RU2529441C1 - Method of processing sonar information - Google Patents
Method of processing sonar information Download PDFInfo
- Publication number
- RU2529441C1 RU2529441C1 RU2013125634/28A RU2013125634A RU2529441C1 RU 2529441 C1 RU2529441 C1 RU 2529441C1 RU 2013125634/28 A RU2013125634/28 A RU 2013125634/28A RU 2013125634 A RU2013125634 A RU 2013125634A RU 2529441 C1 RU2529441 C1 RU 2529441C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- target
- classification
- digital
- channel
- threshold
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для построения навигационных гидроакустических комплексов освещения ближней обстановки.The invention relates to the field of hydroacoustics and can be used to build navigation sonar systems lighting near situation.
Методы обработки гидролокационной информации известны из литературы, в которой приведены гидролокаторы, предназначенные для обнаружения целей различного класса. (А.Н.Яковлев, Г.П.Каблов. «Гидролокаторы ближнего действия». Судостроение. 1983 г., Ю.А.Корякин, С.А.Смирнов, Г.В.Яковлев «Корабельная гидроакустическая техника», Спб., «Наука», 2004 г.), где рассмотрены их структурные схемы и способы обработки гидролокационной информации.Methods for processing sonar information are known from the literature, which shows sonars designed to detect targets of various classes. (A.N. Yakovlev, G.P. Kablov. “Short-range sonar.” Shipbuilding. 1983, Yu.A. Koryakin, S.A. Smirnov, G.V. Yakovlev “Shipborne sonar equipment”, St. Petersburg. , “Science”, 2004), where their structural schemes and methods for processing sonar information are considered.
Способы обработки гидролокационной информации состоят в том, что антенна гидролокатора в режиме обзора излучает акустические зондирующие сигналы в горизонтальной плоскости. В режиме приема осуществляется электронное сканирование диаграммы направленности в горизонтальной плоскости, прием сигнала, обработка сигнала и вывод информации на индикатор для принятия решения оператором.Methods for processing sonar information are that the sonar antenna in the viewing mode emits acoustic sounding signals in the horizontal plane. In reception mode, an electronic scanning of the radiation pattern in the horizontal plane is carried out, the signal is received, the signal is processed and information is displayed on the indicator for decision-making by the operator.
Недостатком этих способов является то, что классификация осуществляется оператором по информации, выводимой на индикатор. Задача классификации начинает решаться только после того, как обнаружена цель оператором, после чего излучаются дополнительные сигналы для измерения классификационных признаков.The disadvantage of these methods is that the classification is carried out by the operator according to the information displayed on the indicator. The classification problem begins to be solved only after the target is detected by the operator, after which additional signals are emitted to measure the classification features.
Известна система автоматической классификации гидролокатора ближнего действия по патенту РФ №2465618, который содержит антенну, коммутатор приема-передачи и задающий генератор, индикатор, процессор цифровой многоканальной обработки и обнаружения сигналов, блок управления задачами классификации, процессор классификации, блок формирования табло результатов, блок формирования индикаторных картин по объекту классификации. Автоматический классификатор начинает работать после обнаружения цели оператором и выдаче команды блоком управления на решение задачи классификации по выбранной цели и по информации, полученной при последующих зондирующих сигналов.A known automatic short-range sonar classification system according to RF patent No. 2465618, which contains an antenna, a receive-transmit switch and a master oscillator, an indicator, a digital multi-channel signal processing and detection processor, a classification task control unit, a classification processor, a scoreboard forming unit, a generating unit indicator paintings according to the classification object. The automatic classifier begins to work after the target is detected by the operator and a command is issued by the control unit to solve the classification problem for the selected target and for the information received during subsequent probing signals.
Недостатком такого способа обработки гидролокационной информации является то, что для задач обнаружения используются свои критерии при обработке гидролокационной информации, которые должны обеспечивать обнаружения эхосигнала с заданными вероятностями правильного обнаружения и вероятностями ложной тревоги. Для задач классификации нужно обнаруживать необходимые классификационные признаки в своей системе обработки. Как правило, при решении задач обнаружения эти классификационные признаки нельзя выделить, поскольку сама процедура обработки гидролокационной информации при обнаружении цели отличается от процедуры обработки гидролокационной информации при классификации цели, и совместная классификационная информация часто бывает несопоставимой и неоднозначной.The disadvantage of this method of processing sonar information is that its detection criteria use their own criteria in the processing of sonar information, which should provide detection of an echo signal with given probabilities of correct detection and false alarm probabilities. For classification tasks, you need to detect the necessary classification features in your processing system. As a rule, when solving detection problems, these classification features cannot be distinguished, since the procedure for processing sonar information when detecting a target differs from the procedure for processing sonar information for classifying a target, and joint classification information is often incomparable and ambiguous.
Известна навигационная гидроакустическая станция освещения ближней обстановки по патенту РФ №2225991. Станция содержит: приемо-передающую антенну, генератор, блок управления, коммутатор приема передачи с трактом предварительной обработки, первую цифровую вычислительную машину, соединенную с выходом тракта предварительной обработки интерфейсами, последовательно соединенную с первой вторую цифровую вычислительную машину совместно с монитором, тракт измерения скорости звука, цифроаналоговый тракт прослушивания и систему классификации целей. Классификация при работе этой станции осуществляется оператором по отображаемой на индикаторе информации. Наиболее подробно способ обработки гидролокационной информации при обнаружении эхосигнала по патенту РФ №2225991 также представлен в Трудах 8 международной конференции «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики». СПб, «Наука», 2006 г., стр.460-465 в статье А.А.Войтова, Б.М.Казакова, Ю.А.Корнеева «Реализация алгоритмов автоматической обработки информации в гидролокаторах освещения ближней обстановки». Этот способ является наиболее близким к предлагаемому способу по количеству общих признаков и выбран в качестве прототипа.Known navigation sonar station lighting near situation according to the patent of the Russian Federation No. 2225991. The station contains: a transceiver antenna, a generator, a control unit, a transmission reception switch with a pre-processing path, a first digital computer connected to the output of the pre-processing path by interfaces, connected in series with the first second digital computer together with a monitor, a sound velocity measuring path , digital-to-analog listening path and target classification system. Classification during the operation of this station is carried out by the operator according to the information displayed on the indicator. The most detailed method for processing sonar information when detecting an echo signal according to the patent of the Russian Federation No. 2225991 is also presented in Proceedings of the 8th international conference “Applied technologies of hydroacoustic and hydrophysics”. St. Petersburg, “Nauka”, 2006, pp. 460-465 in the article by A. A. Voitov, B. M. Kazakov, Yu. A. Korneev “Implementation of algorithms for the automatic processing of information in sonars for lighting near conditions”. This method is the closest to the proposed method by the number of common features and is selected as a prototype.
Способ-прототип содержит излучение зондирующего сигнала, прием эхосигнала статическим веером характеристик направленности, многоканальную цифровую обработку, последовательную по времени когерентную обработку, последовательное прореживание временных отсчетов с выбором максимумов, оценку среднего значения набора цифровых отсчетов, оценку дисперсии, центрирование набранного массива отсчетов и нормирование набранного массива отсчетов, адаптивное формирование порогов, обнаружение эхосигналов и отображение гидролокационной информации, классификацию выбранной цели по последующим посылкам, управление и предоставление информации на индикатор.The prototype method comprises emitting a sounding signal, receiving an echo signal with a static fan of directional characteristics, multi-channel digital processing, time-consistent coherent processing, sequential thinning of time samples with a choice of maximums, estimation of the average value of a set of digital samples, estimation of variance, centering of the collected sample array and normalization of the collected array of samples, adaptive threshold generation, echo detection and sonar display AI, the classification of the selected targets for later sending, managing and reporting on the indicator.
Недостатком такой процедуры является то, что классификация проводится только после того, как цель будет обнаружена оператором, для чего используется дополнительное излучение зондирующих сигналов. Это обусловлено несопоставимостью результатов измерений при обнаружении эхосигналов от цели и результатов измерений при классификации эхосигналов от цели за счет разной процедуры обработки.The disadvantage of this procedure is that the classification is carried out only after the target is detected by the operator, which uses additional radiation from the probing signals. This is due to the incompatibility of the measurement results when detecting echoes from the target and the measurement results when classifying echoes from the target due to the different processing procedures.
Задачей настоящего изобретения является совмещение процедур обнаружения и классификации путем введения единой последовательности обработки входной информации гидролокатора, которая позволит одновременно обнаруживать цель и классифицировать обнаруженную цель.An object of the present invention is to combine detection and classification procedures by introducing a single processing sequence for sonar input information that will simultaneously detect a target and classify a detected target.
Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности навигационной гидроакустической станции освещения ближней обстановки путем сокращения времени на автоматическое обнаружение цели и автоматическую классификацию автоматически обнаруженной цели по первой посылке.The technical result of the invention is to increase the efficiency of the navigation sonar station lighting near the environment by reducing the time for automatic target detection and automatic classification of automatically detected targets on the first premise.
Для обеспечения указанного технического результата в способ, содержащий излучение зондирующего сигнала, прием отраженного эхосигнала, формирования статического веера характеристик направленности, формирование цифрового массива данных с выхода тракта когерентной обработки по каждому пространственному каналу, последовательный вывод цифровых отсчетов на индикатор, определение порога автоматического обнаружения; введены новые признаки, а именно: вывод цифровых отсчетов на индикатор осуществляют по правилу А=Аотсч/(Г-К), где А - амплитуда отсчета, выводимая на индикатор, Аотсч - амплитуда измеренного исходного цифрового отсчета, Г - параметр, определяемый операторам как глубина регулировки усиления, К - номер цикла обработки, выбирают порог автоматического обнаружения из условия минимума пропуска эхосигнала от цели, формируют общий цифровой массив данных с выхода тракта когерентной обработки по всем пространственным каналам от момента излучения до момента достижения зондирующим сигналом установленной шкалы дистанции, определяют отсчеты, превысившие порог и временные положения отсчета Т, первым превысившего порог, определяют номер пространственного канала М, формируют строб из общего цифрового массива по И пространственным каналам, средний канал из которых есть измеренный канал М, и во временном окне, равном Н циклам набора временной реализации по каждому выбранному пространственному каналу, автоматически определяют классификационные признаки и автоматически принимают решение о классе цели в выбранном стробе, выводят результат классификации на индикатор с указанием номера цели, измеренных координат по М и Т, классификационных признаков и класса обнаруженной цели, при очередном обнаружении превышения порога процедуру повторяют в стробе по вновь выбранным координатам до окончания шкалы дистанции и по совокупности всех обнаруженных целей формируют банк классификации, где по координате М, автоматически определяют пеленг на цель, а по координате Т автоматически определяют дистанцию до цели, а размеры строба во временном окне Н и в пространственном окне И устанавливаются оператором в зависимости от шкалы дистанции и числа обнаруженных целей.To ensure the technical result indicated, a method comprising emitting a sounding signal, receiving a reflected echo signal, generating a static fan of directional characteristics, generating a digital data array from the output of the coherent processing path for each spatial channel, sequential output of digital samples to an indicator, determining an automatic detection threshold; new features have been introduced, namely: the output of digital samples to the indicator is carried out according to the rule A = A count / (G-K), where A is the amplitude of the reference displayed on the indicator, A count is the amplitude of the measured initial digital reference, G is the parameter determined to operators as the gain control depth, K is the number of the processing cycle, the automatic detection threshold is selected from the condition that the echo signal from the target is minimized, a common digital data array is generated from the output of the coherent processing channel over all spatial channels from the moment of radiation the moment the sounding signal reaches the established distance scale, the samples are determined that exceed the threshold and the temporal positions of the reference T, the first to exceed the threshold, determine the number of the spatial channel M, form a strobe from a common digital array using I spatial channels, the middle channel of which is the measured channel M, and in a time window equal to N cycles of a set of temporary implementations for each selected spatial channel, classification signs are automatically determined and automatically decided e about the class of the target in the selected gate, the classification result is displayed on the indicator indicating the target number, the measured coordinates by M and T, the classification features and the class of the detected target, when the threshold is again detected, the procedure is repeated in the strobe at the newly selected coordinates until the end of the distance scale and Based on the totality of all detected targets, a classification bank is formed, where the bearing to the target is automatically determined by the M coordinate, and the distance to the target is automatically determined by the T coordinate, and the strobe sizes in time window H and in the spatial window And are set by the operator depending on the distance scale and the number of detected targets.
Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.The essence of the proposed method is as follows.
Процедуры обработки гидролокационной информации в существующих системах обнаружения определяют наличие эхосигнала от объекта по величине превышения выбранного порога амплитудой эхосигнала от объекта, который выбирается исходя из отношения сигнал/помеха. Таким образом, критерием является превышение измеренного уровня эхосигнала над измеренным уровнем помехи. Задача классификации решается путем выделения всех классификационных признаков, которые характеризуют цель своим наличием или отсутствием. В цифровых системах обработки необходимо прореживание входной информации, чтобы ограничить объемы передаваемых массивов для отображения, и применяется специальная обработка, связанная с нормированием и центрированием для обеспечения единообразных форматов представления цифровой информации. Как правило, нормирование и центрирование, проводимое последовательно по каждому набору цифровых отсчетов, пагубно сказывается на сохранении исходного соотношения между минимальными и максимальными амплитудами эхосигналов от отдельных отражателей на всей длительности эхосигнала от цели, искажается исходная входная информация, что ухудшает достоверность классификации при выборе порогов. Поэтому нельзя использовать центрирование и нормирование в последовательных наборах цифровых отсчетов в задачах одновременного обнаружения и классификации. Необходимо сохранить исходное соотношения между отдельными составляющими сигнала во всем динамическом диапазоне за время всего цикла излучения-приема по всей шкале дистанции. Однако после излучения имеет место большой уровень объемной реверберации, амплитуда сигнала которой будет воздействовать на индикатор и создавать яркую засветку экрана, что затрудняет работу оператора и не несет дополнительной информации. Для устранения этого вводится цифровая регулировка усиления, которая уменьшает амплитуду входных отсчетов сразу после излучения. Глубину регулировки усиления выбирают в зависимости от мощности излучения, длительности зондирующего сигнала, что связано с требуемой дальностью обнаружения и особенностями района работы, в частности глубиной и строением грунта. Поэтому вводится правило вывода цифровых отсчетов на индикатор после начала приема входной информация. Амплитуда выводимого отсчета А=Аотсч/(Г-К), где А амплитуда отсчета, выводимая на индикатор, Аотсч - амплитуда измеренного исходного цифрового отсчета, Г - параметр, определяемый оператором как глубина регулировки усиления, К - номер цикла обработки. Таким образом, с каждым циклом обработки, т.е. с увеличением дистанции, глубина регулировки усиления уменьшается. Максимальное уменьшение амплитуды сигнала происходит сразу после излучения. Как правило, это не оказывает существенного влияния на дальнейшую процедуру обработки. Величины Г и К можно сделать регулируемыми параметрами и устанавливать в зависимости от условий работы. Величину порога выбирают из условия обеспечения минимального значения вероятности пропуска эхосигнала (А.Н.Яковлев, Г.П.Каблов «Гидролокаторы ближнего действия». Судостроение, Л., 1983 г., стр.100-120). Это повышает вероятность ложной тревоги, которая в дальнейшем снижается за счет решения задачи классификации. По выбранному превышению определяют пространственный канал М, в котором произошло превышение амплитуды над порогом, амплитуду отсчета и время отсчета Т, по которым и формируется строб по времени И и по пространству Н для решения задачи классификации отсчета, превысившего порог. Для классификации выбирают из имеющегося всего массива тот массив, который заключен в выбранном стробе по конкретному измеренному значению М и Т. Выбранный массив в стробе передают для решения задачи классификации. После решения задачи классификации по выбранному массиву подключают решение задачи классификации по следующему превышению порога в другом выделенном стробе во всем динамическом диапазоне возможного существовании сигнала. Размеры строба оператор может изменить в зависимости от числа обнаруженных целей. Если число эхосигналов большое, а возможности для обработки ограничены, то размеры строба И и Н могут быть уменьшены. Если обнаруженная цель представляет особый интерес, то размер строба может быть увеличен для длительного слежения за целью и получения информации в процессе длительного слежения. По результатам классификации каждой цели измеряют классификационные признаки, которые заносят в табло результатов и формируют пространственное и временное отображение классифицируемой цели. Все это передается в банк классификации, а оператору отображают наиболее опасные цели.Procedures for processing sonar information in existing detection systems determine the presence of an echo signal from an object by the magnitude of the excess of the selected threshold by the amplitude of the echo signal from the object, which is selected based on the signal / noise ratio. Thus, the criterion is the excess of the measured echo level over the measured interference level. The classification problem is solved by highlighting all the classification features that characterize the goal with its presence or absence. In digital processing systems, thinning of input information is necessary in order to limit the volumes of transmitted arrays for display, and special processing associated with normalization and centering is applied to ensure uniform presentation formats for digital information. As a rule, rationing and centering, carried out sequentially for each set of digital samples, adversely affects the preservation of the initial ratio between the minimum and maximum amplitudes of the echo signals from individual reflectors over the entire duration of the echo signal from the target, the initial input information is distorted, which affects the reliability of the classification when choosing thresholds. Therefore, centering and rationing cannot be used in sequential sets of digital samples in problems of simultaneous detection and classification. It is necessary to preserve the initial relationship between the individual components of the signal in the entire dynamic range during the entire radiation-reception cycle along the entire distance scale. However, after radiation there is a large level of volumetric reverberation, the amplitude of the signal of which will affect the indicator and create a bright screen illumination, which complicates the operator’s work and does not carry additional information. To eliminate this, a digital gain control is introduced, which reduces the amplitude of the input samples immediately after the radiation. The gain control depth is selected depending on the radiation power, the duration of the probing signal, which is associated with the required detection range and features of the work area, in particular, the depth and structure of the soil. Therefore, a rule is introduced to output digital samples to the indicator after the start of receiving input information. The amplitude of the output reference frame of reference, A = A / (T-K), where A is the amplitude of the reference output to indicator A frame of reference - the measured amplitude of the original digital reference r - parameter defined by the operator as depth adjustment gain K - Cycle number. Thus, with each processing cycle, i.e. with increasing distance, the gain control depth decreases. The maximum decrease in signal amplitude occurs immediately after radiation. As a rule, this does not significantly affect the further processing procedure. The values of G and K can be made adjustable parameters and set depending on the operating conditions. The threshold value is selected from the condition of ensuring the minimum value of the probability of missing an echo signal (A.N. Yakovlev, G.P. Kablov "Short-range sonars." Shipbuilding, L., 1983, pp. 100-120). This increases the likelihood of false alarm, which is further reduced by solving the classification problem. Based on the selected excess, the spatial channel M is determined, in which the amplitude exceeds the threshold, the reference amplitude and the reference time T, by which the gate is formed in time I and in space H to solve the classification classification of the reference that exceeds the threshold. For classification, select from the entire array the array that is enclosed in the selected strobe according to the specific measured value of M and T. The selected array in the strobe is passed to solve the classification problem. After solving the classification problem for the selected array, the solution of the classification problem for the next threshold is exceeded in another selected gate in the entire dynamic range of the possible existence of the signal. The operator can change the strobe size depending on the number of detected targets. If the number of echo signals is large, and the processing possibilities are limited, then the sizes of the strobe I and H can be reduced. If the detected target is of particular interest, then the size of the strobe can be increased for long-term tracking of the target and obtaining information during the long-term tracking. Based on the classification results of each goal, classification features are measured, which are entered in the scoreboard and form a spatial and temporal display of the classified target. All this is transferred to the classification bank, and the most dangerous goals are displayed to the operator.
Известно, что низкий порог обнаружения снижает вероятность пропуска цели, но увеличивает вероятность ложной тревоги, а система классификации своей работой снижает вероятность ложной тревоги, выделяет необходимые классификационные признаки, которые характеризуют и объект и помеху и принимает решение по обнаруженному превышению порога.It is known that a low detection threshold reduces the likelihood of missing a target, but increases the likelihood of a false alarm, and the classification system reduces the likelihood of false alarm with its work, identifies the necessary classification features that characterize both the object and the interference, and makes a decision on the detected excess of the threshold.
Таким образом, обеспечивается задача автоматического обнаружения эхосигнала от цели, которая минимизирует вероятность пропуска эхосигнала, и задача автоматической классификации автоматически обнаруженных эхосигналов практически по одной посылке для определенной группы классов.Thus, the task of automatically detecting an echo signal from a target, which minimizes the probability of missing an echo signal, and the task of automatically classifying automatically detected echo signals by almost one premise for a certain group of classes are provided.
Сущность изобретения поясняется фиг.1, на которой приведена блок-схема устройства, реализующая рассматриваемый способ.The invention is illustrated in figure 1, which shows a block diagram of a device that implements the considered method.
Антенна 1 через коммутатор 2 приема-передачи, систему 5 формирования характеристик направленности (СФХН) и систему 6 многоканальной обработки соединена со спецпроцессором 7. Спецпроцессор 7 содержит последовательно соединенные: блок 8 формирования временной регулировки усиления по входным отсчетам и вывод на индикатор, блок 9 формирования всего массива отсчетов, блок 10 выбора порога и обнаружения по превышению порога, блок 11 формирования строба классификации по всем обнаруженным объектам, систему 12 классификации, принятия решения и определения координат, блок 13 формирования банка классификации, отображения и управления. Блок 13 соединен с первым входом индикатора 14, на второй вход которого поступает сигнал от оператора из блока 15 принятия решения оператором. Второй выход блока 8 соединен с третьим входом индикатора 14. Второй выход блока 13 соединен через задающий генератор 4, усилитель мощности 3 со вторым входом коммутатора приема-передачи 2.Antenna 1 through the receive-transmit switch 2, the directivity characteristic formation system (SPS) 5 and the multi-channel processing system 6 is connected to the special processor 7. The special processor 7 contains serially connected: a block 8 for generating a temporary gain control for input samples and output to an indicator, a forming block 9 the entire array of samples, a block 10 for selecting a threshold and detection for exceeding a threshold, a block 11 for forming a classification gate for all detected objects, a system 12 for classifying, deciding and determining coordinate, block 13 of the formation of the bank classification, display and management. Block 13 is connected to the first input of indicator 14, the second input of which receives a signal from the operator from block 15 of the decision by the operator. The second output of block 8 is connected to the third input of the indicator 14. The second output of block 13 is connected through a master oscillator 4, a power amplifier 3 to the second input of the transmit-receive switch 2.
Предложенный способ с помощью устройства фиг.1 реализуется следующим образом.The proposed method using the device of figure 1 is implemented as follows.
С выхода блока 13 формирования банка классификации, принятия решения и управления поступает сигнал на задающий генератор 4. Сформированный зондирующий сигнала от задающего генератора 4 через усилитель мощности 3 поступает на коммутатор приема-передачи 2, передается на антенну 1 и излучается в водную среду. Задающий генератор, усилитель мощности и коммутатор приема-передачи являются известными устройствами, которые используются в патенте РФ №2225991 от 24.12.2001 г. и могут быть выполнены, например, по схеме, стр.39-41, Колчеданцев А.С. «Гидроакустические станции», Л., Судостроение, 1982 г.From the output of block 13 for forming a classification, decision-making and control bank, a signal is sent to the master oscillator 4. The generated sounding signal from the master oscillator 4 is transmitted through the power amplifier 3 to the receive-transmit switch 2, transmitted to the antenna 1, and radiated into the aquatic environment. The master oscillator, power amplifier, and the transmit-receive switch are known devices that are used in RF patent No. 2225991 of 12.24.2001 and can be performed, for example, according to the scheme, pages 39-41, A. Kolchedantsev “Hydroacoustic stations”, L., Shipbuilding, 1982
Отраженный эхосигнал принимается антенной 1 через коммутатор 2 и через систему 5 формирования характеристики направленности (СФХН) поступает на вход системы 6 многоканальной обработки. Антенна и система формирования характеристик направленности являются известными устройствами, рассмотренными, например, в Л.В.Орлов, А.А.Шабров. «Гидроакустическая аппаратура рыбопромыслового флота», Л., Судостроение, 1987 г., стр.116 или Смарышев М.Д. Добровольский Ю.Ю. «Гидроакустические антенны», Л., Судостроение, 1984 г. и используются в патенте РФ №2225991 от 24.12.2001 г.The reflected echo signal is received by the antenna 1 through the switch 2 and through the system 5 of the formation of the directivity pattern (SPS) is fed to the input of the multi-channel processing system 6. The antenna and the system for the formation of directivity characteristics are known devices considered, for example, in L.V. Orlov and A.A.Shabrov. “Hydroacoustic equipment of the fishing fleet”, L., Shipbuilding, 1987, p. 116 or Smaryshev M.D. Dobrovolsky Yu.Yu. “Hydroacoustic antennas”, L., Shipbuilding, 1984 and are used in RF patent No. 2225991 of 12.24.2001
С выхода каждого канала СФХН сигнал поступает на вход системы 6 многоканальной обработки, где происходит оптимальная обработка принятых эхосигналов. Система многоканальной обработки является известным устройством, приведенным, например, в В.С.Бурдик. «Анализ гидроакустических систем», Л., Судостроение, 1988 г., стр.365.From the output of each channel of the CPSF signal is fed to the input of the multi-channel processing system 6, where the optimal processing of the received echo signals takes place. A multi-channel processing system is a well-known device, given, for example, in V.S.Burdik. “Analysis of hydroacoustic systems”, L., Shipbuilding, 1988, p. 365.
В современных гидроакустических комплексах СФХН и системы многоканальной обработки реализуются с использованием цифровой вычислительной техники на спецпроцессорах, как это реализовано в патенте РФ №2225991 от 24.12.2001 г.In modern sonar complexes, the SPHN and multichannel processing systems are implemented using digital computer technology on special processors, as implemented in RF patent No. 2225991 of 12.24.2001.
С выхода системы 6 многоканальной обработки цифровые отсчеты последовательно по каждому каналу поступают в спецпроцессор 7, основной задачей которого является обнаружение объектов, отображение, измерение параметров и классификацию. Сигналы, преобразованные в цифровой вид, обрабатываются специальными цифровыми процессорами на основе разработанных алгоритмов (см. Ю.А.Корякин С.А.Смирнов Г.В.Яковлев. «Корабельная гидроакустическая техника», СПб., Наука, 2004 г., стр.164-176, стр.278-295). В процессоре реализуются все блоки предлагаемого устройства.From the output of the multi-channel processing system 6, digital samples are sequentially for each channel fed to a special processor 7, the main task of which is to detect objects, display, measure parameters and classify. Signals converted to digital form are processed by special digital processors based on the developed algorithms (see Yu.A. Koryakin, S. A. Smirnov, G.V. Yakovlev. “Shipborne hydroacoustic equipment”, St. Petersburg, Nauka, 2004, p. .164-176, pp. 278-295). The processor implements all the blocks of the proposed device.
В блоке 8 формируется временная регулировка усиления по входным отсчетам и осуществляется вывод на индикатор последовательного входного цифрового массива. Весь массив отсчетов с выхода многоканальной системы обработки последовательно через блок 8 передается в блок 9, где запоминается от начала излучения до окончания приема. По цифровым отсчетам первого цикла по всем пространственным каналам определяется порог в блоке 10 и сравнивается последовательно со всеми цифровыми отсчетами массива блока 9. Определяются отсчеты, превысившие порог, определяется их амплитуда, время и номер пространственного канала, где произошло превышение порога, которые передаются в блок 11, где формируется строб по всем обнаруженным объектам. Из блока 9 выбираются массивы, принадлежащие обнаруженному объекту в выделенном стробе, и последовательно передаются в блок 12 на классификацию. В системе 12 происходит выделение классификационных признаков и принятие решения о классе обнаруженного объекта в выбранном стробе. В этой же системе происходит определение координат объекта. Со всеми измеренными признаками и выработанным решением полученные данные передаются в блок 13 формирования банка классификации, где присваиваются номера целям и формируется массив отображения результатов классификации на индикаторе.In block 8, a temporary gain control is formed according to the input samples and a serial digital input array is output to the indicator. The entire array of samples from the output of the multi-channel processing system is sequentially transmitted through block 8 to block 9, where it is stored from the beginning of radiation to the end of reception. Using the digital samples of the first cycle, the threshold in block 10 is determined for all spatial channels and compared sequentially with all digital samples of the array of block 9. The samples that exceed the threshold are determined, their amplitude, time and number of the spatial channel where the threshold is exceeded are determined, which are transmitted to the block 11, where a strobe is formed for all detected objects. Arrays belonging to the detected object in the selected strobe are selected from block 9, and sequentially transferred to block 12 for classification. In system 12, classification features are selected and a decision is made on the class of the detected object in the selected gate. In the same system, the coordinates of the object are determined. With all the measured signs and the decision worked out, the obtained data is transferred to the classification bank forming unit 13, where numbers are assigned to the goals and an array of displaying the classification results on the indicator is formed.
Система классификации, принятия решения, определения координат может быть выполнена, например, по патенту РФ 2465618. В настоящее время практически вся гидроакустическая аппаратура выполняется на спецпроцессорах, где производят в цифровом виде формирование характеристик направленности, многоканальную обработку и обнаружение сигнала, а также классификацию и принятие решения о цели. Эти вопросы достаточно подробно рассмотрены в книге «Применение цифровой обработки сигналов» п/р Оппенгейма, М., Мир, 1980 г. и см. Ю.А.Корякин С.А.Смирнов Г.В.Яковлев. «Корабельная гидроакустическая техника», СПб., Наука, 2004 г., стр.164-176, стр.278-295.The system of classification, decision making, determination of coordinates can be performed, for example, according to the patent of the Russian Federation 2465618. At present, almost all hydroacoustic equipment is performed on special processors, where the directivity characteristics are formed in digital form, multichannel processing and signal detection, as well as classification and acceptance decisions about the goal. These issues are considered in sufficient detail in the book “The Use of Digital Signal Processing”, p / r Oppenheim, M., Mir, 1980, and see Yu.A. Koryakin, S. A. Smirnov, G. V. Yakovlev. “Ship hydroacoustic equipment”, St. Petersburg, Nauka, 2004, pp. 164-176, pp. 278-295.
Таким образом, используя последовательную процедуру обработки поступающих цифровых отсчетов можно обнаруживать эхосигналы, превысившие порог, который обеспечивает минимальную вероятность пропуска эхосигнала от цели и по первой же посылке автоматическую классификацию обнаруженных целей и автоматическое измерение координат, и предоставлять все эти данные на индикатор по мере обнаружения превышения порога.Thus, using the sequential processing of incoming digital samples, it is possible to detect echoes that exceed a threshold that provides the minimum probability of an echo missed from the target and, upon the first sending, automatically classifies the detected targets and automatically measures coordinates, and provide all this data to the indicator as it detects an excess the threshold.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013125634/28A RU2529441C1 (en) | 2013-06-03 | 2013-06-03 | Method of processing sonar information |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013125634/28A RU2529441C1 (en) | 2013-06-03 | 2013-06-03 | Method of processing sonar information |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2529441C1 true RU2529441C1 (en) | 2014-09-27 |
Family
ID=51656691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013125634/28A RU2529441C1 (en) | 2013-06-03 | 2013-06-03 | Method of processing sonar information |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2529441C1 (en) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2602759C1 (en) * | 2015-09-07 | 2016-11-20 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Method of object in aqueous medium automatic detection and classification |
| RU2603228C1 (en) * | 2015-07-10 | 2016-11-27 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Method of processing sonar information |
| RU2625716C1 (en) * | 2016-09-08 | 2017-07-18 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Method of measuring sound on route |
| RU2649655C1 (en) * | 2017-02-27 | 2018-04-04 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Sonar with echo signals listening path |
| RU2657121C1 (en) * | 2017-05-26 | 2018-06-08 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Method of processing sonar information |
| RU2660081C1 (en) * | 2017-07-17 | 2018-07-04 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Method of processing sonar information |
| RU2694269C1 (en) * | 2018-06-22 | 2019-07-11 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Method for processing sonar information |
| RU2697937C1 (en) * | 2018-04-12 | 2019-08-21 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Sonar method of detecting an object and measuring its parameters |
| RU2791152C1 (en) * | 2022-06-17 | 2023-03-03 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Sonar method for object classification |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2251310A (en) * | 1990-12-14 | 1992-07-01 | Westinghouse Electric Corp | Method for detecting and classifying features in sonar images |
| RU2242021C2 (en) * | 2002-07-15 | 2004-12-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" | Sonar method for detection of underwater objects moving at low radial velocity in controlled water area and sonar circular scanning station realizing this method |
| RU2271551C2 (en) * | 2004-02-20 | 2006-03-10 | Дмитрий Дмитриевич Кашуба | Method for detecting underwater objects and device for realization of said method |
| RU2308052C1 (en) * | 2005-12-28 | 2007-10-10 | Сергей Алексеевич Бахарев | Method for detection, identification and determination of space coordinates of objects at surfacing of underwater vehicle |
| RU2461020C1 (en) * | 2011-06-09 | 2012-09-10 | ОАО "Концерн "Океанприбор" | Method for automatic classification |
| RU2466419C1 (en) * | 2011-06-29 | 2012-11-10 | Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" | Method of classifying sonar echo signal |
| RU2473924C1 (en) * | 2011-10-03 | 2013-01-27 | Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" | Method of detecting and classifying signal from target |
-
2013
- 2013-06-03 RU RU2013125634/28A patent/RU2529441C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2251310A (en) * | 1990-12-14 | 1992-07-01 | Westinghouse Electric Corp | Method for detecting and classifying features in sonar images |
| RU2242021C2 (en) * | 2002-07-15 | 2004-12-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" | Sonar method for detection of underwater objects moving at low radial velocity in controlled water area and sonar circular scanning station realizing this method |
| RU2271551C2 (en) * | 2004-02-20 | 2006-03-10 | Дмитрий Дмитриевич Кашуба | Method for detecting underwater objects and device for realization of said method |
| RU2308052C1 (en) * | 2005-12-28 | 2007-10-10 | Сергей Алексеевич Бахарев | Method for detection, identification and determination of space coordinates of objects at surfacing of underwater vehicle |
| RU2461020C1 (en) * | 2011-06-09 | 2012-09-10 | ОАО "Концерн "Океанприбор" | Method for automatic classification |
| RU2466419C1 (en) * | 2011-06-29 | 2012-11-10 | Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" | Method of classifying sonar echo signal |
| RU2473924C1 (en) * | 2011-10-03 | 2013-01-27 | Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" | Method of detecting and classifying signal from target |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2603228C1 (en) * | 2015-07-10 | 2016-11-27 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Method of processing sonar information |
| RU2602759C1 (en) * | 2015-09-07 | 2016-11-20 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Method of object in aqueous medium automatic detection and classification |
| RU2625716C1 (en) * | 2016-09-08 | 2017-07-18 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Method of measuring sound on route |
| RU2649655C1 (en) * | 2017-02-27 | 2018-04-04 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Sonar with echo signals listening path |
| RU2657121C1 (en) * | 2017-05-26 | 2018-06-08 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Method of processing sonar information |
| RU2660081C1 (en) * | 2017-07-17 | 2018-07-04 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Method of processing sonar information |
| RU2697937C1 (en) * | 2018-04-12 | 2019-08-21 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Sonar method of detecting an object and measuring its parameters |
| RU2694269C1 (en) * | 2018-06-22 | 2019-07-11 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Method for processing sonar information |
| RU2791152C1 (en) * | 2022-06-17 | 2023-03-03 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Sonar method for object classification |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2529441C1 (en) | Method of processing sonar information | |
| Zimmer et al. | Passive acoustic detection of deep-diving beaked whales | |
| RU2528556C1 (en) | Method of processing sonar echo signal | |
| RU2473924C1 (en) | Method of detecting and classifying signal from target | |
| Madsen et al. | Recording and quantification of ultrasonic echolocation clicks from free-ranging toothed whales | |
| RU2590933C1 (en) | Device for obtaining information on noisy object in sea | |
| RU2461020C1 (en) | Method for automatic classification | |
| RU2634787C1 (en) | Method of detecting local object against background of distributed interference | |
| Ward et al. | Beaked whale (Mesoplodon densirostris) passive acoustic detection in increasing ambient noise | |
| RU2654365C1 (en) | Device for obtaining information on noisy object in sea | |
| RU2711406C1 (en) | Method of classification of hydro acoustic signals of marine objects noise emission | |
| RU2537472C1 (en) | Hydroacoustic system for detecting submerged moving sound source and measuring coordinates thereof in shallow sea | |
| US6714481B1 (en) | System and method for active sonar signal detection and classification | |
| RU2550576C1 (en) | Method to measure distance to noisy object | |
| RU2465618C1 (en) | Automatic classification system of short-range hydrolocator | |
| RU114169U1 (en) | ACTIVE HYDROLOCATOR | |
| RU2626295C1 (en) | Automatic detection and classification system of short-range sonar | |
| RU2624826C1 (en) | Method of classification of objects adapted to hydroacoustic conditions | |
| RU92201U1 (en) | ACTIVE HYDROLOCATOR | |
| RU2724962C1 (en) | Method of determining coordinates of a marine noisy target | |
| Dubrovinskaya et al. | Anchorless underwater acoustic localization | |
| RU2723145C1 (en) | Method and device for detecting noisy objects in the sea with onboard antenna | |
| RU2460088C1 (en) | Method of detecting local object on background of distributed interference | |
| RU2650419C1 (en) | Sonar method of classification of underwater objects in a controlled area | |
| RU178905U1 (en) | MULTI-BEAM SCIENTIFIC ECHO SOUNDER FOR ACCOUNTING WATER BIORESOURCES |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180604 |