基于HMM的瞬态回波分类研究

本文从瞬态回波与语音信号在非线性时变方面的相似性出发,分析了隐马尔可夫模型用于瞬态回波分类的可行性并选择了一种较合的ＨＭＭ结构对两类仿真回波信号进行了分类,取得了较好的效果。     

高频声呐阵高声强发射声非线性传播特性的研究

本文介绍了高频声呐阵高声强发射声非线性传播的理论与实验研究，揭示了高声强下高频非线性传播现象中的一些规律，给出了一些有意义的结果。     

融入频域先验信息压缩感知方法的主动声呐回波信号处理

针对弱信噪比时的水下主动声呐回波信号处理问题,从主动声呐入射信号和目标回波信号的先验信息出发,与压缩感知理论相结合,提出了融入频域先验信息的压缩感知方法（Compressed Sensing based on Fequency Prior Information,CSFPI）。针对主动声呐入射信号,获取其频域先验信息,将其作为“原子”融入信号的稀疏分解过程,构建完备频域先验稀疏矩阵。主动声呐回波信号可以等效为携带目标信息入射信号的线性叠加,将该特性与传统正交匹配追踪（Orthogonal Matching Pursuit,OMP）算法结合,形成基于“块”的正交匹配信号重构算法。采用CSFPI方法处理仿真信号来验证理论方法的正确性。进一步,通过主动声呐发射接收装置获取湖上实测数据,用CSFPI方法进行处理。当压缩比为50%、信噪比低至-5 dB时,重构信号的匹配率高于70%。实验结果表明了CSFPI算法在处理低信噪比声呐信号时的有效性。     

基于几何结构的非线性动力学信号分离方法

介绍了时间序列非线性动力学分析的理论基础及三种基于重构点集几何结构的信号分离方法.     

一种非线性动力学降噪法应用于海底探雷抗混响的探讨

文章所述降噪法建立在背景信号能够用低维动力学系统建模的基础之上，利用待分离信号与干扰背景的频谱差异，通过连续拟合的两层RBF网来构造非线性逆滤波器以达到信号与背景分离的目的。本文给出了分别以仿真混沌信号和实测混响信号为背景与单频脉冲信号相分离的示例，证明了该算法在混响背景下实现信号分离的可行性(分离前后信混比提高了约16dB)，分析了算法有效使用所必需的频谱差异条件(不小于0．15个圆周频率)，为抑制混响提供了一条新的思路。     

基于MATLAB的激光测高仪回波信号分析

利用MATLAB实现了激光测高仪回波信号分析。在激光测高仪回波信号是由多个高斯函数叠加的理论前提下,基于MATLAB平台,从回波数据中分解出每个有效的高斯分量,获取各个高斯分量的特征参数(中心位置、半宽和幅度)。在信号分析过程中,采用了平面曲线离散点集拐点的快速查找算法和Levenberg-marquardt拟合方法。文章通过实例证明,该算法对激光测高回波信号进行分析可以准确获得高斯函数的特性参数。     

主动声纳中目标回波的一种非线性提取方法

介绍了一种混沌时间序列的非线性动力学降噪方法——变尺度概率净化法,并将之优化应用于混响背景下目标回波的提取。该方法以近似条件下不含目标回波的混响数据作为参考,使目标回波分离后的混响背景数据与参考混响数据在相空间上具有一致的概率分布,从而实现目标回波的提取。在信混比不低于6dB的情况下,该方法具有较好的目标回波提取效果。文中对算法作了一些改进,降低了算法的运算量和运行所需计算机内存,而降噪性能并没有下降。     

基于EMD的水声目标信号的特征提取

介绍EMD分解这种自适应的信号分解方法,它可以使原信号结构中的很多非线性、非平稳性信息在分解得到的各阶IMF模式中得到保留和体现,将IMF特征和传统的线性目标信号特征相结合可提高目标识别的正确率。     

基于小波分析的激光扫描回波信号处理

基于直接探测技术,建立了一套实验系统.试验采用激光直接探测方式,振镜在X、Y方向分别以不同的频率振动,当激光经过振镜反射后,就以X、Y方向对物体表面进行二维扫描,使用光电二极管(PIN)来探测从目标返回的能量,探测的信号经过滤波器后,按照摆动频率分开,根据反射回来的激光能量的变化,进而判断扫描物体的边缘轮廓.利用小波变换检测回波信号,可以确定回波信号的奇异点,进而确定被探测目标的边缘.     

一种主动声呐作用距离指标试验评定方法

针对主动声呐作用距离指标试验评定考核,阐述主动声呐作用距离指标定义,明确主动声呐作用距离是主动声呐满足规定检测概率的作用距离,提出一种主动声呐作用距离指标试验评定方法,即根据主动声呐以重复的单次发射和检测方式工作的特点,首先以滑动窗采样周期的形式检验声呐检测目标的概率,其次规定3次试验航路至少2次达标的标准,以验证基于发现概率的声呐作用距离,进而验证声呐技术规范规定的检测概率,使得海上试验结论可信度高。该评定方法可作为主动声呐作用距离指标评定考核的一种依据,为声呐装备试验、训练提供参考。     

基于声纳和摄像头的动态环境地图创建方法

针对动态环境下声纳传感器无法正确检测动态障碍物从而降低移动机器人的地图创建的精度的问题,提出了一种声纳和视觉传感器结合的动态环境地图创建方法.为保持地图信息的完整性,该方法分别建立了动、静态栅格地图,利用前一时刻的静态地图、当前声纳观测信息和摄像头检测的动态障碍物信息的比较来更新地图,并给出了地图更新模型.因视觉信息能成功地解决地图中某些动态障碍物被当成静态障碍物的错误,因而能建立正确的地图.实验验证了该方法正确,可行.     

主动声纳检测技术的回顾与展望

由于低噪声隐身型潜艇的出现,声纳技术面临着激烈的挑战,低频主动声纳及其信号检测技术成为水声领域的研究热点之一。但是浅海的工作环境对主动探测相当不利,如何利用信道和背景干扰的特点,改进检测性能是研究的重点。模基处理、广义匹配滤波、混响消除、组合信号和波形融合处理、DLCT一体化处理等等技术在不同的方面能发挥一定的改进作用。对这些主动声纳检测技术的回顾与梳理,将为开展该领域研究工作提供一些有益的参考。随着人们对海洋环境理解的深入以及更准确、稳健性更好的水声模型建立,各种模基检测算法将被逐步应用到工程中。在此之前,诸如RCI/SRC这类介于模基和非模基之间的检测方法,由于其具有良好的稳健性、可移植性以及优于常规检测方法等优点,有望率先在工程中获得应用。同时,这些方法的组合应用,比如组合信号与波形融合、SRC/RCI相结合等,也就有较强的现实可操作性。     

基于线性调频信号二次相位变换的主动声呐目标速度估计

分数阶傅里叶变换常用于主动声呐线性调频信号的分析,通过搜索变换参数可以估计目标的相对速度.但是由于其参数搜索计算量偏大,在自主式水下航行器等计算力有限的小平台难以实时处理.针对该问题提出了一种基于二次相位变换的线性调频信号速度估计方法,根据多普勒频移后线性调频信号的二次相位变换的解析解,分析了二次相位变换后变换域频谱展...     

基于声呐历程累积图像的弱回波目标检测方法

针对浅海随机噪声与混响背景下蛙人等弱回波强度、慢速小目标的检测问题,提出一种基于声呐历程累积图像的目标检测方法。首先根据声呐图像时域、空域相关性,采用背景空时归一化处理技术,抑制声呐背景中的静态混响、突发性噪声等强回波干扰。声呐历程累积图像集成了多帧声呐图像的信息,目标回波亮点由于运动连续性形成亮线特征,利用该特征,采用Radon恒虚警率(Radon Constant False Alarm Rate,Radon-CFAR)检测声呐历程累积图像中的目标短时运动轨迹,能够检测到低信噪比的目标。分析了空时归一化处理和检测算法的性能,并通过海试数据验证了该算法的有效性,可以检测到低信噪比的蛙人目标回波。     

基于字典学习的主动声呐目标分类方法

主动声呐目标分类在军事和民用方面都有重要的应用和价值。文章基于稀疏表示理论,结合K-奇异值分解和正交匹配追踪算法,提出一种基于学习字典的稀疏表示分类方法（Dictionary Learning Sparse Representation Classification,DLSRC）。首先,利用K-奇异值分解算法训练各个类别目标回波信号,得到带有目标特征信息的类别字典,类别字典对信号具有良好表征能力并且带有目标类别信息;然后,利用正交匹配追踪算法和各个类别字典稀疏分解测试信号,得到各个类别字典下的稀疏系数后重构信号;最后,根据各个重构信号与测试信号的匹配度判定类别,得到分类准确率。结果显示,200个测试数据在信噪比分别为-5、-3、6 dB时,DLSRC法的分类准确率分别达到87%、89%、95.5%。不同信噪比下基于学习字典稀疏表示分类方法的准确率均高于已有的支持向量机（Support Vector Machine,SVM）、K-最近邻（K-Nearest Neighbor,KNN）和柔性最大值分类器（SoftMax）等分类方法,具有较好的分类性能。     

基于声呐历程累积图像的弱回波目标检测方法

针对浅海随机噪声与混响背景下蛙人等弱回波强度、慢速小目标的检测问题,提出一种基于声呐历程累积图像的目标检测方法.首先根据声呐图像时域、空域相关性,采用背景空时归一化处理技术,抑制声呐背景中的静态混响、突发性噪声等强回波干扰.声呐历程累积图像集成了多帧声呐图像的信息,目标回波亮点由于运动连续性形成亮线特征,利用该特征,采...     

模块式主动隔振单元结构动力特性研究

 提出一种主动振动控制平台的模块式设计概念,采用有限元建模方法对自行设计的模块式隔振单元台体进行结构动力学方程建模,并利用动力学方程对该隔振单元进行简单开环主动振动控制的模拟,得出适当调整主动元件作动器的输出力可以有效控制隔振平台两个自由度方向振动的结论.通过对隔振单元振幅放大因子的研究,发现在隔振单元工作频带范围内没有出现其固有振动,因而对于大部分低于其固有频率的振动将采取主、被动隔振技术来完成.综合上述隔振单元动力特性的进一步分析,可知所建动力学模型能够较好地描述隔振单元的动力特性．