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[发明专利]一种基于自适应多普勒滤波-Radon Fourier变换的水声多目标检测方法-CN202310059340.0在审
发明人：孙大军;侯开阳;滕婷婷;梅继丹;曹津铭 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2023-01-17 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： G01S15/58 文献下载
摘要：一种基于自适应多普勒滤波‑RadonFourier变换的水声多目标检测方法，本发明涉及多目标检测方法。本发明的目的是为了解决主动声呐积累多个低信噪比和低信干比的弱运动目标时，由于强干扰的“失配”会淹没弱运动目标积累峰值的问题。过程为：一：将主动声呐接收到的多目标多脉冲回波信号整理成二维矩阵；进行下变频得到基带回波信号，对基带回波进行脉冲压缩；二：得到速度下校正强干扰距离走动后的时域脉冲压缩信号；三：得到自适应陷波器多脉冲输出信号；四：对陷波器多脉冲输出信号作傅里叶变换，然后在频域上乘共轭相位，最后通过频域RFT变换完成多目标的相干积累；得到估计多目标的参数信息。本发明用于主动声呐探测弱运动目标领域。
一种基于自适应多普勒滤波 radon fourier 变换多目标检测方法

[发明专利]基于多无人艇平台的高精度长基线定位系统-CN201910129870.1有效
发明人：孙大军;兰华林;吕云飞;梅继丹;滕婷婷;师俊杰 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-02-21 - 公布日： 2023-03-14 - 主分类号： G01S15/46 文献下载
摘要：基于多无人艇平台的高精度长基线定位系统,涉及水声定位领域,为了解决现有基于潜标平台或浮标平台的长基线定位系不利于定位的问题。本发明包括指挥控制分系统和多个无人艇定位分系统；每个无人艇定位分系统配置1个水听器基阵单元，所有水听器基阵单元获得的信号都发送给指挥控制分系统进行处理，进而获取目标的位置。本发明的机动性好，方便跨海区作业，可以快速到达指定海域并根据需求灵活形成预设的定位阵型，且成本低，效率高，噪声低。
基于无人平台高精度基线定位系统

[发明专利]水声被动探测或被动定位的节点装置及分布式的节点系统-CN201910129880.5有效
发明人：孙大军;兰华林;吕云飞;梅继丹;滕婷婷;师俊杰 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-02-21 - 公布日： 2023-03-03 - 主分类号： G01S15/46 文献下载
摘要：本发明提供一种具有自定位功能的水声被动探测或被动定位的节点装置及分布式的节点系统，属于水声探测与定位领域。本发明包括水面单元和水下单元；水面单元将水下单元吊放到水下设定深度；水面单元，用于实时将自身的位置信息发送至水下单元；水下单元，用于根据水面单元发送的位置信息，进行自定位，还用于检测水下目标的辐射声学数据；水下单元将自定位的位置信息及检测到辐射声学数据经水面单元回传至指挥控制中心，实现水下目标的探测或定位。本发明的节点系统包括多个上述的节点装置，每个节点装置通过水面单元的秒脉冲信号实现分布式节点装置之间的高精度时钟同步。
被动探测定位节点装置分布式系统

[发明专利]高速运动目标入水时刻的估计方法-CN201910129897.0有效
发明人：孙大军;兰华林;吕云飞;梅继丹;李娜;师俊杰;滕婷婷 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-02-21 - 公布日： 2023-02-03 - 主分类号： G01S15/46 文献下载
摘要：高速运动目标入水时刻的估计方法，属于参数估计领域，本发明为解决现有高速运动目标的入水时刻只能得到目标的水平二维坐标，无法得到深度坐标的问题。本发明所述高速运动目标入水时刻的估计方法，该方法的具体过程为：S1、采用双曲面交汇定位方法对高速运动目标的入水点进行三维定位，获取入水点的三维位置坐标；S2、根据入水点的三维位置坐标，利用声场软件计算入水点与接收点之间的传播时延；S3、根据S2获取的入水点与接收点之间的传播时延对高速运动目标入水点的绝对时刻进行估计。本发明用于对高速目标入水绝对时刻进行估计。
高速运动目标时刻估计方法

[发明专利]基于深海海底反射声的非合作目标多节点水声定位方法-CN201910130546.1有效
发明人：兰华林;李若男;孙大军;梅继丹;师俊杰;滕婷婷;吕云飞 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-02-21 - 公布日： 2023-02-03 - 主分类号： G01S15/46 文献下载
摘要：基于深海海底反射声的非合作目标多节点水声定位方法，涉及水声定位领域。本发明是为了解决现有的水声定位方法中定位信号经常受海面海底反射信号的干扰，如果定位节点只有一个水听器，无法区分信号是直达波还是反射波，将会引起时延差估计错误，影响最终的水声定位结果的问题。将多个基阵作为定位节点布放在海底，监测多个定位节点在水中的坐标；采用波束形成方法测量多种声波信号到达基阵的俯仰角度，利用垂直直线阵波束形成将各基阵接收到的声源直达波和反射波分离开，然后求互相关得到时延，再进行位置解算，从而得到声源位置。它用于准确获得声源位置。
基于深海海底反射合作目标节点定位方法

[发明专利]一种三维运动平台搭载的小尺度阵高分辨测向方法-CN202010500794.3有效
发明人： 梅继丹;杨宛珊;崔文婷;孙大军;吕云飞 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2020-06-04 - 公布日： 2022-11-15 - 主分类号： G01S3/802 文献下载
摘要：一种三维运动平台搭载的小尺度阵高分辨测向方法，涉及水声探测技术领域。本发明是为了解决现有海洋开发三维运动平台对探测性能影响大，搭载的不规则小型声学阵列探测能力低、分辨力差的问题。本发明给出了一种先进行阵元坐标修正，将测量模型转换到大地坐标系再进行一维方位测量的方法，然后，利用反卷积波束形成处理提供小尺度阵的分辨能力。本发明适合应用于获得去除了载体运动影响后的目标在大地坐标系下真实的方位测量结果。
一种三维运动平台搭载尺度分辨测向方法

[发明专利]一种基于目标方位与线谱的小平台水声被动探测信息融合方法-CN202210196951.5有效
发明人：孙大军;张艺翱;滕婷婷;梅继丹;梁雨彤 -专利权人：哈尔滨工程大学;青岛明深信息技术有限责任公司
申请日： 2022-03-01 - 公布日： 2022-09-23 - 主分类号： G01S15/66 文献下载
摘要：一种基于目标方位与线谱的小平台水声被动探测信息融合方法，它属于水下信息融合技术领域。本发明解决了现有方法中线谱和方位的跟踪精度低、滤波过程中易发散难收敛以及易出现目标频率特征关联错误的问题。本发提出了基于多信息矢量关联的卡尔曼滤波算法，采用自适应波门，将目标信息矢量加权融合处理，在频率与方位两个维度对目标信息矢量进行估计，解决了滤波过程中易发散难收敛以及方位历程交叉、临近时易出现错跟或漏跟的问题，提高了目标方位、线谱的跟踪精度，保证了目标频率特征关联的正确性。本发明方法可以应用于水下信息融合。
一种基于目标方位线谱平台被动探测信息融合方法

[发明专利]基于融合模态闪烁指数的单水听器目标识别方法-CN202010292051.1有效
发明人：孙大军;师俊杰;吕云飞;梅继丹;兰华林;滕婷婷;靳建嘉 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2020-04-14 - 公布日： 2022-09-09 - 主分类号： G01S7/539 文献下载
摘要：本发明的基于融合模态闪烁指数的单水听器目标识别方法涉及水面/水下目标识别领域，目的是为了克服现有模态闪烁指数目标识别方法对声呐平台使用有所限制的问题，具体步骤如下：步骤一、将接收水听器获得的目标运动轨迹进行距离空间均匀量化，获得N+K‑1个空间位置及每个空间位置对应的声压信息；步骤二、将N个连续的空间位置作为一个模态分析距离空间，利用汉克尔变换依次将K个模态分析距离空间所对应的声压信息从距离空间转换到模态空间；步骤三、依次对K个模态空间所对应的声压信息中的峰值进行融合得到K个融合模态幅度；步骤四、通过K个融合模态幅度得到判决量；步骤五、将判决量与判决门限进行比较，对目标作水面目标或水下目标的定性识别。
基于融合闪烁指数单水听器目标识别方法

[发明专利]水声目标弱线谱软判决被动探测方法-CN202011641004.X有效
发明人：张殿伦;高林森;滕婷婷;孙大军;吕云飞;师俊杰;梅继丹;兰华林 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2020-12-31 - 公布日： 2022-09-09 - 主分类号： G01S7/539 文献下载
摘要：水声目标弱线谱软判决被动探测方法，解决了现有检测前跟踪门限检测出现的弱目标线谱检测概率低，虚警概率高的问题，属于水声目标探测技术领域。本发明包括：S1、将被动声纳系统的接收信号进行短时傅里叶变换；S2、结合线谱的状态建立状态方程及量测方程；状态方程为：Xk＝Xk‑1+Qk；量测方程为：Zk＝h(ekXk,wk)；其中，函数h(.)表示S1的短时傅里叶变换，ek表示标记状态，ek＝1表示跟踪的水声目标线谱存在，ek＝0表示跟踪的水声目标线谱不存在；S3、将S1得到的短时傅里叶变换结果结合S2中的状态方程及量测方程，基于粒子滤波，得到线谱在k时刻的线谱存在概率：M表示粒子滤波产生粒子的数量。
目标线谱判决被动探测方法

[发明专利]水下探测基阵通道间相位一致性校准方法-CN201911005254.1有效
发明人：孙大军;兰华林;滕婷婷;师俊杰;梅继丹;吕云飞;靳建嘉 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-10-22 - 公布日： 2022-09-09 - 主分类号： G01S15/06 文献下载
摘要：水下探测基阵通道间相位一致性校准方法，属于水下探测基阵声学测试技术领域。本发明解决了现有水下探测基阵的通道间相位一致性存在偏差时导致方位估计结果准确性差，且多个水下基阵逐一进行通道间一致性校准效率低的问题。本发明在设置的水下测试环境内，利用多个探测基阵的GPS位置，对声源的位置进行估计，再利用声源位置求取各探测基阵不同频点处各探测通道之间的相位一致性校准误差数据；然后利用所述相位一致性校准误差数据，实现对多个水下探测基阵通道间相位一致性校准。本发明适用于多基阵同时进行通道间相位一致性校准。
水下探测通道相位一致性校准方法

[发明专利]分布式声学定位网络中多目标分类方法-CN201911005264.5有效
发明人：兰华林;王泽华;师俊杰;吕云飞;梅继丹;靳建嘉 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-10-22 - 公布日： 2022-09-09 - 主分类号： G01S5/18 文献下载
摘要：本发明提供一种分布式声学定位网络中多目标分类方法,解决了现有目标分类方法并不能有效的提高定位效率和定位准确度问题，属于声学被动定位领域多目标定位技术。本发明包括：S1、将3个以上节点布放在空间不同的位置，每个节点包括一个声传感器阵列，用于接收目标辐射的信号；根据该信号对目标进行方位估计，得到每个节点不同方位对应的信号能量和频谱特征；对每个节点的信号能量的空间方位特性进行排序，得到每个节点N个信号能量大的方位和频谱特征组成的目标；以第一个节点的各目标和对应的目标频谱特征作为参考，确定其余各节点的N个目标与第一个节点的各目标的对应关系；将相同目标的方位信息结合各节点的位置信息，解算出各目标的位置。
分布式声学定位网络多目标分类方法

[发明专利]一种基于时间方位历程图的线谱目标运动参数估计方法-CN202010042803.9有效
发明人： 梅继丹;卢明洋;王书昌;吕云飞;滕婷婷 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2020-01-15 - 公布日： 2022-09-09 - 主分类号： G01C21/20 文献下载
摘要：一种基于时间方位历程图的线谱目标运动参数估计方法，它属于目标运动参数估计领域。本发明解决了现有目标运动参数估计方法不能够给出目标的航向信息或者人为主观观察目标最近通过时间不准确的问题。本发明基于传统探测设备的方位估计结果利用两次广义Radon变换的方法获得目标的最近通过时间、航向和最近通过距离以及运动轨迹信息。不同于以往的方法在时频图的结果上对目标运动参数信息的提取，不能获得目标航向信息的问题，也不同于一些其它在时间方位历程上提取目标参数的现有方法，该类方法需要预知目标最近通过时间，本发明可以通过第一次Radon变换获得目标的最近通过时间，解决了以往人为观察的不准确的问题。本发明可以应用于目标运动参数估计。
一种基于时间方位历程线谱目标运动参数估计方法

[发明专利]一种基于DenseBlock的U-net神经网络的水下DOA估计方法-CN202210009394.1有效
发明人：孙大军;贾子宣;滕婷婷;梅继丹;吕云飞 -专利权人：哈尔滨工程大学;青岛明深信息技术有限责任公司
申请日： 2022-01-05 - 公布日： 2022-09-09 - 主分类号： G01S3/802 文献下载
摘要：一种基于DenseBlock的U‑net神经网络的水下DOA估计方法，它属于目标方位估计技术领域。本发明解决了现有水下目标DOA估计方法的稳健性差、分辨率低以及不能估计出目标强度的问题。本发明提出的U‑net网络通过监督学习，可以学习到CBF的PSF的特点，并将PSF的影响从方位历程图中去除，最终输出一个高分辨、窄主瓣、少旁瓣的干净的目标方位历程，由于本发明只依赖于CBF的方位历程，而CBF是白噪声背景下最稳健的波束形成器，因此本发明的稳健性优于传统的DOA算法；另一方面，由于本发明提出的U‑net网络对方位历程进行了二维处理，除了角度维度还能利用时间维度的信息，因此本发明的稳健性也优于CBF。本发明方法可以应用于水下DOA估计。
一种基于 denseblock net 神经网络水下 doa 估计方法

[发明专利]瞬态信号的多定位节点联合波形估计方法-CN201910130298.0有效
发明人：兰华林;张雪琪;梅继丹;吕云飞;滕婷婷;师俊杰 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-02-21 - 公布日： 2022-08-23 - 主分类号： G01S5/18 文献下载
摘要：瞬态信号的多定位节点联合波形估计方法，属于瞬态信号的波形估计领域，本发明为解决现有技术无法实现在多途信道中实现瞬态信号的波形估计的问题。本发明所述瞬态信号的多定位节点联合波形估计方法，该波形估计方法的具体过程为：采用空域滤波方法对接收信号进行抑制噪声处理；利用反卷积消除多途信号对接收信号波形的畸变影响；通过均匀加权实现多途信道中接收信号的瞬态信号的波形估计。本发明用于对信号的波形估计。
瞬态信号定位节点联合波形估计方法

[发明专利]基于主瓣内强干扰抑制的弱目标方位估计方法-CN201910136385.7有效
发明人：兰华林;孙大军;吕云飞;张雪琪;梅继丹;滕婷婷 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2019-02-21 - 公布日： 2022-08-09 - 主分类号： G01S7/52 文献下载
摘要：基于主瓣内强干扰抑制的弱目标方位估计方法，属于强干扰环境下的弱目标方位估计领域。解决了在强干扰环境下的弱目标方位估计方法中，随着迭代次数的增加弱目标的输出响应受抑制影响弱目标方位估计准确率的问题。本发明基于排列成均匀线阵的水听器阵实现；计算水听器阵的归一化自然指向性函数；对水听器阵接收的声学信号进行常规波束形成处理；获得波束输出响应；对波束输出响应进行零点约束权值计算，获得水听器阵阵元接收信号幅度的零点约束权值向量W；进行基于零点约束的波束形成处理，利用自然指向性函数与波束形成响应对目标点源散射函数进行基于Lucy‑Richardson迭代的反卷积求解，输出响应的谱峰对应的角度为目标的方位。本发明适用于水下弱目标方位估计。
基于主瓣内强干扰抑制目标方位估计方法

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