CN115508817A - 适用于水下航行器的目标跟踪及判别方法及其应用 - Google Patents

适用于水下航行器的目标跟踪及判别方法及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN115508817A
CN115508817A CN202211118768.XA CN202211118768A CN115508817A CN 115508817 A CN115508817 A CN 115508817A CN 202211118768 A CN202211118768 A CN 202211118768A CN 115508817 A CN115508817 A CN 115508817A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tracking
target
result
spectrum
low
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202211118768.XA
Other languages
English (en)
Inventor
王秉谦
薛欢欢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Xianlin Intelligent Technology Co ltd
Original Assignee
Zhejiang Xianlin Intelligent Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Xianlin Intelligent Technology Co ltd filed Critical Zhejiang Xianlin Intelligent Technology Co ltd
Priority to CN202211118768.XA priority Critical patent/CN115508817A/zh
Publication of CN115508817A publication Critical patent/CN115508817A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/539—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
    • G01S15/50—Systems of measurement, based on relative movement of the target
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/66—Sonar tracking systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/523—Details of pulse systems
    • G01S7/526—Receivers
    • G01S7/527—Extracting wanted echo signals
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/523—Details of pulse systems
    • G01S7/526—Receivers
    • G01S7/53—Means for transforming coordinates or for evaluating data, e.g. using computers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/534—Details of non-pulse systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/534—Details of non-pulse systems
    • G01S7/536—Extracting wanted echo signals

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

本申请提出了一种适用于水下航行器的目标跟踪及判别方法及其应用，包括根据宽带噪声警戒最大波束的目标方位计算得到对应的波束号；细化波束扫描间隔角度，以计算导向矢量并输出对应的波束，再对输出的波束进行平方检波与积分得到跟踪方位，该跟踪方位作为跟踪结果；对跟踪结果进行频谱分析，以寻找跟踪结果中的低频线谱作为LOFAR谱结果输出；对跟踪结果进行快速傅里叶逆变换，依次进行平方检波、低通滤波以及FFT，以选取预设范围的低频部分作为跟踪目标的DEMON谱结果输出；根据LOFAR谱结果和DEMON谱结果中的目标机械振动结构特征进行多批次目标判别，以得到确认后的目标判别信息。本申请能够显著提高准确率，降低错误率。

Description

适用于水下航行器的目标跟踪及判别方法及其应用
技术领域
本申请涉及海洋监测系统技术领域，特别是一种涉及适用于水下航行器的目标跟踪及判别方法及其应用。
背景技术
在现有的海洋监测研究领域中，多采用布设声纳基阵的方式来实现对水面和水下远距离移动目标的探测和识别。也有部署于海上无人装备的声纳系统，用于监测海洋环境。
目前在海洋环境噪声的监测，需要对异常噪声进行探测，主要通过根据水下航行器上的水听器阵接收的数据进行总噪声级计算和频谱分析等操作，以得到海洋环境噪声观测信息，还需要从接收到的众多海洋声信号中分析出异常噪声源，并使得水下滑翔机等水下航行器能够跟踪定位目标进行二次判别。然而目前水下航行器通常存在识别率较低的问题，经常无法准确判别和跟踪目标，导致出错率高。
因此，亟待一种可显著提升识别率的适用于水下航行器的目标跟踪及判别方法及其应用。
发明内容
本申请实施例提供了一种适用于水下航行器的目标跟踪及判别方法及其应用，针对目前技术存在的识别率较低等问题。
本发明核心技术主要是通过两次确认得到精确方位，然后经过处理分别得出LOFAR谱结果和DEMON谱结果，再根据LOFAR谱结果和DEMON谱结果进行多批次目标判别，如此可以显著提升识别率，降低错误率。
第一方面，本申请提供了一种适用于水下航行器的目标跟踪及判别方法，所述方法包括以下步骤：
S00、根据宽带噪声警戒最大波束的目标方位计算得到对应的波束号；
S10、细化波束扫描间隔角度，以计算导向矢量并输出对应的波束，再对输出的波束进行平方检波与积分得到跟踪方位，该跟踪方位作为跟踪结果；
S20、选取跟踪结果进行频谱分析，以寻找跟踪结果中的低频线谱作为LOFAR谱结果输出；
S30、对跟踪结果进行快速傅里叶逆变换，以获得跟踪结果的时域信号；
S40、对时域信号依次进行平方检波、低通滤波以及快速傅里叶变换，以选取预设范围的低频线谱作为跟踪目标的DEMON谱结果输出；
S50、根据LOFAR谱结果和DEMON谱结果中的目标具体结构特征进行多批次目标判别，以得到确认后的目标判别信息。
进一步地，步骤S00中还包括两次确认步骤：：
S01、对目标探测的不同方位上的波束形成能量进行比较，以获得最大能量波束所在的方位角度；
S02、初始确认最大能量波束所在的方位角度作为跟踪目标的引导波束方位；
S03、对引导波束方位依次进行多波束的细化波束形成和平方检波；
S04、根据平方检波的结果，比较多波束的能量大小，确认最大能量波束的方位作为跟踪目标的精确方位。
进一步地，步骤S10中，通过在全频段对跟踪目标的方位预成波束数据并做频谱分析，以进行特征提取。
进一步地，频谱分析的具体步骤为：
S11、选择跟踪目标的方位预成波束数据中的谱线；
S12、在选择的谱线中寻找跟踪目标频带内的多根回传谱线能量值。
进一步地，步骤S12中，通过在选择的谱线中选取部分谱线进行平方检波，并取多次平均处理，以得到多根回传谱线能量值。
进一步地，步骤S50中，当多批次目标判别的次数在设定时间内累计达到设定次数时，则确认跟踪目标，若未达到设定次数时，则清零并重新计数。
第二方面，本申请提供了一种适用于水下航行器的目标跟踪及判别装置，包括：
目标跟踪模块，用于对目标探测的不同方位上的波束形成能量进行比较，获取最大能量波束的目标并进行两次确认以获得精确方位并得到跟踪结果；
处理模块，用于对跟踪结果进行特征提取并进行长时快速傅里叶变换；用于对长时快速傅里叶变换后的跟踪结果进行快速傅里叶逆变换，以获得跟踪结果的时域信号；用于对时域信号依次进行平方检波、低通滤波以及快速傅里叶变换；
目标判别模块，用于根据LOFAR谱结果和DEMON谱结果中的目标具体结构特征进行多批次目标判别，以得到确认后的目标判别信息；
输出模块，用于选取对长时快速傅里叶变换后的跟踪结果中的低频线谱作为LOFAR谱结果输出；用于选取依次进行平方检波、低通滤波以及快速傅里叶变换的预设范围的低频部分作为跟踪目标的DEMON谱结果输出。
第三方面，本申请提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为运行计算机程序以执行上述的适用于水下航行器的目标跟踪及判别方法。
第四方面，本申请提供了一种可读存储介质，可读存储介质中存储有计算机程序，计算机程序包括用于控制过程以执行过程的程序代码，过程包括根据上述的适用于水下航行器的目标跟踪及判别方法。
本发明的主要贡献和创新点如下：1、与现有技术相比，本申请通过对目标探测时所采集的水声信号进行信号转换处理，得到多种不同的信号种类，使得对所得信号的应用更加全面、充分，提升了应用的宽度和深度；同时灵活实现对水下滑翔机的控制和探测目标的二次判别，使其更具智能性和准确性，实现了海洋无人装备智能化发展的先河；
2、与现有技术相比，本申请能够在两次确认目标的精确方位，从而显著提升了准确率，后续经过多次处理，可快速得到LOFAR谱结果和DEMON谱结果，再根据LOFAR谱结果和DEMON谱结果进行多批次目标判别，从而进一步确认目标，最终符合判别次数的才确认输出目标判别信息，从而进一步显著提升了准确率。
本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是根据本申请实施例的适用于水下航行器的目标跟踪及判别方法的流程；；
图2是根据本申请实施例的电子装置的硬件结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本说明书一个或多个实施例相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本说明书一个或多个实施例的一些方面相一致的装置和方法的例子。
需要说明的是：在其他实施例中并不一定按照本说明书示出和描述的顺序来执行相应方法的步骤。在一些其他实施例中，其方法所包括的步骤可以比本说明书所描述的更多或更少。此外，本说明书中所描述的单个步骤，在其他实施例中可能被分解为多个步骤进行描述；而本说明书中所描述的多个步骤，在其他实施例中也可能被合并为单个步骤进行描述。
宽带噪声警戒最大波束的目标方位θm后需要对目标方位进行二次探测，但是目前水下航行器的目标跟踪识别准确率低，错误率较高。
基于此，本发明基于通过对目标探测时所采集的水声信号进行信号转换处理，得到多种不同的信号种类来解决现有技术存在的问题。
实施例一
在本实施例中，通过水下滑翔机上的水听器阵进行目标探测识别，其中水下滑翔机上的水听器阵主要是由安装在滑翔机首端的一个矢量水听器和安装在尾端和两翼的多个标量水听器（本实施例中为三个）组成。设定阵元坐标，首端矢量水听器的阵元坐标为（x0,y0），尾端水听器坐标为（x1,y1），左翼水听器坐标（x2,y2），右翼水听器坐标（x3,y3）。根据各水听器的安装位置，进行通道编号：
（1）0号通道：矢量水听器的标量P通道，坐标为（x0,y0）；
（2）1号通道：尾端标量水听器，坐标为（x1,y1）；
（3）2号通道：左翼标量水听器，坐标为（x2,y2）；
（4）3号通道：右翼标量水听器，坐标为（x3,y3）；
（5）4号通道：矢量水听器的矢量X通道，滑翔机中轴线的前方为正，坐标为（x0,y0）；
（6）5号通道：矢量水听器的矢量Y通道，滑翔机右方为正，坐标为（x0,y0）；
（7）6号通道：矢量水听器的矢量Z通道，滑翔机上方为正，坐标为（x0,y0）。
水听器阵工作频带如表1所示：
工作方式 工作频带（Hz） 运用标量通道 运用矢量通道
宽带处理 500~2000 0、1、2、3 4、5
窄带处理 0.1～1000 0、1、2、3 4、5、6
表1
宽带处理（也就是本实施例中的目标探测）工作参数要求如表1所示，频带为（500Hz～2000Hz）；积分时间可调。
具体地，本申请实施例提供了一种适用于水下航行器的目标跟踪及判别方法，可以显著提升准确率，具体地，参考图1，所述方法包括：
S00、根据宽带噪声警戒最大波束的目标方位计算得到对应的波束号；
其中，还包括两次确认步骤：
S01、对根据宽带噪声警戒最大波束的目标方位的不同方位上的波束形成能量进行比较，以获得最大能量波束所在的方位角度；
S02、初始确认最大能量波束所在的方位角度作为跟踪目标的引导波束方位；
S03、对引导波束方位依次进行多波束的细化波束形成和平方检波；
其中，波束细化形成为现有技术，目的是对多路波束信号进行合并处理，抑制非目标方向的干扰信号，增强目标方向的信号。
优选地，多波束为十五波束等，这里不限定数量。
S04、根据平方检波的结果，比较多波束的能量大小，确认最大能量波束的方位作为跟踪目标的精确方位；
优选地，应用时，还可结合各水听器测出的角度在空间上有一定的关联性，通过它们的关系求出最后的角度；
S10、细化波束扫描间隔角度，以计算导向矢量并输出对应的波束，再对输出的波束进行平方检波与积分得到跟踪方位，该跟踪方位作为跟踪结果；
在本实施例中，实际操作可采用以下公式计算：
根据宽带噪声警戒最大波束的目标方位θm，计算对应的波束号lm,细化波束扫描间隔角度θg：
Figure 999637DEST_PATH_IMAGE001
其中，M为细化波束的数量，可自行设置。
计算导向矢量：
阵元间距（以首阵元为阵中心，水听器组成的阵元，x为横坐标，y为纵坐标，i为序号）：
Figure 270737DEST_PATH_IMAGE002
每条谱线所代表的频率：
Figure 325281DEST_PATH_IMAGE003
其中，k为频域谱线号，△f为谱线间隔。
导向矢量为：
Figure 286284DEST_PATH_IMAGE004
波束输出：
Figure 59068DEST_PATH_IMAGE005
平方检波与积分（NT次积分）：
Figure 865350DEST_PATH_IMAGE006
其中NT为积分长度，Nfl和Nfh为选定的谱线下、上频率点。
平方检波：
Figure 774400DEST_PATH_IMAGE007
跟踪方位（输出θg）：
X26=max(X25(lg))
lm=find(X26对应的lg值)
θg=θm+lm*360/M
其中lm为波束号。
其中，通过在全频段对跟踪目标的方位预成波束数据并做频谱分析，以进行特征提取；
其中，频谱分析的具体步骤为：
S11、选择跟踪目标的方位预成波束数据中的谱线；
S12、在选择的谱线中寻找跟踪目标频带内的多根回传谱线能量值；通过在选择的谱线中选取部分谱线进行平方检波，并取多次平均处理，以得到多根回传谱线能量值；
在本实施例中，实际操作可采用以下公式计算：
采用常规波束形成方法，应用了X16和X14通道对应的lm波束的信号：
求出谱线间隔△f：
Figure 640725DEST_PATH_IMAGE008
每条谱线代表的频率f(k)：
Figure 900805DEST_PATH_IMAGE009
其中，k为谱线数量；
相位差：
Figure 510778DEST_PATH_IMAGE010
波束输出（输出数据X27作为常规波束形成输出）：
Figure 539914DEST_PATH_IMAGE011
S20、对跟踪结果进行频谱分析，以寻找跟踪结果中的低频线谱作为LOFAR谱结果输出；
在本实施例中，实际操作可采用以下公式计算：
在全频段对跟踪目标的方位预成波束数据做频谱分析。
选择
Figure 842719DEST_PATH_IMAGE012
中的对应的谱线；
则：
Figure 324516DEST_PATH_IMAGE013
Figure 738180DEST_PATH_IMAGE014
Mo为水听器的灵敏度。
即LOFAR谱Y29_lofar(k)。
S30、对跟踪结果进行快速傅里叶逆变换（Inverse Fast Fourier Transform，IFFT），以获得跟踪结果的时域信号；
S40、对时域信号依次进行平方检波、低通滤波以及快速傅里叶变换，以选取预设范围的低频部分作为跟踪目标的DEMON谱结果输出；
具体为：
S41、对跟踪目标进行IFFT变换（Inverse Fast Fourier Transform，I快速傅里叶逆变换），以获得目标的时域信号；
如可采用公式：
Figure 621822DEST_PATH_IMAGE015
其中，n为时域数据点数，k为频域谱线数。
S42、对时域信号进行平方检波；
如可采用公式：
Figure 95529DEST_PATH_IMAGE016
S43、然后对检波信号进行低通滤波；
如可采用公式：
Figure 799043DEST_PATH_IMAGE017
其中，h(n)为低通滤波器系数；
S44、对低通滤波后的目标信号进行FFT（fast Fourier transform，快速傅里叶变换）处理，并选取预设范围的低频部分作为跟踪目标的DEMON谱结果输出；
如对x30作8192点FFT处理得到DEMON谱，可采用公式：
Figure 750818DEST_PATH_IMAGE018
即DEMON谱为Y30_demon（k）。
S50、根据LOFAR谱结果和DEMON谱结果中的目标具体结构特征进行多批次目标判别，以得到确认后的目标判别信息。
其中，当多批次目标判别的次数在设定时间内累计达到设定次数时，则确认跟踪目标，若未达到设定次数时，则清零并重新计数。例如通过多批次跟踪目标的机械振动特征（如螺旋桨、电动机、柴油机等不同机械结构产生的不同特征）进行目标识别，并判断是否累计有多次目标识别，若是，则进行目标确认并进行输出；其中，判断基于预设的判断条件，这个判断条件可以根据事情情况设定。
如可采用以下公式：
计算Demon和Lofar检验统计量Y30_demon_det和Y29_lofar_det：
首先设置滑动窗M，对X28_abs和Y30_abs滑动求取Lofar谱的背景曲线Y29_lofar_ave和Demon谱的背景曲线Y30_demon_ave。
Figure 751616DEST_PATH_IMAGE019
然后根据恒虚警检测原理可得：
Figure 396224DEST_PATH_IMAGE020
对Demon检测线谱Y30_demon_det，当有谱线能量值大于门限thr_d时，谱线号存在IX20数组中。
对Lofar检测谱线Y29_lofar_det，当有谱线能量值大于门限thr_f时，谱线号存在IX数组中。
当IX的数组中有谱线号满足机械振动产生的谱线特征时进入下一步的判断对IX20数组中的谱线号依次做计算得到谱线范围，,判断IX和IX20数组中的谱线号如果有满足相应组合特征时则目标识别FLAG =1。为了避免虚假报警，在一定时间段内如果有M次（根据需求可自行设置）目标识别认定为目标确定。在一定时间段内如果达不到M次目标识别则清零重新计数。
上述的结果均通过卫星通讯交互的方式，发送至远端的岸上控制系统，以实现岸上控制系统对水下滑翔机的控制和探测目标的二次判别。
上述的水下滑翔机为水下航行器的一种。
在本实施例中，X1、X2...X30等，均为各种数据的代称。
实施例二
基于相同的构思，本申请还提出了一种适用于水下航行器的目标跟踪及判别装置，包括：
目标跟踪模块，用于根据宽带噪声警戒最大波束的目标方位计算得到对应的波束号；用于细化波束扫描间隔角度，以计算导向矢量并输出对应的波束，再对输出的波束进行平方检波与积分得到跟踪方位，该跟踪方位作为跟踪结果；
处理模块，用于对选取跟踪结果进行频谱分析，以寻找跟踪结果中的低频线谱作为LOFAR谱结果输出；用于对跟踪结果进行快速傅里叶逆变换，以获得跟踪结果的时域信号；用于对时域信号依次进行平方检波、低通滤波以及快速傅里叶变换；
目标判别模块，用于根据LOFAR谱结果和DEMON谱结果中的目标具体结构特征进行多批次目标判别，以得到确认后的目标判别信息；
输出模块，用于对跟踪结果进行频谱分析，以寻找跟踪结果中的低频线谱作为LOFAR谱结果输出；用于选取依次进行平方检波、低通滤波以及快速傅里叶变换的预设范围的低频部分作为跟踪目标的DEMON谱结果输出。
实施例三
本实施例还提供了一种电子装置，参考图2，包括存储器404和处理器402，该存储器404中存储有计算机程序，该处理器402被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。
具体地，上述处理器402可以包括中央处理器（CPU），或者特定集成电路（ApplicationSpecificIntegratedCircuit，简称为ASIC），或者可以被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。
其中，存储器404可以包括用于数据或指令的大容量存储器404。举例来说而非限制，存储器404可包括硬盘驱动器（HardDiskDrive，简称为HDD）、软盘驱动器、固态驱动器（SolidStateDrive，简称为SSD）、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线（UniversalSerialBus，简称为USB）驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器404可包括可移除或不可移除（或固定）的介质。在合适的情况下，存储器404可在数据处理装置的内部或外部。在特定实施例中，存储器404是非易失性（Non-Volatile）存储器。在特定实施例中，存储器404包括只读存储器（Read-OnlyMemory，简称为ROM）和随机存取存储器（RandomAccessMemory，简称为RAM）。在合适的情况下，该ROM可以是掩模编程的ROM、可编程ROM（ProgrammableRead-OnlyMemory，简称为PROM）、可擦除PROM（ErasableProgrammableRead-OnlyMemory，简称为EPROM）、电可擦除PROM（ElectricallyErasableProgrammableRead-OnlyMemory，简称为EEPROM）、电可改写ROM（ElectricallyAlterableRead-OnlyMemory，简称为EAROM）或闪存（FLASH）或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，该RAM可以是静态随机存取存储器（StaticRandom-AccessMemory，简称为SRAM）或动态随机存取存储器（DynamicRandomAccessMemory，简称为DRAM），其中，DRAM可以是快速页模式动态随机存取存储器404（FastPageModeDynamicRandomAccessMemory，简称为FPMDRAM）、扩展数据输出动态随机存取存储器（ExtendedDateOutDynamicRandomAccessMemory，简称为EDODRAM）、同步动态随机存取内存（SynchronousDynamicRandom-AccessMemory，简称SDRAM）等。
存储器404可以用来存储或者缓存需要处理和/或通信使用的各种数据文件，以及处理器402所执行的可能的计算机程序指令。
处理器402通过读取并执行存储器404中存储的计算机程序指令，以实现上述实施例中的任意一种适用于水下航行器的目标跟踪及判别方法。
可选地，上述电子装置还可以包括传输设备406以及输入输出设备408，其中，该传输设备406和上述处理器402连接，该输入输出设备408和上述处理器402连接。
传输设备406可以用来经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括电子装置的通信供应商提供的有线或无线网络。在一个实例中，传输设备包括一个网络适配器（Network Interface Controller，简称为NIC），其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输设备406可以为射频（Radio Frequency，简称为RF）模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。
输入输出设备408用于输入或输出信息。在本实施例中，输入的信息可以是不同方向上的波束形成能量结果或者探测目标的最大波束角度等，输出的信息可以是确认目标等。
实施例四
本实施例还提供了一种可读存储介质，可读存储介质中存储有计算机程序，计算机程序包括用于控制过程以执行过程的程序代码，过程包括根据实施例一的适用于水下航行器的目标跟踪及判别方法。
需要说明的是，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。
通常，各种实施例可以以硬件或专用电路、软件、逻辑或其任何组合来实现。本发明的一些方面可以以硬件来实现，而其他方面可以由控制器、微处理器或其他计算设备执行的固件或软件来实现，但是本发明不限于此。尽管本发明的各个方面可以被示出和描述为框图、流程图或使用一些其他图形表示，但是应当理解，作为非限制性示例，本文中描述的这些框、装置、系统、技术或方法可以以硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其他计算设备或其某种组合来实现。
本发明的实施例可以由计算机软件来实现，该计算机软件由移动设备的数据处理器诸如在处理器实体中可执行，或者由硬件来实现，或者由软件和硬件的组合来实现。包括软件例程、小程序和/或宏的计算机软件或程序(也称为程序产品)可以存储在任何装置可读数据存储介质中，并且它们包括用于执行特定任务的程序指令。计算机程序产品可以包括当程序运行时被配置为执行实施例的一个或多个计算机可执行组件。一个或多个计算机可执行组件可以是至少一个软件代码或其一部分。另外，在这一点上，应当注意，如图中的逻辑流程的任何框可以表示程序步骤、或者互连的逻辑电路、框和功能、或者程序步骤和逻辑电路、框和功能的组合。软件可以存储在诸如存储器芯片或在处理器内实现的存储块等物理介质、诸如硬盘或软盘等磁性介质、以及诸如例如DVD及其数据变体、CD等光学介质上。物理介质是非瞬态介质。
本领域的技术人员应该明白，以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种适用于水下航行器的目标跟踪及判别方法，其特征在于，包括以下步骤：
S00、根据宽带噪声警戒最大波束的目标方位计算得到对应的波束号；
S10、细化波束扫描间隔角度，以计算导向矢量并输出对应的波束，再对输出的波束进行平方检波与积分得到跟踪方位，该跟踪方位作为跟踪结果；
S20、对所述跟踪结果进行频谱分析，以寻找所述跟踪结果中的低频线谱作为LOFAR谱结果输出；
S30、对跟踪结果进行快速傅里叶逆变换，以获得所述跟踪结果的时域信号；
S40、对所述时域信号依次进行平方检波、低通滤波以及快速傅里叶变换，以选取预设范围的低频线谱作为所述跟踪目标的DEMON谱结果输出；
S50、根据所述LOFAR谱结果和所述DEMON谱结果中的目标机械振动结构特征进行多批次目标判别，以得到确认后的目标判别信息。
2.如权利要求1所述的一种适用于水下航行器的目标跟踪及判别方法，其特征在于，步骤S00中还包括两次确认步骤：：
S01、对根据宽带噪声警戒最大波束的目标方位的不同方位上的波束形成能量进行比较，以获得最大能量波束所在的方位角度；
S02、初始确认最大能量波束所在的方位角度作为跟踪目标的引导波束方位；
S03、对所述引导波束方位依次进行多波束的细化波束形成和平方检波；
S04、根据平方检波的结果，比较多波束的能量大小，确认最大能量波束的方位作为所述跟踪目标的精确方位。
3.如权利要求1所述的一种适用于水下航行器的目标跟踪及判别方法，其特征在于，步骤S10中，通过在全频段对所述跟踪目标的方位预成波束数据并做频谱分析，以进行特征提取。
4.如权利要求3所述的一种适用于水下航行器的目标跟踪及判别方法，其特征在于，频谱分析的具体步骤为：
S11、选择所述跟踪目标的方位预成波束数据中的谱线；
S12、在选择的谱线中寻找所述跟踪目标频带内的多根回传谱线能量值。
5.如权利要求4所述的一种适用于水下航行器的目标跟踪及判别方法，其特征在于，步骤S12中，通过在选择的谱线中选取部分谱线进行平方检波，并取多次平均处理，以得到多根回传谱线能量值。
6.如权利要求5所述的一种适用于水下航行器的目标跟踪及判别方法，其特征在于，步骤S50中，当多批次目标判别的次数在设定时间内累计达到设定次数时，则确认跟踪目标，若未达到设定次数时，则清零并重新计数。
7.一种适用于水下航行器的目标跟踪及判别装置，其特征在于，包括：
目标跟踪模块，用于根据宽带噪声警戒最大波束的目标方位计算得到对应的波束号；用于细化波束扫描间隔角度，以计算导向矢量并输出对应的波束，再对输出的波束进行平方检波与积分得到跟踪方位，该跟踪方位作为跟踪结果；
处理模块，用于对选取跟踪结果进行频谱分析，以寻找跟踪结果中的低频线谱作为LOFAR谱结果输出；用于对跟踪结果进行快速傅里叶逆变换，以获得跟踪结果的时域信号；用于对时域信号依次进行平方检波、低通滤波以及快速傅里叶变换；
目标判别模块，用于根据LOFAR谱结果和DEMON谱结果中的目标具体结构特征进行多批次目标判别，以得到确认后的目标判别信息；
输出模块，用于对跟踪结果进行频谱分析，以寻找跟踪结果中的低频线谱作为LOFAR谱结果输出；用于选取依次进行平方检波、低通滤波以及快速傅里叶变换的预设范围的低频部分作为跟踪目标的DEMON谱结果输出。
8.一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行权利要求1至6任一项所述的适用于水下航行器的目标跟踪及判别方法。
9.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序包括用于控制过程以执行过程的程序代码，所述过程包括根据权利要求1至6任一项所述的适用于水下航行器的目标跟踪及判别方法。
CN202211118768.XA 2022-09-15 2022-09-15 适用于水下航行器的目标跟踪及判别方法及其应用 Pending CN115508817A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211118768.XA CN115508817A (zh) 2022-09-15 2022-09-15 适用于水下航行器的目标跟踪及判别方法及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211118768.XA CN115508817A (zh) 2022-09-15 2022-09-15 适用于水下航行器的目标跟踪及判别方法及其应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115508817A true CN115508817A (zh) 2022-12-23

Family

ID=84503580

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211118768.XA Pending CN115508817A (zh) 2022-09-15 2022-09-15 适用于水下航行器的目标跟踪及判别方法及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115508817A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117595943A (zh) * 2024-01-17 2024-02-23 之江实验室 一种目标特征频点快速回溯分析方法、系统、设备及介质
CN118068310A (zh) * 2024-04-19 2024-05-24 偶信(杭州)科技有限公司 通过发射声纳信号对水下目标进行主动探测的方法及装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106093952A (zh) * 2016-08-15 2016-11-09 沈阳辽海装备有限责任公司 一种光点联合判断目标特性的方法
CN110632605A (zh) * 2019-08-01 2019-12-31 中国船舶重工集团公司第七一五研究所 一种宽容的大孔径拖线阵时域单波束处理方法
CN114442871A (zh) * 2021-12-29 2022-05-06 中国船舶重工集团公司第七一五研究所 被动声纳宽带警戒长历程显示方法及装置
CN114513262A (zh) * 2022-01-26 2022-05-17 浙江咸临智能科技有限责任公司 一种基于水下滑翔机的水声信号处理方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106093952A (zh) * 2016-08-15 2016-11-09 沈阳辽海装备有限责任公司 一种光点联合判断目标特性的方法
CN110632605A (zh) * 2019-08-01 2019-12-31 中国船舶重工集团公司第七一五研究所 一种宽容的大孔径拖线阵时域单波束处理方法
CN114442871A (zh) * 2021-12-29 2022-05-06 中国船舶重工集团公司第七一五研究所 被动声纳宽带警戒长历程显示方法及装置
CN114513262A (zh) * 2022-01-26 2022-05-17 浙江咸临智能科技有限责任公司 一种基于水下滑翔机的水声信号处理方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
周胜增;刘东涛;杜选民;: "超波束处理在被动声纳频谱分析中的应用" *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117595943A (zh) * 2024-01-17 2024-02-23 之江实验室 一种目标特征频点快速回溯分析方法、系统、设备及介质
CN117595943B (zh) * 2024-01-17 2024-05-14 之江实验室 一种目标特征频点快速回溯分析方法、系统、设备及介质
CN118068310A (zh) * 2024-04-19 2024-05-24 偶信(杭州)科技有限公司 通过发射声纳信号对水下目标进行主动探测的方法及装置
CN118068310B (zh) * 2024-04-19 2024-07-09 偶信(杭州)科技有限公司 通过发射声纳信号对水下目标进行主动探测的方法及装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN115508817A (zh) 适用于水下航行器的目标跟踪及判别方法及其应用
CN109283536B (zh) 一种多波束测深声呐水体成像波束形成方法
CN108828566B (zh) 基于拖曳线列阵的水下脉冲信号识别方法
KR101872017B1 (ko) W대역 밀리미터파 탐색기에서 1차원 산란점 추출을 통한 표적 식별 방법 및 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램
CN104155632A (zh) 一种基于局部相关性的改进子空间海杂波抑制方法
CN109521430B (zh) 一种抑制窄带干扰的距离扩展目标检测方法
KR101929510B1 (ko) 이중 편파 채널을 이용하는 w대역 밀리미터파 탐색기에서 표적 식별 장치
CN111046025B (zh) 无人机信号探测方法及装置
CN115685096B (zh) 一种基于逻辑回归的二次雷达副瓣抑制方法
CN113109798A (zh) 目标检测方法、装置、计算机设备和存储介质
CN115421130A (zh) 用于自主水下航行器的综合标矢量声纳系统
CN109507654B (zh) 一种基于ls的复杂环境下相位信息计算方法
CN113189554B (zh) 雷达实测回波数据的处理方法、电子设备及存储介质
RU2723145C1 (ru) Способ и устройство обнаружения шумящих в море объектов бортовой антенной
KR101872016B1 (ko) W대역 밀리미터파 탐색기에서 표적 식별 장치
US11835649B2 (en) Method and apparatus for radar signal processing using convolutional neural network
CN109861770B (zh) 一种基于波束形成输出功率组合的宽带信号检测方法
KR101893476B1 (ko) W대역 밀리미터파 탐색기에서 표적 식별을 위한 데이터 처리 장치
CN113406578A (zh) 分布式无人机载雷达目标检测方法、装置及存储介质
CN115453503B (zh) 适用于水下航行器的目标探测方法及其应用
US10480932B2 (en) Automated computation of a dimension of a moving platform
CN111948613A (zh) 基于自适应背景区选取的船载地波雷达目标检测方法
CN116106847B (zh) 毫米波雷达二维联合超分辨测角方法、装置及存储介质
CN116008944B (zh) 一种毫米波fmcw雷达空间维信源数判断方法和装置
Cattenoz et al. Adaptive processing methods for MIMO radar experimental signals

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20221223