CN111722208A - 水下鱼群模拟均衡器及其均衡方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了水下鱼群模拟均衡器及其均衡方法,包括步骤S1:均衡器在信号调理系统调理信号时选择合适的放大增益值,使信号处理系统接收到的信号在检测幅值范围并且使信号不限幅,并且放大增益值作为信号增益补偿的参数;步骤S2:均衡器根据传感器在不同频段灵敏度不同的特性下进行传感器补偿。本发明公开的水下鱼群模拟均衡器及其均衡方法,将水下鱼群模拟器用于在鱼探仪测试试验中模拟水下鱼群的反射信号,通过接收有效信号进行均衡分解并且将鱼群模拟信号发射出去,使鱼群模拟器(通过均衡器均衡之后)发射更加真实的鱼群模拟信号,鱼探仪通过接收发射的鱼群模拟信号来测试其性能。
Description
技术领域
本发明属于鱼群信号探测技术领域,具体涉及一种水下鱼群模拟均衡器的均衡方法和水下鱼群模拟均衡器。
背景技术
鱼群模拟器主要是在鱼探仪测试试验中模拟水下鱼群反射信号的仪器设备。鱼探仪的测试试验中无法找到对应的鱼群来进行试验,需要鱼群模拟器来实现模拟鱼群发射信号进行系统测试,在鱼群模拟器中需要均衡器对鱼探仪发射的探鱼信号进行均衡,使鱼群模拟器发射更加真实的鱼群模拟信号。
公开号为:CN108520511A,主题名称为一种基于鱼探仪的水下鱼类目标探测与识别方法的发明专利,其技术方案公开了“步骤一、收集鱼探仪获得的不同鱼类的水下声呐图像,使用极限学习机ELM方法对鱼类声呐图像进行分类训练获得识别分类器;步骤二、采用水平和垂直方向波束自动扫描,使用定点探测方式,利用鱼探仪对探测范围内的鱼类进行声学探测,获取探测区域内所有鱼的水下声呐图像;步骤三、对上述通过鱼探仪获得的水下声呐图像进行采集,获得n帧待检测识别声呐图像I={I1,…,Ii,…In},其中Ii表示第i帧待检测识别声呐图像序列,利用图像滤波去噪、对比度增强预处理待检测识别声呐图像序列降低噪声且突出待检测识别区域;步骤四、在步骤三中获得的第t帧待检测识别声呐图像序列It(m×n)的自组织神经网络背景减除模型初始背景模型为IB(3m×3n);步骤五、将上述It重组为三通道图像之后转到HSV颜色空间,并使用高斯权重初始化背景模型,即It的一个像素(x,y)对应背景模型中的(i,j)(i=n*x,n*x+1,...,x*(n+1)-1);j=n*y,n*y+1,...,y*(n+1)-1)),背景模型中每个值为(Hi,j,Si,j,Vi,j);步骤六、在It+1中,计算It+1帧中像素pt与其对应背景模型中n2个像素值的最小距离,即其中C=(c1,c2,...,cn2)为pt对应的n2背景像素,cm为pt匹配到的背景像素,d为对光照变化具有较强的鲁棒性的HSVColorHexcone,即步骤七、若d(cm,pt)小于阈值,则该像素pt被分为背景模型,进行模型更新,假设匹配像素cm位置为(x',y'),则背景模板像素cm周边像素进行更新;步骤八、若d(cm,pt)大于等于阈值,则进行阴影判断,若判定为阴影,则只标识为背景,不更新背景模型;步骤九、若不为背景模型或阴影,则判断为前景,获得s个前景目标(B1(x,y),...,Bi(x,y),...,Bs(x,y));步骤十、将获得的前景目标送入训练好的ELM有效识别分类器中进行识别分类,进而对鱼类的数量,种类,大小进行统计”。
以上述发明专利为例,其虽然提及了鱼探仪进行探测,但是其所解决的技术问题是:基于鱼探仪的水下鱼类目标探测与识别方法,采用自组织神经网络背景减除算法进行前景目标检测及阴影判定,能比较好的从鱼探仪获得的声呐图像序列中检测鱼的位置并进行有效识别统计。与本发明的通过鱼群模拟器对鱼探仪进行测试不同,因此,针对上述问题,予以进一步改进。
发明内容
本发明的主要目的在于提供水下鱼群模拟均衡器及其均衡方法,将水下鱼群模拟器用于在鱼探仪测试试验中模拟水下鱼群的反射信号,通过接收有效信号进行均衡分解并且将鱼群模拟信号发射出去,使鱼群模拟器(通过均衡器均衡之后)发射更加真实的鱼群模拟信号,鱼探仪通过接收发射的鱼群模拟信号来测试其性能。
为达到以上目的,本发明提供一种水下鱼群模拟均衡器的均衡方法,用于补偿各个设备带来的误差,包括以下步骤:
步骤S1:均衡器(均衡器工作于20kHz-30kHz)在信号调理系统调理信号时选择合适的放大增益值,使信号处理系统接收到的信号在检测幅值范围并且使信号不限幅,并且放大增益值作为信号增益补偿的参数(信号增益补偿主要在信号调理中选择合适的放大增益使接收到的信号在一定幅值范围,便于信号检测同时信号不限幅,而且放大增益值还将作为信号增益补偿的参数);
步骤S2:均衡器根据传感器在不同频段灵敏度不同的特性下进行传感器补偿(由于传感器在不同频段接收灵敏度不同,为了补偿不同灵敏度对系统造成的误差,所以要根据不同频响特性进行补偿,还原目标真实的接收信号);
步骤S3:均衡器根据换能器在不同频率电压相应不同的特性下进行换能器补偿(模拟信号发射时,由于换能器在不同频率发射电压响应不同,需要对不同电压响应进行补偿以拟合目标的实际反射情况;在接收目标鱼群的信号时,由于换能器在不同频率接收电压响应不同,需要对不同电压响应进行补偿以拟合目标的实际接收情况);
步骤S4:均衡器根据不同种类的目标鱼群的强度不同的特性下进行目标鱼群强度补偿(目标鱼群强度补偿,是根据不同种类的鱼群目标强度的不同,进行补偿,已实现多种类鱼群的模拟);
步骤S5:均衡器在完成步骤S1-步骤S4各个设备补偿后,将均衡后的信号发送到信号发射系统并且信号发射系统通过换能器和传感器将信号发射。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案,步骤S2具体实施为以下步骤:
步骤S2.1:均衡器在传感器接收信号时进行传感器接收补偿;
步骤S2.2:均衡器在传感器发射信号时进行传感器发射补偿。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案,步骤S3具体实施为以下步骤:
步骤S3.1:换能器在接收信号时进行换能器接收补偿;
步骤S3.2:换能器在发射信号时进行换能器发射补偿。
为达到以上目的,本发明还提供一种水下鱼群模拟均衡器,用于补偿各个设备带来的误差,包括:
均衡器(均衡器工作于20kHz-30kHz)在信号调理系统调理信号时选择合适的放大增益值,使信号处理系统接收到的信号在检测幅值范围并且使信号不限幅,并且放大增益值作为信号增益补偿的参数(信号增益补偿主要在信号调理中选择合适的放大增益使接收到的信号在一定幅值范围,便于信号检测同时信号不限幅,而且放大增益值还将作为信号增益补偿的参数);
均衡器根据传感器在不同频段灵敏度不同的特性下进行传感器补偿(由于传感器在不同频段接收灵敏度不同,为了补偿不同灵敏度对系统造成的误差,所以要根据不同频响特性进行补偿,还原目标真实的接收信号);
均衡器根据换能器在不同频率电压相应不同的特性下进行换能器补偿(模拟信号发射时,由于换能器在不同频率发射电压响应不同,需要对不同电压响应进行补偿以拟合目标的实际反射情况;在接收目标鱼群的信号时,由于换能器在不同频率接收电压响应不同,需要对不同电压响应进行补偿以拟合目标的实际接收情况);
均衡器根据不同种类的目标鱼群的强度不同的特性下进行目标鱼群强度补偿(目标鱼群强度补偿,是根据不同种类的鱼群目标强度的不同,进行补偿,已实现多种类鱼群的模拟);
均衡器在完成各个设备补偿后,将均衡后的信号发送到信号发射系统并且信号发射系统通过换能器和传感器将信号发射。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案,均衡器在传感器接收信号时进行传感器接收补偿,均衡器在传感器发射信号时进行传感器发射补偿。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案,换能器在接收信号时进行换能器接收补偿;换能器在发射信号时进行换能器发射补偿。
附图说明
图1是本发明的水下鱼群模拟均衡器及其均衡方法的总体结构示意图。
图2是本发明的水下鱼群模拟均衡器及其均衡方法的均衡结构示意图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例,本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
在本发明的优选实施例中,本领域技术人员应注意,本发明所涉及的鱼探仪、换能器等可被视为现有技术。
优选实施例。
本发明公开了一种水下鱼群模拟均衡器的均衡方法,用于补偿各个设备带来的误差,包括以下步骤:
步骤S1:均衡器(均衡器工作于20kHz-30kHz)在信号调理系统调理信号时选择合适的放大增益值,使信号处理系统接收到的信号在检测幅值范围并且使信号不限幅,并且放大增益值作为信号增益补偿的参数(信号增益补偿主要在信号调理中选择合适的放大增益使接收到的信号在一定幅值范围,便于信号检测同时信号不限幅,而且放大增益值还将作为信号增益补偿的参数);
步骤S2:均衡器根据传感器在不同频段灵敏度不同的特性下进行传感器补偿(由于传感器在不同频段接收灵敏度不同,为了补偿不同灵敏度对系统造成的误差,所以要根据不同频响特性进行补偿,还原目标真实的接收信号);
步骤S3:均衡器根据换能器在不同频率电压相应不同的特性下进行换能器补偿(模拟信号发射时,由于换能器在不同频率发射电压响应不同,需要对不同电压响应进行补偿以拟合目标的实际反射情况;在接收目标鱼群的信号时,由于换能器在不同频率接收电压响应不同,需要对不同电压响应进行补偿以拟合目标的实际接收情况);
步骤S4:均衡器根据不同种类的目标鱼群的强度不同的特性下进行目标鱼群强度补偿(目标鱼群强度补偿,是根据不同种类的鱼群目标强度的不同,进行补偿,已实现多种类鱼群的模拟);
步骤S5:均衡器在完成步骤S1-步骤S4各个设备补偿后,将均衡后的信号发送到信号发射系统并且信号发射系统通过换能器和传感器将信号发射。
换能器是指电能和声能相互转换的器件,本发明涉及的换能器是接收和发射一体的,也就是说传感器先将鱼探仪发射的探鱼声音信号进行接收,然后换能器将传感器接收的声音信号转换为电信号,在信号进行各种补偿后,通过换能器将电信号转换为声音信号,然后再通过传感器将声音信号发射出去,被鱼探仪接收。
本发明通过均衡器在各个设备与环节进行补偿,使发射的的鱼群模拟信号更加真实。
具体的是,步骤S2具体实施为以下步骤:
步骤S2.1:均衡器在传感器接收信号时进行传感器接收补偿;
步骤S2.2:均衡器在传感器发射信号时进行传感器发射补偿。
更具体的是,步骤S3具体实施为以下步骤:
步骤S3.1:换能器在接收信号时进行换能器接收补偿;
步骤S3.2:换能器在发射信号时进行换能器发射补偿。
本发明还公开了一种水下鱼群模拟均衡器,用于补偿各个设备带来的误差,包括:
均衡器(均衡器工作于20kHz-30kHz)在信号调理系统调理信号时选择合适的放大增益值,使信号处理系统接收到的信号在检测幅值范围并且使信号不限幅,并且放大增益值作为信号增益补偿的参数(信号增益补偿主要在信号调理中选择合适的放大增益使接收到的信号在一定幅值范围,便于信号检测同时信号不限幅,而且放大增益值还将作为信号增益补偿的参数);
均衡器根据传感器在不同频段灵敏度不同的特性下进行传感器补偿(由于传感器在不同频段接收灵敏度不同,为了补偿不同灵敏度对系统造成的误差,所以要根据不同频响特性进行补偿,还原目标真实的接收信号);
均衡器根据换能器在不同频率电压相应不同的特性下进行换能器补偿(模拟信号发射时,由于换能器在不同频率发射电压响应不同,需要对不同电压响应进行补偿以拟合目标的实际反射情况;在接收目标鱼群的信号时,由于换能器在不同频率接收电压响应不同,需要对不同电压响应进行补偿以拟合目标的实际接收情况);
均衡器根据不同种类的目标鱼群的强度不同的特性下进行目标鱼群强度补偿(目标鱼群强度补偿,是根据不同种类的鱼群目标强度的不同,进行补偿,已实现多种类鱼群的模拟);
均衡器在完成各个设备补偿后,将均衡后的信号发送到信号发射系统并且信号发射系统通过换能器和传感器将信号发射。
具体的是,均衡器在传感器接收信号时进行传感器接收补偿,均衡器在传感器发射信号时进行传感器发射补偿。
更具体的是,换能器在接收信号时进行换能器接收补偿;换能器在发射信号时进行换能器发射补偿。
优选地,如说明书图1所示,换能器和传感器位于同一设备,将鱼探仪发射的探鱼信号接收转换后依次发送到信号调理系统、信号采集系统、信号处理系统和信号发射系统,均衡处理后形成鱼群模拟信号,然后通过换能器和传感器发射出去,使鱼探仪接收。
优选地,均衡器(未示出)与上述各个设备电性连接,从而在各个环节进行信号均衡。
值得一提的是,本发明专利申请涉及的鱼探仪、换能器等技术特征应被视为现有技术,这些技术特征的具体结构、工作原理以及可能涉及到的控制方式、空间布置方式采用本领域的常规选择即可,不应被视为本发明专利的发明点所在,本发明专利不做进一步具体展开详述。
对于本领域的技术人员而言,依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种水下鱼群模拟均衡器的均衡方法,用于补偿各个设备带来的误差,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1:均衡器在信号调理系统调理信号时选择合适的放大增益值,使信号处理系统接收到的信号在检测幅值范围并且使信号不限幅,并且放大增益值作为信号增益补偿的参数;
步骤S2:均衡器根据传感器在不同频段灵敏度不同的特性下进行传感器补偿;
步骤S3:均衡器根据换能器在不同频率电压相应不同的特性下进行换能器补偿;
步骤S4:均衡器根据不同种类的目标鱼群的强度不同的特性下进行目标鱼群强度补偿;
步骤S5:均衡器在完成步骤S1-步骤S4各个设备补偿后,将均衡后的信号发送到信号发射系统并且信号发射系统通过换能器和传感器将信号发射。
2.根据权利要求1所述的一种水下鱼群模拟均衡器的均衡方法,其特征在于,步骤S2具体实施为以下步骤:
步骤S2.1:均衡器在传感器接收信号时进行传感器接收补偿;
步骤S2.2:均衡器在传感器发射信号时进行传感器发射补偿。
3.根据权利要求2所述的一种水下鱼群模拟均衡器的均衡方法,其特征在于,步骤S3具体实施为以下步骤:
步骤S3.1:换能器在接收信号时进行换能器接收补偿;
步骤S3.2:换能器在发射信号时进行换能器发射补偿。
4.一种水下鱼群模拟均衡器,用于补偿各个设备带来的误差,其特征在于,包括:
均衡器在信号调理系统调理信号时选择合适的放大增益值,使信号处理系统接收到的信号在检测幅值范围并且使信号不限幅,并且放大增益值作为信号增益补偿的参数;
均衡器根据传感器在不同频段灵敏度不同的特性下进行传感器补偿;
均衡器根据换能器在不同频率电压相应不同的特性下进行换能器补偿;
均衡器根据不同种类的目标鱼群的强度不同的特性下进行目标鱼群强度补偿;
均衡器在完成各个设备补偿后,将均衡后的信号发送到信号发射系统并且信号发射系统通过换能器和传感器将信号发射。
5.根据权利要求4所述的一种水下鱼群模拟均衡器,其特征在于,均衡器在传感器接收信号时进行传感器接收补偿,均衡器在传感器发射信号时进行传感器发射补偿。
6.根据权利要求5所述的一种水下鱼群模拟均衡器,其特征在于,换能器在接收信号时进行换能器接收补偿;换能器在发射信号时进行换能器发射补偿。
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