于：利用双节点传感器可以获得包含局部距离无关环境特征的简正波模态观测数据，避免了地声参数反演时复杂的耦合简正波模型计算，实现了浅海慢变化环境下地声参数的快速反演，该方法稳健性好、效率高，并且双节点单元布放灵活，通过移动或者分布式布放观测可以实现从点到线再到面的多维地声参数反演。
一种基于浅海节点到达时间差序贯贝叶斯参数反演方法

[发明专利]优化核宽最大箕舌线准则的簇稀疏水声信道估计方法-CN202111605454.8有效
发明人： 杨坤德;苏本学;伍飞云 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2021-12-25 - 公布日： 2023-07-21 - 主分类号： H04L25/02 文献下载
摘要：本发明涉及一种优化核宽最大箕舌线准则的簇稀疏水声信道估计方法，在冲激噪声环境下的稀疏信道估计算法，对稀疏的水声信道估计的目标函数添加l2,0范数约束，以期提高水声信道的估计精度，引入最大箕舌线函数，加快迭代收敛时间，提升收敛精度。通过最优化方法对核宽进行动态修正，利用经验表达式对核宽进行修正，大大提高了估计算法收敛时间。本发明设计一种基于最大箕舌线准则的算法迭代，对利用箕舌线的特点，对箕舌线的核宽参数进行动态修正，实现了更快的估计收敛速度。基于水声信道的簇稀疏l2,0范数约束，有效地减少了冗余信道抽头计算，使得本发明产生的水声信道估计结果具有更高的精度。
优化最大箕舌线准则稀疏信道估计方法

[发明专利]一种基于张量分解的简正波模态参数估计方法及应用-CN202310372934.7在审
发明人： 杨坤德;路达;段睿;徐哲臻 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2023-04-09 - 公布日： 2023-07-04 - 主分类号： G06F17/16 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于张量分解的简正波模态参数估计方法及应用，属于水声信号处理领域，解决了模态深度函数采样向量非正交情况下的模态参数估计问题。本发明利用经距离补偿后声场的平移不变性，将模态参数估计问题转化为三阶张量的规范多元分解(Canonical Polyadic Decomposition,CPD)问题，利用分解后的因子矩阵同时估计模态深度函数和模态水平波数。与现有技术相比，本发明可在模态深度函数采样向量线性无关的条件下，使用较少的深度维采样和距离维采样实现精确的模态水平波数和模态深度函数估计，可应用于地声反演、声源深度分类等水声问题。
一种基于张量分解简正波模态参数估计方法应用

[发明专利]长期实时蒸发波导剖面测量与信道监测系统及监测方法-CN202110910360.5有效
发明人： 杨坤德;杨帆;史阳;张皓;王淑文;王帅 -专利权人：西北工业大学;青岛智慧蓝色海洋工程研究院有限公司
申请日： 2021-08-09 - 公布日： 2023-06-30 - 主分类号： G01D21/02 文献下载
摘要：本发明涉及一种长期实时蒸发波导剖面测量与信道监测系统及监测方法，包含海上平台与岸基平台。通过自动绞车操控气艇升降控制测量高度的变化，得到海上同一位置、不同高度处的气象数据，实时传送数据至岸基终端，实现高精度低空蒸发波导剖面真实值的长期测量。加入蒸发波导实时监测模块可以实时监测蒸发波导信道状态，判断蒸发波导通信可行性，也与检验蒸发波导信道实时测量的数据进行同化验证。本发明提出的长期实时蒸发波导剖面测量与信道监测系统安装简易、收放便捷、测量精度高、测量结果真实有效，可长期布放在我国重点海域，实现蒸发波导剖面实时测量及蒸发波导信道的实时持续监测。
长期实时蒸发波导剖面测量信道监测系统方法

[发明专利]一种深海大深度垂直分布式水听器被动声源定位方法-CN202310131537.0在审
发明人：李辉;徐哲臻;杨坤德;段睿 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2023-02-17 - 公布日： 2023-05-05 - 主分类号： G01S5/18 文献下载
摘要：本发明公布了一种深海大深度垂直分布式水听器被动声源定位方法，属于海洋工程、水声工程、阵列信号处理和声呐技术等领域。该方法将所有水听器两两分组，在每组中基于声速剖面信息和假设的声源距离对水听器接收信号频谱进行重采样，并联合所有水听器构造代价函数。代价函数的峰值所在位置即为声源距离的估计结果。基于声源距离估计结果，对水听器接收频谱进行修正傅立叶变换，变换输出峰值所在位置即为声源深度的估计结果。该方法能够较好地适用于水听器数量较少的情况。此外，本方法还具有更快的计算速度。
一种深海深度垂直分布式水听器被动声源定位方法

[发明专利]适用于深海可靠声路径环境的多传感器宽带声源定位方法-CN202211256111.X在审
发明人：李辉;徐哲臻;杨坤德;段睿 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2022-10-13 - 公布日： 2023-04-14 - 主分类号： G01S5/22 文献下载
摘要：本发明涉及一种适用于深海可靠声路径环境的多传感器宽带声源定位方法，利用深海大深度多传感器观测到的同一声源D‑SR时延测量值对声源进行三维定位。第一阶段内，基于各传感器的位置、深度、观测到的D‑SR时延以及水体声速剖面信息构造一个矩阵和一个向量，二者和声源位置之间存在线性关系，使用最小二乘方法求解这一线性关系，得到声源二维位置的估计结果，基于二维位置估计结果，利用深度解算公式得到声源深度估计结果；第二阶段内，基于第一阶段估计出的声源三维位置，预测每个传感器所在位置的D‑SR时延值，进而构造辅助变量矩阵，并按照辅助变量估计器(IVE)的规则得到新的声源二维水平位置估计结果，最后根据深度解算公式得到最终的声源深度估计结果。
适用于深海可靠路径环境传感器宽带声源定位方法

[发明专利]一种基于波束输出强度重采样的深海声源深度估计方法-CN202211190054.X在审
发明人：李辉;徐哲臻;杨坤德;路达 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2022-09-28 - 公布日： 2023-04-04 - 主分类号： G01S7/52 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于波束输出强度重采样的深海声源深度估计方法基于波束输出强度重采样的深海声源深度估计方法，基于深海可靠声路径环境下直达和海面反射路径的干涉特征，提出了一种适用于该环境下垂直线列阵的近海面单频运动声源深度估计方法。所提方法基于声速剖面信息，对波束输出强度进行重采样，随后对重采样后的波束输出强度进行修正傅立叶变换，变换输出的峰值位置即为声源深度估计结果。相比于已有的修正傅立叶变换声源深度估计方法。本发明所提方法能够有效估计近海面附近单频运动声源的深度，在所给出的典型实施例中，本发明所提方法(相比于原始方法)能够将深度估计偏差从13.01m降低至1.23m，对应相对估计偏差从16.25％降至1.54％。
一种基于波束输出强度采样深海声源深度估计方法

[发明专利]一种低信混比条件下的混响抑制方法-CN202010219935.4有效
发明人： 杨坤德;段睿;朱云超;王宁;薛润泽 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2020-03-25 - 公布日： 2023-03-24 - 主分类号： G06F17/16 文献下载
摘要：本发明涉及一种低信混比条件下的混响抑制方法，将混响分解为混响稳定部分与混响动态部分。混响稳定部分主要为海底混响、海面混响以及体积混响的稳定部分。混响动态部分主要为海面混响以及体积混响(包含运动目标引起的混响)的动态部分。由于混响稳定部分为混响的主要成分，因此得到的混响动态部分信混比显著提高，从而实现低信混比条件下的混响抑制。由于该方法对主动探测发射信号的形式、目标的运动速度等无明显要求，因此该方法有更好的普适性。本发明涉及方法具有很好的混响抑制效果与广泛的使用范围，对于提升声呐系统的探测性能有很大的帮助。
一种低信混条件下混响抑制方法

[实用新型]一种水下北斗光信标机-CN202222924775.0有效
发明人：于照成;王帅;杨坤德;段顺利;段睿;李辉;杨秋龙 -专利权人：青岛智慧蓝色海洋工程研究院有限公司;西北工业大学
申请日： 2022-11-03 - 公布日： 2023-03-17 - 主分类号： G01S19/14 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种水下北斗光信标机，包括钛合金管，钛合金管的一端与耐压玻璃罩连接，另一端与电源仓连接，在耐压玻璃罩的顶部设置钛合金顶盖，电源仓内置电源并由电源仓盖密封；在钛合金管的内壁上安装太阳能电池板、主控模块、磁簧开关和固定薄片，由太阳能电池板与电源仓内的电源共同为上述部件供电。该信标机集成了北斗卫星定位与光定位功能，解决了卫星信标机与光信标机分体设计的问题，采用固态水传感器判断入水状态，使用干电池与太阳能电池板同时供电，解决了当前信标机下潜深度浅、待机功耗高、工作时间短等技术问题。
一种水下北斗信标

[发明专利]一种深孔V型超声喷丸装置-CN202110158615.7有效
发明人：白富实;杨坤德 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2021-02-05 - 公布日： 2023-01-06 - 主分类号： B24C1/10 文献下载
摘要：本发明的深孔V型超声喷丸装置，具有第一换能器和第二换能器，第一换能器和第二换能器的主体部分通过换能器连接件连接，第一换能器和第二换能器的轴线夹角为90度，第一换能器和第二换能器结构相同，第一换能器和第二换能器前部具有变幅杆，连个变幅杆的端部通过连接块连接，连接块上连接有细长工具头，细长工具头的轴线与第一换能器和第二换能器的轴线正交，细长工具头的前端设置有喷丸部，喷丸部具有环槽，环槽与深孔的孔内壁形成喷丸腔。本发明能够实现对深孔内壁全周向的均匀喷丸强化，有效提高超声喷丸强化的效率，效果显著，可广泛应用于各种金属深孔的表面强化。
一种超声装置

[发明专利]一种基于亥姆霍兹谐振腔的深海超声驱动装置-CN202110158844.9有效
发明人：白富实;杨坤德 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2021-02-05 - 公布日： 2023-01-06 - 主分类号： H02N2/10 文献下载
摘要：本发明的基于亥姆霍兹谐振腔的深海超声驱动装置定子部件的内部固定连接有压电元件，压电元件为中空环状结构，激励环的外周面设置有多个振动叶片，转子部件的内壁与多个振动叶片之间过盈配合，固定组件安装于转子部件和定子部件的两端，转子部件的一端用于连接驱动件，定子组件内部形成中空的亥姆霍兹液态谐振腔，液态谐振腔产生的液态径向谐振频率远低于固态径向谐振频率。本发明的驱动装置结构简单，驱动器工作在液腔谐振模式下，在深海中其液腔谐振频率远低于径向谐振频率，而且在谐振点Q值较大，有较高的机电转换效率，有效的降低了推进器体积，提高了电能利用效率，扩大了超声电机装置的应用领域和范围。
一种基于亥姆霍兹谐振腔深海超声驱动装置

[发明专利]基于浅海声场特性和卡尔曼滤波的高精度声源定位方法-CN202210952750.3在审
发明人：杨秋龙;王宁;段睿;杨坤德;马远良 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2022-08-09 - 公布日： 2022-12-09 - 主分类号： G01S5/18 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于浅海声场特性和卡尔曼滤波的高精度声源定位方法，通过射线模型修正时延与收发水平距离的误差关系，从而得到实际的时延与距离的精确映射关系，利用脉冲压缩寻找信号幅值峰值对应的多途到达时延，构建代价函数，通过匹配得到声源与各传感器的水平距离。针对每一帧数据的距离信息，通过最小二乘法估计目标位置坐标，但此时存在偏差，再将每一帧的坐标位置作为卡尔曼滤波器的观测输入量，经过多帧滤波跟踪，确定目标的定位跟踪轨迹。相比于传统定位方法，该方法简单易实施，运用细分化网格声场模型计算与卡尔曼滤波器融合，定位跟踪精度更高，具有潜在的应用价值。
基于浅海声场特性卡尔滤波高精度声源定位方法

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