CN116170087A - 一种微秒级超短脉冲水声信号检测方法 - Google Patents

一种微秒级超短脉冲水声信号检测方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及水下声学通信领域，提供一种微秒级超短脉冲水声信号检测方法，包括：接收脉冲声信号；其中，所述脉冲声信号是以头部标志信号‑目标信号‑尾部标志信号的编码形式发射的，脉宽为微秒级的水声信号；基于所述脉冲声信号进行信号解析，得到所述脉冲声信号的包络；根据所述包络，按照所述编码形式对所述脉冲声信号进行信号检测，得到所述脉冲声信号的目标信号检测结果。本申请可以区分微秒级超短脉冲声信号和噪声的特征，准确地判断接收信号中是否存在目标信号，从而达到了微秒级超短脉冲声信号检测目的，因此可以提高微秒级超短脉冲水声信号的检测能力。

Description

一种微秒级超短脉冲水声信号检测方法
技术领域
本申请涉及水下声学通信领域，具体涉及一种微秒级超短脉冲水声信号检测方法。
背景技术
水声信号在水中传播时，受到人为活动、海洋环境的影响，接收到的信号一般带有随机且大小不定的背景噪声。在进行水声信号检测时，接收端对水声信号进行滤波，提高信噪比，然后统计通过门限的信号包络值，若通过门限的信号包络值的数量达到阈值即认为检测到目标信号，通常适用于毫秒级以上脉宽信号。
微秒级超短脉冲水声信号具有极窄的脉冲宽度，有时甚至达不到一个完整的信号周期。在低信噪比的情况下，接收端采集到的目标信号与多途信号和噪声没有明显的区别，准确检测十分困难。一方面，当前无法对噪声进行有效滤除，传统的滤波方法例如带通滤波、匹配滤波和自适应滤波等，要求信号脉宽不能太短。由于微秒级超短脉冲采样信号周期少，因此传统的滤波方法效果有限，噪声干扰严重。另一方面，微秒级超短脉冲声信号脉宽短、采样点数少，无法通过判断过门限包络值的数量区分信号与噪声，导致信号检测虚警率高。水声信号发射频率可调，但通常是简单地提高每秒钟的发射次数，并不具有特殊的物理含义，无法改善信号检测性能。
当前，水声信号检测通常采用滤波方法提高信噪比，然后利用包络检波方法区分信号与噪声，提取出目标信号。但是，现有检波方法适用于毫秒级脉冲声信号，由于微秒级超短脉冲声信号脉宽短、采样点数少，无法使用传统滤波以及包络检测方法，导致当前微秒级超短脉冲水声信号的检测能力差。
发明内容
本申请实施例提供一种微秒级超短脉冲水声信号检测方法，准确区分信号和噪声，从而达到微秒级超短脉冲声信号检测，提高微秒级超短脉冲水声信号的检测能力。
本申请实施例提供一种微秒级超短脉冲水声信号检测方法，包括：
接收脉冲声信号；其中，所述脉冲声信号是以头部标志信号-目标信号-尾部标志信号的编码形式发射的，脉宽为微秒级的水声信号；
基于所述脉冲声信号进行信号解析，得到所述脉冲声信号的包络；
根据所述包络，按照所述编码形式对所述脉冲声信号进行信号检测，得到所述脉冲声信号的目标信号检测结果。
在一个实施例中，所述根据所述包络，按照所述编码形式对所述脉冲声信号进行信号检测，得到所述脉冲声信号的目标信号检测结果，包括：
将所述包络中的任一包络值与检测门限值进行比较；
若所述任一包络值大于所述检测门限值，则以所述任一包络值为参考，按照所述编码形式对所述脉冲声信号进行信号检测，得到所述脉冲声信号的目标信号检测结果。
在一个实施例中，所述以所述任一包络值为参考，按照所述编码形式对所述脉冲声信号进行信号检测，得到所述脉冲声信号的目标信号检测结果，包括：
以所述任一包络值为参考，按照所述编码形式中各标志信号之间的时间间隔，对所述脉冲声信号进行信号检测；
若所述脉冲声信号中的各标志信号满足所述编码形式中各信号之间的时间间隔，则确定所述脉冲声信号中存在目标信号。
在一个实施例中，所述基于所述脉冲声信号进行信号解析，得到所述脉冲声信号的包络，包括：
对所述脉冲声信号进行希尔伯特变换，得到变换信号；
根据所述脉冲声信号与所述变换信号重构所述脉冲声信号的解析信号，得到重构信号；
根据所述重构信号确定所述脉冲声信号的包络。
在一个实施例中，所述对所述脉冲声信号进行希尔伯特变换，得到变换信号的过程如下公式所示：
Figure BDA0004027985910000031
其中，
Figure BDA0004027985910000032
表示变换信号；x(t)表示脉冲声信号；τ表示时延参数；t表示时间。
在一个实施例中，所述基于所述脉冲声信号进行信号解析之前，还包括：
对所述脉冲声信号进行归一化，得到归一化后的脉冲声信号。
在一个实施例中，所述检测门限值为0到1之间的值。
在一个实施例中，所述编码形式包括头部标志信号之间的时间间隔、头部标志信号与目标信号之间的时间间隔、目标信号与尾部标志信号之间的时间间隔、尾部标志信号之间的时间间隔。
在一个实施例中，所述脉冲声信号是以头部标志信号-目标信号的编码形式发送的，脉宽为微秒级的水声信号。
在一个实施例中，所述脉冲声信号是通过声信标发射的。
本申请实施例提供的微秒级超短脉冲水声信号检测方法，通过接收以头部标志信号-目标信号-尾部标志信号的编码形式发射的，脉宽为微秒级的脉冲声信号；并在基于脉冲声信号进行信号解析得到脉冲声信号的包络后，根据包络按照编码形式对脉冲声信号进行信号检测，得到脉冲声信号的目标信号检测结果，可以区分微秒级超短脉冲声信号和噪声的特征，准确地判断接收信号中是否存在目标信号，从而达到了微秒级超短脉冲声信号检测目的，因此可以提高微秒级超短脉冲水声信号的检测能力。
附图说明
为了更清楚地说明本申请或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的微秒级超短脉冲水声信号检测方法的流程示意图之一；
图2是本申请实施例提供的微秒级超短脉冲水声信号检测方法的脉冲声信号发射编码示意图；
图3是本申请实施例提供的微秒级超短脉冲水声信号检测方法的流程示意图之二；
图4是本申请实施例提供的微秒级超短脉冲水声信号检测方法的流程示意图之三；
图5是本申请实施例提供的微秒级超短脉冲水声信号检测方法的流程示意图之四。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
下面结合实施例对本发明提供的微秒级超短脉冲水声信号检测方法进行详细描述。
图1为本申请实施例提供的微秒级超短脉冲水声信号检测方法的流程示意图之一。参照图1，本申请实施例提供一种微秒级超短脉冲水声信号检测方法，该方法可以包括：
步骤S100，接收脉冲声信号；
需要说明的是，本申请实施例提供的微秒级超短脉冲水声信号检测方法的执行主体可以是计算机设备，例如手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载电子设备、可穿戴设备、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、上网本或者个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等。
本申请中的超短脉冲可以指脉宽为微秒级的脉冲，例如小于或等于10微秒。
其中，本申请中可以实时或在预设的时间间隔内进行脉冲声信号的检测，检测是否存在通过声信标发射的脉冲声信号。若检测到存在脉冲声信号，则通过信号接收装置接收脉冲声信号。
其中，声信标是用于对水下目标进行定位的仪器，可以发射声信号。
本申请中声信标可以设置于水下，使得通过声信标发射声信号后，可以形成水声信号。
需要说明的是，本申请设计一种微秒级水声信号的编码模式，可以准确区分信号和噪声的特征，实现目标信号位置的正确估计，从而达到了微秒级超短脉冲声信号检测目的。
其中，该编码形式可以为头部标志信号-目标信号-尾部标志信号，也可以为头部标志信号-目标信号。
因此，本申请中接收的脉冲声信号可以为以头部标志信号-目标信号-尾部标志信号的编码形式发射的，脉宽为微秒级的水声信号；也可以为以头部标志信号-目标信号的编码形式发送的，脉宽为微秒级的水声信号。
本申请可以头部标志信号-目标信号-尾部标志信号的编码形式为例进行具体说明，但不限定只能采用头部标志信号-目标信号-尾部标志信号的编码形式。
需要说明的是，在头部标志信号-目标信号-尾部标志信号的编码形式中，可以包括多个头部标志信号、一个目标信号、多个尾部标志信号。
并且，头部标志信号之间存在时间间隔、头部标志信号与目标信号之间存在时间间隔、目标信号与尾部标志信号之间存在时间间隔、尾部标志信号之间存在时间间隔。
同时需要说明的是，头部标志信号之间的时间间隔、头部标志信号与目标信号之间的时间间隔、目标信号与尾部标志信号之间的时间间隔、尾部标志信号之间的时间间隔等各时间间隔均可能为相同或不同的时间值。
本申请中声信标按照一定频率和间隔发射微秒级的脉冲声信号，脉宽达到微秒级，例如小于或等于10微秒。
参照图2，图2为本申请实施例提供的微秒级超短脉冲水声信号检测方法的脉冲声信号发射编码示意图。如图2所示，本申请中的编码形式中可以包括多个头部标志信号，一个目标信号与多个尾部标志信号，其中，头部标志信号可以为：
hn(x),n＝1,2,3…,n
其中，hn(x)表示头部标志信号，n的数值可以根据实际需求设置与调整。
其中，头部标志信号间的时间间隔为t1毫秒，t1可以为根据实际需求设置的时间值。
目标信号可以为s(x)，并且目标信号出现在头部标志信号后，距离头部标志信号的时间间隔为t2毫秒，t2可以为根据实际需求设置的时间值。
尾部标志信号可以为：
ln(x),n＝1,2,3…,n
其中，l(x)表示尾部标志信号；尾部标志信号距离目标信号的时间间隔为t3毫秒，尾部标志信号间的时间间隔为t4毫秒，t3、t4可以为根据实际需求设置的时间值。
本申请中接收的脉冲声信号可以为：
Figure BDA0004027985910000071
其中，x(t)表示脉冲声信号，A(t)为幅值调制信息，φ(t)为相位调制信息，f0为载波频率，t表示时间。
步骤S200，基于脉冲声信号进行信号解析，得到脉冲声信号的包络；
本申请中可以对接收的脉冲声信号进行信号预处理，并在完成信号预处理后对处理后的信号进行信号变换，根据变换得到的信号进行解析，由此可以确定出脉冲声信号的包络。
包络是声学信号随机过程的振幅随着时间变化的曲线。本申请中的包络可以为希尔伯特(Hilbert)包络，是解析信号中的幅值变化。
步骤S300，根据包络，按照编码形式对脉冲声信号进行信号检测，得到脉冲声信号的目标信号检测结果。
本申请中在得到包络后，可以根据包络中的各包络值与检测门限值的比较，确定作为头部标志信号的待确认值，并以待确认值为参考，按照编码形式对脉冲声信号进行信号检测，查找脉冲声信号的头部标志信号hn(x)、目标信号s(x)和尾部标志信号l(x)，若能按照编码形式依次找到脉冲声信号的头部标志信号hn(x)、目标信号s(x)和尾部标志信号l(x)，则得到脉冲声信号中存在目标信号的检测结果。
若以待确认值为参考，按照编码形式不能依次找到脉冲声信号的头部标志信号hn(x)、目标信号s(x)或尾部标志信号l(x)中的任一信号，则判断不满足条件，继续对比下一包络值与检测门限值，并在确定作为头部标志信号的待确认值后，以待确认值为参考，按照编码形式对脉冲声信号进行信号检测，查找脉冲声信号的头部标志信号hn(x)、目标信号s(x)和尾部标志信号l(x)，直到能按照编码形式找齐脉冲声信号的头部标志信号hn(x)、目标信号s(x)和尾部标志信号l(x)，确定满足条件。
其中，检测门限值可以为0到1之间的值，本申请中为了使所有编码信号通过，同时阻止绝大多数噪声。因此不宜设置过高或过低，在Hilbert包络归一化的前提下，设置为0.7～0.8较为合适。
进一步地，本申请中可以将目标信号提取，以此得到目标信号从发射到接收的时间差。
本申请实施例提供的微秒级超短脉冲水声信号检测方法，通过接收以头部标志信号-目标信号-尾部标志信号的编码形式发射的，脉宽为微秒级的脉冲声信号；并在基于脉冲声信号进行信号解析得到脉冲声信号的包络后，根据包络按照编码形式对脉冲声信号进行信号检测，得到脉冲声信号的目标信号检测结果，可以区分微秒级超短脉冲声信号和噪声的特征，准确地判断接收信号中是否存在目标信号，从而达到了微秒级超短脉冲声信号检测目的，因此可以提高微秒级超短脉冲水声信号的检测能力。
在一个实施例中，基于脉冲声信号进行信号解析之前，还包括：
步骤S11，对脉冲声信号进行归一化，得到归一化后的脉冲声信号。
本申请中检测门限值由接收的脉冲声信号的幅值水平决定，因此，为了减少接收的脉冲声信号的不确定性，需要对接收的脉冲声信号进行归一化，得到归一化后的脉冲声信号。
本实施例通过对接收的脉冲声信号进行归一化，可以减少接收信号的不确定性，以便于区分微秒级超短脉冲声信号和噪声的特征，准确地判断接收信号中是否存在目标信号，从而达到了微秒级超短脉冲声信号检测目的，因此可以提高微秒级超短脉冲水声信号的检测能力。
图3为本申请实施例提供的微秒级超短脉冲水声信号检测方法的流程示意图之二。参照图3，在一个实施例中，基于脉冲声信号进行信号解析，得到脉冲声信号的包络，包括：
步骤S201，对脉冲声信号进行希尔伯特变换，得到变换信号；
本申请中可以对接收到的脉冲声信号进行希尔伯特变换，也可以对接收并归一化后的脉冲声信号进行希尔伯特变换，并将变换得到的信号确定为变换信号。
本申请中可以为对接收并归一化后的脉冲声信号进行希尔伯特变换，得到变换信号。
其中，对脉冲声信号进行希尔伯特变换，得到变换信号的过程可以通过如下公式实现：
Figure BDA0004027985910000091
其中，
Figure BDA0004027985910000092
表示变换信号；x(t)表示脉冲声信号；τ表示时延参数；t表示时间。
步骤S202，根据脉冲声信号与变换信号重构脉冲声信号的解析信号，得到重构信号；
在得到变换信号后，本申请可以由脉冲声信号与变换信号重构脉冲声信号的解析信号，得到重构信号，其计算公式可以为如下所示：
Figure BDA0004027985910000093
其中，x(t)表示脉冲声信号，
Figure BDA0004027985910000094
表示变换信号，A(t)表示幅值，/>
Figure BDA0004027985910000095
表示相位，z(t)表示重构信号，t表示时间，j为虚数单位。
需要说明的是，上式中幅值A(t)为：
Figure BDA0004027985910000101
上式中相位φ(t)为：
Figure BDA0004027985910000102
步骤S203，根据重构信号确定脉冲声信号的包络。
在得到重构信号后，可以提取出重构信号中的幅值并确定为脉冲声信号的包络，具体可以为Hilbert包络。
本实施例可以基于脉冲声信号进行信号解析并得到脉冲声信号的包络，以便于根据包络区分微秒级超短脉冲声信号和噪声的特征，准确地判断接收信号中是否存在目标信号，从而达到了微秒级超短脉冲声信号检测目的，因此可以提高微秒级超短脉冲水声信号的检测能力。
图4为本申请实施例提供的微秒级超短脉冲水声信号检测方法的流程示意图之三。参照图4，在一个实施例中，根据包络，按照编码形式对脉冲声信号进行信号检测，得到脉冲声信号的目标信号检测结果，包括：
步骤S301，将包络中的任一包络值与检测门限值进行比较；
本申请的包络中可以包括多个包络值，因此，可以按照包络中各包络值的排列顺序，逐一将各包络值与检测门限值进行比较，以此确定各包络值与检测门限值之间的大小关系。
若确定任一包络值小于或等于检测门限值，则继续将下一包络值与检测门限值进行比较，直至任一包络值大于检测门限值或所有的包络值均小于或等于检测门限值。
若所有的包络值均小于或等于检测门限值，则可以确定脉冲声信号中不存在目标信号。
步骤S302，若任一包络值大于检测门限值，则以任一包络值为参考，按照编码形式对脉冲声信号进行信号检测，得到脉冲声信号的目标信号检测结果。
在完成比较后，若基于比较顺序确定存在任一包络值大于检测门限值，则将该包络值作为头部标志信号的待确认值，并以该待确认值为参考，按照编码形式中标志信号间的时间间隔，确定脉冲声信号中是否存在满足该编码形式的目标信号，得到脉冲声信号中是否存在目标信号的检测结果。
进一步地，以任一包络值为参考，按照编码形式对脉冲声信号进行信号检测，得到脉冲声信号的目标信号检测结果，包括：
步骤S3021，以任一包络值为参考，按照编码形式中各标志信号之间的时间间隔，对脉冲声信号进行信号检测；
本申请中若任一包络值大于检测门限值，则可以该包络值为参考，按照编码形式中t1、t2、t3和t4的时间间隔，依次从脉冲声信号中找出头部标志信号hn(x)、目标信号s(x)和尾部标志信号l(x)，以此实现脉冲声信号的目标信号检测。
步骤S3022，若脉冲声信号中的各标志信号满足编码形式中各信号之间的时间间隔，则确定脉冲声信号中存在目标信号。
若以任一包络值为参考，按照编码形式中t1、t2、t3和t4的时间间隔，能依次从脉冲声信号中找出头部标志信号hn(x)、目标信号s(x)和尾部标志信号l(x)，则可以确定脉冲声信号中存在目标信号。
本实施例可以包络中大于检测门限值的包络值为参考，按照编码形式中各标志信号之间的时间间隔，对脉冲声信号进行信号检测，以此区分微秒级超短脉冲声信号和噪声的特征，准确地判断接收信号中是否存在目标信号，从而达到了微秒级超短脉冲声信号检测目的，因此可以提高微秒级超短脉冲水声信号的检测能力。
图5为本申请实施例提供的微秒级超短脉冲水声信号检测方法的流程示意图之四。参照图5，在一些实施例中，本申请可以通过头部标志信号hn(x)-目标信号s(x)-尾部标志信号l(x)的编码方式进行微秒级超短声脉冲发射。
进一步地，求解接收信号Hilbert包络，其中包括对接收信号进行Hilbert变换，并通过进行信号解析得到Hilbert包络值。
进一步地，进行微秒级超短声脉冲检测，其中包括进行归一化处理包络值A(t)，设置检测门限T以及进行信号检测。
其中，信号检测的过程可以包括：确定A(t)是否大于检测门限T，若A(t)大于检测门限T，则进一步确定头部标志信号hn(x)是否符合编码形式；若头部标志信号hn(x)符合编码形式，则进一步确定目标信号s(x)是否符合编码形式；若目标信号s(x)符合编码形式，则确定尾部标志信号l(x)是否符合编码形式；若尾部标志信号l(x)符合编码形式，则确定检测成功，确定发射的微秒级超短声脉冲信号中存在目标信号。
若头部标志信号hn(x)不符合编码形式、目标信号s(x)不符合编码形式和/或尾部标志信号l(x)不符合编码形式，则对比下一个包络值，确定新的包络值是否大于检测门限，直至检测成功或确认不存在目标信号。
本申请对于微秒级超短脉冲声信号检测，通过头部标志信号-目标信号-尾部标志信号的编码形式发射声信号，再利用Hilbert包络结果完成信号检测。通过编码的形式极大提高了信号的特征识别率，能够在一定信噪比的基础上完成对信号及噪声的区分，达到微秒级超短脉冲声信号的准确检测。
需要说明的是，本申请实施例提供的微秒级超短脉冲水声信号检测方法，除了应用于微秒级脉冲信号之外，还可以应用于毫秒级脉冲信号，应用于毫秒级脉冲信号时仅仅改变了信号的脉宽，检测方法与应用于微秒级脉冲信号时类同。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种微秒级超短脉冲水声信号检测方法，其特征在于，包括：
接收脉冲声信号；其中，所述脉冲声信号是以头部标志信号-目标信号-尾部标志信号的编码形式发射的，脉宽为微秒级的水声信号；
基于所述脉冲声信号进行信号解析，得到所述脉冲声信号的包络；
根据所述包络，按照所述编码形式对所述脉冲声信号进行信号检测，得到所述脉冲声信号的目标信号检测结果。
2.根据权利要求1所述的微秒级超短脉冲水声信号检测方法，其特征在于，所述根据所述包络，按照所述编码形式对所述脉冲声信号进行信号检测，得到所述脉冲声信号的目标信号检测结果，包括：
将所述包络中的任一包络值与检测门限值进行比较；
若所述任一包络值大于所述检测门限值，则以所述任一包络值为参考，按照所述编码形式对所述脉冲声信号进行信号检测，得到所述脉冲声信号的目标信号检测结果。
3.根据权利要求2所述的微秒级超短脉冲水声信号检测方法，其特征在于，所述以所述任一包络值为参考，按照所述编码形式对所述脉冲声信号进行信号检测，得到所述脉冲声信号的目标信号检测结果，包括：
以所述任一包络值为参考，按照所述编码形式中各标志信号之间的时间间隔，对所述脉冲声信号进行信号检测；
若所述脉冲声信号中的各标志信号满足所述编码形式中各信号之间的时间间隔，则确定所述脉冲声信号中存在目标信号。
4.根据权利要求1所述的微秒级超短脉冲水声信号检测方法，其特征在于，所述基于所述脉冲声信号进行信号解析，得到所述脉冲声信号的包络，包括：
对所述脉冲声信号进行希尔伯特变换，得到变换信号；
根据所述脉冲声信号与所述变换信号重构所述脉冲声信号的解析信号，得到重构信号；
根据所述重构信号确定所述脉冲声信号的包络。
5.根据权利要求4所述的微秒级超短脉冲水声信号检测方法，其特征在于，所述对所述脉冲声信号进行希尔伯特变换，得到变换信号的过程如下公式所示：
Figure FDA0004027985900000021
其中，
Figure FDA0004027985900000022
表示变换信号；x(t)表示脉冲声信号；τ表示时延参数；t表示时间。
6.根据权利要求1所述的微秒级超短脉冲水声信号检测方法，其特征在于，所述基于所述脉冲声信号进行信号解析之前，还包括：
对所述脉冲声信号进行归一化，得到归一化后的脉冲声信号。
7.根据权利要求2所述的微秒级超短脉冲水声信号检测方法，其特征在于，所述检测门限值为0到1之间的值。
8.根据权利要求1所述的微秒级超短脉冲水声信号检测方法，其特征在于，所述编码形式包括头部标志信号之间的时间间隔、头部标志信号与目标信号之间的时间间隔、目标信号与尾部标志信号之间的时间间隔、尾部标志信号之间的时间间隔。
9.根据权利要求1所述的微秒级超短脉冲水声信号检测方法，其特征在于，所述脉冲声信号是以头部标志信号-目标信号的编码形式发送的，脉宽为微秒级的水声信号。
10.根据权利要求1所述的微秒级超短脉冲水声信号检测方法，其特征在于，所述脉冲声信号是通过声信标发射的。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0324731A1 (en) * 1986-09-16 1989-07-26 Bost & Co Ab METHOD FOR DISPLAYING THE TIME OF AN ACOUSTIC IMPULSE AND DEVICE FOR IMPLEMENTING THE METHOD.
CN1743869A (zh) * 2004-09-01 2006-03-08 崔志国 一种新型超声波检测装置及检测方法
CN102064891A (zh) * 2010-11-18 2011-05-18 哈尔滨工程大学 抗串漏高精度时延估计方法
CN107064941A (zh) * 2017-04-28 2017-08-18 湖北工业大学 一种三段式脉冲激励与特征提取的超声测距方法
WO2022110408A1 (zh) * 2020-11-25 2022-06-02 鹏城实验室 水声通信探测方法、装置、设备及存储介质
CN115421130A (zh) * 2022-09-15 2022-12-02 浙江咸临智能科技有限责任公司 用于自主水下航行器的综合标矢量声纳系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0324731A1 (en) * 1986-09-16 1989-07-26 Bost & Co Ab METHOD FOR DISPLAYING THE TIME OF AN ACOUSTIC IMPULSE AND DEVICE FOR IMPLEMENTING THE METHOD.
CN1743869A (zh) * 2004-09-01 2006-03-08 崔志国 一种新型超声波检测装置及检测方法
CN102064891A (zh) * 2010-11-18 2011-05-18 哈尔滨工程大学 抗串漏高精度时延估计方法
CN107064941A (zh) * 2017-04-28 2017-08-18 湖北工业大学 一种三段式脉冲激励与特征提取的超声测距方法
WO2022110408A1 (zh) * 2020-11-25 2022-06-02 鹏城实验室 水声通信探测方法、装置、设备及存储介质
CN115421130A (zh) * 2022-09-15 2022-12-02 浙江咸临智能科技有限责任公司 用于自主水下航行器的综合标矢量声纳系统

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