RU2262121C2 - Способ классификации шумящих объектов - Google Patents
Способ классификации шумящих объектов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2262121C2 RU2262121C2 RU2003112118/09A RU2003112118A RU2262121C2 RU 2262121 C2 RU2262121 C2 RU 2262121C2 RU 2003112118/09 A RU2003112118/09 A RU 2003112118/09A RU 2003112118 A RU2003112118 A RU 2003112118A RU 2262121 C2 RU2262121 C2 RU 2262121C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- noisy
- frequency
- noise
- class
- noise radiation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области гидроакустики и предназначено для распознавания объектов по их шумоизлучению. Технический результат заключается в повышении эффективности классификации шумящих объектов по спектральным характеристикам их шумоизлучения. Способ классификации шумящего объекта включает прием сигнала шумоизлучения шумящего объекта первой приемной антенной и спектральный анализ принятого сигнала шумоизлучения шумящего объекта, причем прием сигнала шумоизлучения производят также второй приемной антенной, выделяют взаимный спектр сигналов шумоизлучения, принятых первой и второй приемными антеннами, выделяют автокорреляционную функцию взаимного спектра сигналов шумоизлучения, принятых первой и второй приемными антеннами, измеряют значение несущей частоты автокорреляционной функции, а решение о классе шумящего объекта принимают при сравнении измеренной несущей частоты автокорреляционной функции с пороговыми частотами, каждую из которых определяют как среднюю частоту исходной полосы шумоизлучения каждого из эталонных объектов определенного класса. 2 ил.
Description
Настоящее изобретение относится к области гидроакустики и предназначено для распознавания объектов по их шумоизлучению.
Известны способы классификации объектов по анализу структуры эхосигналов при использовании спектральных, корреляционных и кепстральных классификационных признаков (А.Н.Яковлев, Г.П.Каблов «Гидролокаторы ближнего действия». Л.: Судостроение, 1983 г., стр.117).
В системах, использующих методы обнаружения и классификации целей по анализу их шумоизлучения, используют признаки, основанные на особенностях спектрального состава сигнала, так называемого "портрета". (В.С.Бурдик "Анализ гидроакустических систем". Л.: Судостроение, 1988 г., стр.322).
Более подробно акустические "портреты" рассмотрены в работе (Л.Л.Мясников, Е.Н.Мясникова "Автоматическое распознавание звуковых образов". Л.: Энергия, стр.50).
Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является способ классификации, описанный в работе (В.В.Деев и др. "Анализ информации оператором-гидроакустиком". Л.: Судостроение, 1989 г., стр.111).
Способ содержит следующие операции: прием сигналов шумоизлучения шумящего объекта приемной антенной; вычисление оценки комплексного спектра принятых сигналов шумоизлучения; анализ спектрального состав; выделение дискретных составляющих; построение звукорядов; принятие решения о классе шумящего объекта по особенностям спектрального состава принятых сигналов шумоизлучения.
Однако для современных объектов характерно уменьшение числа дискретных составляющих, в результате чего дискретные структуры спектров становятся малоинформативными, что делает классификацию по дискретным составляющим неэффективной. Кроме того, способ классификации по дискретным составляющим спектра будет работать только в том случае, если все шумящие объекты одного класса имеют общие дискретные составляющие, что для большинства современных шумящих объектов не соблюдается. (Л.Л.Мясников, Е.Н.Мясникова "Автоматическое распознавание звуковых образов" Л.: Энергия, стр.50).
Задачей изобретения является повышение эффективности классификации шумящих объектов по спектральным характеристикам их шумоизлучения.
Для решения поставленной задачи в способ классификации шумящих объектов, включающий прием сигналов шумоизлучения шумящих объектов первой приемной антенной, спектральный анализ принятых сигналов шумоизлучения и принятие решения о классе шумящего объекта по характеристикам спектра, введены новые признаки, а именно:
прием сигналов шумоизлучения производят второй приемной антенной, выделяют взаимный спектр сигналов шумоизлучения, принятых первой и второй приемными антеннами, выделяют автокорреляционную функцию взаимного спектра сигналов шумоизлучения, принятых первой и второй приемными антеннами, измеряют значение несущей частоты автокорреляционной функции, а решение о классе шумящего объекта принимают при сравнении измеренной несущей частоты автокорреляционной функции с пороговыми частотами, каждую из которых определяют как среднюю частоту исходной полосы шумоизлучения эталонного объекта определенного класса.
Техническим результатом предлагаемого способа является обеспечение возможности классификации шумящего объекта по значению средней частоты спектра шумоизлучения. Покажем возможность достижения указанного технического результата предложенным способом.
Если сигналы шумоизлучения некоторого объекта принимается двумя приемными антеннами, то для временных реализаций Х1(t) и Х2(t) сигналов шумоизлучения, принятых первой и второй антеннами, можно записать
где ωв - верхняя граничная частота принятых сигналов шумоизлучения;
ωн - нижняя граничная частота принятых сигналов шумоизлучения;
- взаимный энергетический спектр, сигналов шумоизлучения, принятых первой и второй приемными антеннами, равный энергетическому спектру при малом разнесении первой и второй приемных антенн.
Если полученный взаимный энергетический спектр подвергнуть еще раз дискретному преобразованию Фурье, то в результате будет получена автокорреляционная функция (вторичный спектр)
Аргумент функции определяет несущую частоту автокорреляционной функции, которая при этом является средней частотой полосы частот принятых сигналов шумоизлучения этого объекта. Таким образом, в той степени, в которой полоса частот сигналов шумоизлучения объекта и средняя частота характеризуют объект шумоизлучения, измеренная средняя частота будет характеризовать объект и его класс.
Прямое измерение этой средней частоты неосуществимо, поскольку трудно определить границы спектра принятого сигнала шумоизлучения в условиях помех. При выделении автокорреляционной функции средняя частота определяется автоматически как несущая частота автокорреляционной функции. Таким образом, класс объекта может быть определен сопоставлением измеренной несущей частоты автокорреляционной функции классифицируемого шумящего объекта с пороговыми частотами, каждая из которых определяется средней частотой исходной полосы шумоизлучения эталонного объекта определенного класса.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена блок-схема, реализующая данный способ; на фиг.2 даны пояснения к заявленному способу, где обозначено: fнА - нижняя граничная частота полосы частот шумоизлучения эталонного объекта класса А; fвА - верхняя граничная частота полосы частот шумоизлучения эталонного объекта класса A, fпорА - пороговая частота эталонного объекта класса А; fнВ - нижняя граничная частота полосы частот шумоизлучения эталонного объекта класса В; fвВ - верхняя граничная частота полосы частот шумоизлучения эталонного объекта класса В, fnopB - пороговая частота эталонного объекта класса В; fс.изм1. - измеренная средняя частота полосы частот сигналов шумоизлучения 1-го шумящего объекта; fс.изм2. - измеренная средняя частота полосы частот сигналов шумоизлучения 2-го шумящего объекта, S(f) - зависимость спектральной плотности шумоизлучения объекта от частоты.
Устройство, реализующее способ (фиг.1), содержит первую и вторую приемные антенны 1 и 2, выходы которых соединены через первый блок быстрого преобразования Фурье (БПФ) 3 со входом второго блока БПФ 4, и далее через блок 5 измерения частоты с блоком 6 принятия решения, второй вход которого соединен со входом блока 7 пороговых частот.
С помощью рассмотренного устройства предложенный способ реализуется следующим образом.
Сигналы, принимаемые с двух приемных антенн 1 и 2, подаются на блок БПФ 3 выделения взаимного спектра и далее на второй блок БПФ 4. На выходе блока 4 формируется временная автокорреляционная функция В(τ), определяемая полосой принятого сигнала шумоизлучения. В блоке 5 измеряется несущая частота автокорреляционной функции, которая является средней частотой полосы частот сигналов шумоизлучения, принятых первой и второй приемными антеннами. В блоке памяти 7 имеются частоты, соответствующие средним частотам полосы частот шумоизлучения эталонных объектов, которые подаются на второй вход блока принятия решения 6. На первый вход блока 6 поступает измеренная несущая частота автокорреляционной функции сигналов шумоизлучения шумящего объекта. В блоке 6 производится сравнение измеренной частоты с пороговыми частотами и выносится решение о классе шумящего объекта.
Значения пороговых частот заносят в блок памяти 7 заранее. Пороговые частоты определяют для шумящих объектов разных классов, выбранных в качестве эталонных объектов в полигонных условиях на расстояниях, при которых зависимость сигналов шумоизлучения от частоты при распространении их в среде практически не сказывается на положении средней частоты полосы частот сигналов шумоизлучения.
Для эталонного объекта класса А (фиг.2) пороговая частота равна, fпорА
Пусть в процессе классификации были приняты сигналы шумоизлучения первого и второго шумящих объектов и измерены несущие частоты их автокорреляционных функций fс.изм1 и fс.изм2. Как видно из фиг.2, fс.изм1 лежит вблизи частоты fпорА, и это позволяет классифицировать первый шумящий объект как шумящий объект класса А, а fс.изм2 лежит вблизи частоты fпорВ, и это позволяет классифицировать второй шумящий объект как шумящий объект класса В. Тот факт, что fс.изм1<fпорА и fc.изм2<fпорВ, может быть объяснен особенностями распространения сигнала шумоизлучения в среде: сигналы шумоизлучения затухают пропорционально расстоянию, при этом высокочастотные сигналы при распространении затухают быстрее, чем низкочастотные, это и приводит к некоторому сдвигу измеренных несущих частот автокорреляционных функций первого и второго объектов в сторону низких частот относительно пороговых частот (А.П.Сташкевич. Акустика моря. Л.: Судостроение, 1966 г., стр.78).
Поскольку все шумящие объекты имеют свои частотные диапазоны, с большой достоверностью характеризующие класс шумящего объекта, то предлагаемый способ будет работать для любых шумящих объектов, сигналы шумоизлучения которых лежат в определенной полосе частот. Все изложенное позволяет считать задачу изобретения решенной.
Claims (1)
- Способ классификации шумящего объекта, включающий прием сигнала шумоизлучения шумящего объекта первой приемной антенной и спектральный анализ принятого сигнала шумоизлучения шумящего объекта, отличающийся тем, что прием сигнала шумоизлучения производят также второй приемной антенной, выделяют взаимный спектр сигналов шумоизлучения, принятых первой и второй приемными антеннами, выделяют автокорреляционную функцию взаимного спектра сигналов шумоизлучения, принятых первой и второй приемными антеннами, измеряют значение несущей частоты автокорреляционной функции, а решение о классе шумящего объекта принимают при сравнении измеренной несущей частоты автокорреляционной функции с пороговыми частотами, каждую из которых определяют как среднюю частоту исходной полосы шумоизлучения каждого из эталонных объектов определенного класса.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003112118/09A RU2262121C2 (ru) | 2003-04-24 | 2003-04-24 | Способ классификации шумящих объектов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003112118/09A RU2262121C2 (ru) | 2003-04-24 | 2003-04-24 | Способ классификации шумящих объектов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003112118A RU2003112118A (ru) | 2004-11-27 |
RU2262121C2 true RU2262121C2 (ru) | 2005-10-10 |
Family
ID=35851430
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003112118/09A RU2262121C2 (ru) | 2003-04-24 | 2003-04-24 | Способ классификации шумящих объектов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2262121C2 (ru) |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2466416C1 (ru) * | 2011-05-06 | 2012-11-10 | Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" | Способ измерения отношения сигнал-помеха |
RU2466419C1 (ru) * | 2011-06-29 | 2012-11-10 | Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" | Способ классификации эхо-сигнала гидролокатора |
RU2480781C2 (ru) * | 2011-07-01 | 2013-04-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли РФ | Способ измерения уровней и горизонтальной направленности шумов морского нефтегазового комплекса |
RU2546851C1 (ru) * | 2013-12-11 | 2015-04-10 | Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" | Способ классификации гидроакустических сигналов шумоизлучения морского объекта |
RU2570430C1 (ru) * | 2014-10-13 | 2015-12-10 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Способ классификации шумящих объектов |
RU2572219C1 (ru) * | 2014-10-29 | 2015-12-27 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Способ обработки сигнала шумоизлучения объекта |
RU2645013C1 (ru) * | 2016-11-15 | 2018-02-15 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Способ определения водоизмещения надводного корабля при его шумопеленговании |
RU2685419C1 (ru) * | 2018-05-04 | 2019-04-18 | Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Способ определения класса шумящей цели |
RU2687994C1 (ru) * | 2018-05-08 | 2019-05-17 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Способ классификации морских объектов на основе весовых коэффициентов их классификационных признаков |
RU2694271C2 (ru) * | 2017-10-25 | 2019-07-11 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Устройство классификации шумящих объектов |
RU2694270C1 (ru) * | 2018-06-22 | 2019-07-11 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Устройство определения водоизмещения надводного корабля при его шумопеленговании |
RU2711406C1 (ru) * | 2018-09-12 | 2020-01-17 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Способ классификации гидроакустических сигналов шумоизлучения морских объектов |
RU2719626C1 (ru) * | 2019-05-06 | 2020-04-21 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Способ определения маневра шумящего объекта |
RU2776442C1 (ru) * | 2022-01-17 | 2022-07-20 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Способ обработки сигнала шумоизлучения цели |
-
2003
- 2003-04-24 RU RU2003112118/09A patent/RU2262121C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ДЕЕВ В.В. И ДР. Анализ информации оператором-гидроакустиком. Л.: Судостроение, 1989, с.111. * |
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2466416C1 (ru) * | 2011-05-06 | 2012-11-10 | Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" | Способ измерения отношения сигнал-помеха |
RU2466419C1 (ru) * | 2011-06-29 | 2012-11-10 | Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" | Способ классификации эхо-сигнала гидролокатора |
RU2480781C2 (ru) * | 2011-07-01 | 2013-04-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли РФ | Способ измерения уровней и горизонтальной направленности шумов морского нефтегазового комплекса |
RU2546851C1 (ru) * | 2013-12-11 | 2015-04-10 | Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" | Способ классификации гидроакустических сигналов шумоизлучения морского объекта |
RU2570430C1 (ru) * | 2014-10-13 | 2015-12-10 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Способ классификации шумящих объектов |
RU2572219C1 (ru) * | 2014-10-29 | 2015-12-27 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Способ обработки сигнала шумоизлучения объекта |
RU2645013C1 (ru) * | 2016-11-15 | 2018-02-15 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Способ определения водоизмещения надводного корабля при его шумопеленговании |
RU2694271C2 (ru) * | 2017-10-25 | 2019-07-11 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Устройство классификации шумящих объектов |
RU2685419C1 (ru) * | 2018-05-04 | 2019-04-18 | Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Способ определения класса шумящей цели |
RU2687994C1 (ru) * | 2018-05-08 | 2019-05-17 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Способ классификации морских объектов на основе весовых коэффициентов их классификационных признаков |
RU2694270C1 (ru) * | 2018-06-22 | 2019-07-11 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Устройство определения водоизмещения надводного корабля при его шумопеленговании |
RU2711406C1 (ru) * | 2018-09-12 | 2020-01-17 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Способ классификации гидроакустических сигналов шумоизлучения морских объектов |
RU2719626C1 (ru) * | 2019-05-06 | 2020-04-21 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Способ определения маневра шумящего объекта |
RU2776442C1 (ru) * | 2022-01-17 | 2022-07-20 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Способ обработки сигнала шумоизлучения цели |
RU2787686C1 (ru) * | 2022-03-10 | 2023-01-11 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Способ обработки шумового сигнала объекта, обнаруженного гидроакустическими пространственно-разнесенными системами |
RU2799118C1 (ru) * | 2022-11-16 | 2023-07-04 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Способ обработки сигнала шумоизлучения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2262121C2 (ru) | Способ классификации шумящих объектов | |
US6222481B1 (en) | Method of detecting and classifying objects by means of radar | |
US20120263018A1 (en) | Underwater detection device and underwater detecting method | |
JP2007507691A (ja) | ソナー・システムおよびプロセス | |
RU2548400C1 (ru) | Способ совместной оценки дистанции до шумящего в море объекта и его шумности | |
RU2711406C1 (ru) | Способ классификации гидроакустических сигналов шумоизлучения морских объектов | |
Cotter et al. | Classification of broadband target spectra in the mesopelagic using physics-informed machine learning | |
CN101109732B (zh) | 基于模糊平面特征的超声无损检测回波信号分类方法 | |
CN104568113B (zh) | 一种基于模型的海洋声传播调查爆炸波自动截取方法 | |
CN111999726B (zh) | 一种基于毫米波雷达的人员定位方法 | |
CN112394324A (zh) | 一种基于麦克风阵列的远距离声源定位的方法及系统 | |
RU2550576C1 (ru) | Способ измерения дистанции до шумящего объекта | |
US20240012093A1 (en) | Improved location of an acoustic source | |
JP2000230972A (ja) | レーダ信号処理装置 | |
EP1609001B1 (fr) | Procede de traitement de signaux, et sonar actif le mettant en oeuvre | |
CN115508805A (zh) | 一种机载激光雷达海洋探测回波信号分类方法 | |
JP3263752B2 (ja) | 埋設物探知に用いる受信信号の処理方法 | |
CN110458103B (zh) | 塔康信号检测方法、设备及存储介质 | |
RU2736188C9 (ru) | Способ отображения гидроакустической информации | |
CN115047448A (zh) | 一种基于声电磁互调的室内目标快速探测方法与系统 | |
RU2368919C1 (ru) | Способ идентификации целей по гидролокационным сигналам | |
RU2719214C1 (ru) | Активный гидролокатор | |
RU2110810C1 (ru) | Способ обнаружения шумящих объектов | |
RU2677835C1 (ru) | Способ разрешения тональных гидроакустических сигналов | |
JP2982764B2 (ja) | 周波数分析装置及び水中目標類別装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060425 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060425 |
|
RZ4A | Other changes in the information about an invention |