一种基于分布式融合策略的声定位方法

随着城市环境中对各类目标声检测的需求的发展,开发分布式组网声探测手段越来越有必要。然而对于分布式组网声探测技术,当前的声定位方法对全链路的数据传输依赖程度较高,通信传输会带来巨大的带宽压力和很高的通信成本。因此,本文从能耗的角度研究分布式融合声定位的方法,提出通过分布式位置的声事件能量幅度进行目标的融合定位处理,并通过试验测试进行了可行性验证。验证结果表明,无线声感知网络可以在只接收幅度信息且激发少数节点的情况下实现对目标的定位,定位精度的均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)不大于6 m。     

单光纤分布式传感阵列接收响应特性分析

传统的单(光)纤分布式光纤传感处理方法是将其看作多个独立的“等效传感单元”,并对每个单元单独处理,未有效利用阵列增益扩大探测范围。针对此问题,对单纤分布式光纤水听器的接收响应进行建模仿真,结果表明当处理信号波长大于空间分辨率2倍时,在30°~150°开角范围内,各等效传感单元的频响起伏在3 dB内,且等效传感单元的输出强度与等效声中心处声场强度差异约在3 dB以内,相位响应基本与等效声中心处声场相位一致。此时,单纤分布式光纤水听器的接收响应可满足阵列处理要求,利用阵列增益可提高目标探测能力。     

声探测技术在低空开放中的应用

随着低空开放地逐步深入,"黑飞"问题日益影响着正常的军事训练和日常经济活动,迫切需要一种手段来应对。基于声学设计的思想,提出了一种监测低空空域内飞行器的声探测手段,并就目标特征、声目标检测及系统抗风噪声进行了初步的探讨,以期为中国的低空监测技术发展提供新思路。     

基于TMS320F2812的目标检测方法研究

目标分类识别的关键在于对目标分类特征的提取和高品质的目标检测方法的应用。传统的利用单一传感器进行目标信息的采集并对目标进行检测的方法,目标分类能力不强,不能处理现实环境存在的各种情况。本文通过分析声传感器和目标特征提取方法,介绍并比较了各信息融合方法的优缺点,采用神经元网络方法运用于多传感器地面目标检测系统,并最终运用K-NN聚类算法对声信号进行分类,从而较好的实现了对地面目标的检测和分类。     

基于深度学习和多通道融合的低空目标声识别方法

低空目标声识别主要指被动接收低空飞行目标辐射声信号，依据声纹信息对目标类型进行判别的技术方法 .基于单个传声器通道的目标识别性能往往会受到传声器周边环境和传声器本身特性异常的影响，因此需要研究基于多通道融合的低空目标声识别方法。对此，采用卷积神经网络处理各通道声信号的Mel频率倒谱系数特征，获取目标识别概率，并利用基于证据距离的信息融合方法，计算最终的目标识别结果。实测数据验证结果表明，基于多通道融合的低空目标声识别方法相较于单通道具有更高的稳健性，对单通道异常情况不敏感，仍然具有较高的识别准确率。     

低空目标光纤麦克风阵列无源测向技术

由于武装直升机、巡航导弹等超低空突防目标位于地面雷达探测的盲区,近年来采用声阵列探测受到广泛关注。研究了基于时延估计的低空目标声阵列无源测向理论与算法,设计了基于广义互相关算法的光纤麦克风平面五元十字阵的低空目标无源测向模型,采用光纤麦克风阵列可以保持各通道良好的幅相一致性。推导了五元十字阵目标定位方程,并分析了时延估计误差、有效声速误差以及阵尺寸测量误差等对目标测向精度的影响。最后,对五元十字阵声阵列测向进行仿真,并给出了仿真分析结果。     

低空飞行声目标特征提取技术研究

传统特征提取方法大多是在对信号进行假设的前提下进行运算.近年来,不依赖信号的性质,对输入信号不做任何假设和限制的听觉感知特征提取方法引起广泛关注.本文对低空目标识别系统中的特征提取技术进行系统介绍.首先概述了外常用的特征提取技术,其次介绍了入耳对声信号的辨识过程及声学效应,在此基础上分析了基于人耳听觉系统的特征提取方法.最后,在总结现有方法的基础上,分析了目前尚存在的主要技术难题.     

基于灰色模型的舰船声信号目标识别

深入研究了灰色模型在目标识别中的应用,给出了基于灰色模型的目标识别方案,利用舰船声场仿真数据,建立目标声信号的GM （1,1）模型,并用组合神经网络对两类目标的模型参数进行分类与识别。此外,还利用舰船声场实测数据,对识别结果进行了验证。研究表明灰建模方法在目标识别中是可行的和有效的。     

声阵列技术在雷达传动系统异响故障诊断中的应用

声阵列技术通过特定方式排布的声传感器阵列接收声场信号,采用波束形成原理对声场信号进行特殊处理,获取噪声源的幅值、相位、方位等信息,得到声场的空间分布,实现混响环境多个声源的检测与识别。针对某轮轨式大型相控阵雷达天线座滚轮的异响噪声故障,基于声阵列噪声源识别技术,利用平面螺旋声像检测系统对滚轮噪声的辐射声场进行测量,获得了滚轮噪声的频率特性和声场能量分布特征,并通过声场图像和光学视频图像的透明重叠,以云图方式准确直观地呈现了滚轮噪声源的频率、分布位置。研究结果表明:声阵列技术能够快速准确地进行噪声源的诊断和空间定位,为雷达传动系统异响噪声故障的诊断分析提供了有效的工程经验。     

激光致声水中辐射声场的方向性研究

文章针对现有声纳技术探测水中小目标的实际困难,从激光致声辐射声场的线性模型出发,应用声纳基阵的波束形成原理,建立了等离子体圆盘模型,对激光致声水中辐射声场的方向性进行了理论研究,得到此声场的方向性图,进而分析和比较了功率不同的激光束所激发的辐射声场的方向性,并得出一定的规律.     

小波MFCC和HMM在低空声目标识别中的应用

低空目标声信号是时变的、非平稳的,若以传统的Mel倒谱系数(MFCC)作为特征参数,虽然能模拟人耳的听觉特性,但不能更好地反映低空声信号的动态特性。基于小波变换可以精确反映非平稳信号瞬间变化的特点,文中用小波变换替代MFCC参数提取过程中的FFT变换,将改进后的MFCC与能够很好表征时变信号特性的隐马尔可夫模型(HMM)结合,对低空目标声信号进行检测识别。最后用实际采集到的直升机声信号和非直升机声信号进行实验,取得了较好的识别效果。实验的对比结果验证了该方法的有效性和可行性。     

声传播损失试验分析与仿真

声传播损失是水声环境调查的主要内容之一,也是声场预报的重要参数之一。文章利用时频分析方法和能量计算,对声传播数据进行了处理,分析了某海域海洋声学环境特性以及声传播损失的空间分布,并与抛物方程（RAM）模型仿真结果进行了对比分析。结果表明,试验数据和仿真吻合良好,验证了模型的适用性以及声场预报的可行性。     

声场空频特征非参数融合无人机声学探测

针对复杂多源混叠的目标声源辨识问题,传统定位算法因为目标信号中混有较多干扰噪声,定位结果会出现很多野点,无法准确地对目标进行估计。本文提出利用高分辨率声成像处理算法获得目标区域声场空频信息矩阵,依据先验的目标噪声源频率统计特性,通过非参数估计的Parzen窗函数法计算空间分布概率密度函数,基于目标在特征频段和空间区域的分布特性,建立空频特征联合优化的检测定位模型。无人机声学检测仿真与实际定位结果表明该方法具有良好的空间抗干扰能力,可实现复杂环境下声源目标的检测定位。      

基于超材料的声表面波微流控芯片设计和工艺

声表面波(SAW)是一种能量聚集在基底表面传播的弹性声波.为了克服传统声表面波芯片声场分布不均匀、能量不集中和声场单一等缺点,将声学超材料和声表面波技术相融合,通过对基于声学超材料改进声场的芯片进行有限元仿真分析,实现低功耗声波激励下的声场局域增强、能量均匀分布的效果,进而加工并制作了铜柱阵列微结构的声表面波芯片.仿真...     

基于Faster R-CNN模型的低空平台偏振高光谱目标检测

随着无人机等低空平台在侦察领域的不断扩展以及对性能要求的不断提高,各应用场景对目标检测精度和速度也提出了越来越高的要求。传统的目标成像方法难以满足图像质量需求,人工识别目标的方法也无法应对战场环境的快速变化。结合深度学习和偏振高光谱成像技术的发展,通过模拟偏振高光谱低空目标检测平台,提出基于FasterR-CNN的地面军事目标检测方法。采用区域建议网络模块进行模型训练,而在目标检测阶段通过对特征图进行兴趣区域池化操作得到建议特征图,最后利用建议特征图完成目标类别判定。实验选取3种典型的军事车辆缩比模型,通过偏振高光谱相机在室内外模拟环境中获取目标在不同场景条件的图像数据,以及某型无人机在低空条件下的地面车辆目标数据进行实验验证。实验表明,该方法在有效完成地面目标的检测时,能够达到理想的检测精度和速度。     

厘米级分辨率布里渊光纤传感器研究进展

介绍了一种新的布里渊传感方法 -预激发声场法,分析了基于布里渊回波和动态光栅的两种预激发声场的传感技术,详细介绍了两种技术的传感原理及其传感系统,指出了此方法的关键技术。该技术可以突破空间分辨率只有1m的限制,具有高测量精度、高空间分辨率的优点。最后探讨了布里渊分布式光纤传感技术的发展趋势。     

单点振动激励下分布式光纤声传感系统的响应特点

基于相干光时域反射技术的分布式光纤声传感系统是检测环境振动的重要工具,但系统响应受干涉光强波动干扰,给定量检测带来困难.针对单频连续点振源这一较为典型的传感场景,研究商用相干光时域反射系统的响应特性.实验表明,系统可以准确探测振动的位置和中心频率.实验探索了两种信号处理方法.信号频谱的时域平均可以还原出响应和振幅间的线...     

非线性参量阵系统设计与声响应优化计算

基于参量阵原理,建立参量阵系统的构架模型,研究空气中非线性混频声响应的特征和声场分布状态,改进Berktay计算模型只能得到正轴声场解的局限,将偏轴方位的声响应反应到声场计算,更接近表现声场的分布.并基于声响应特征利用应根据声波的不同情况采用不同声信号处理方式来设计参量阵系统,从而优化声响应效率和减小失真.整个系统用simulink进行系统仿真和计算,将得到的仿真计算结果和实验结果进行分析、比较,所设计的参量阵系统具有较好的工作效率,声响应模型能较好地表现二阶再现声波的声场分布状况.     

地面脉冲多普勒雷达信号处理系统方案

x波段地面雷达抗干扰和低空补盲性能好。对于x波段地面雷达，要使其在云雨等动杂波环境下的目标检测能力达到指标要求，信号处理机的合理设计是十分关键的。本文在对雷达信号处理技术和算法进行研究的基础上，设计了一种针对地面PD雷达的信号处理系统构成方案。     

基于激光偏转效应的水下邻域声场重建方法

水下邻域声场的高精度重建对研究分析邻域声场结构特点和提升水声传感性能有重要意义。在激光束宽度远小于声波波长的条件下,激光束穿过声场的偏转效应既携带了声场声压信息,也携带了梯度信息,这为直接引入Kirchhoff积分定理进行声场重建计算提供了数据传感基础。在此基础上,利用激光传感声场的稠密性,引入虚拟扩展声场孔径的计算方法,进一步接近了Kirchhoff积分定理对无穷大积分区间的理论要求。在水下邻域空间,对提出的声场重建思路和方法进行了验证。实验结果表明,与直接进行声全息的方法相比,所提声场重建方法的峰值信噪比提高了约5.5 dB,为高精度邻域声场传感器的开发提供了可行新思路。