专利汇可以提供一种矢量水听器线谱自动检测与判决方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种矢量 水 听器 线谱自动检测与判决方法,涉及水声 信号 处理与信号检测技术领域,是能够通过幅度与方位的变化判断运动目标的存在,有效发挥水下目标线谱检测的应有效果,其检测技术可靠、虚警率低。本发明的技术方案包括如下步骤:获取矢量水听器接收的每一 帧 矢量数据,求解每一帧数量数据的平均声强谱,采用斜率 门 限与峰高门限从平均声强谱中提取线谱,线谱由线谱 频率 组成。从第2帧矢量数据开始,将每一帧矢量数据的线谱频率与之前帧矢量数据的线谱频率相比较,其中满足多普勒容限的线谱频率归为同一目标的线谱。对属于同一目标的线谱频率进行比较判断,若存在正向幅度变化以及单调方位变化,则判断目标存在,发出报警信号。,下面是一种矢量水听器线谱自动检测与判决方法专利的具体信息内容。
1.一种矢量水听器线谱自动检测与判决方法,其特征在于,包括如下步骤:
获取所述矢量水听器接收的每一帧矢量数据,求解每一帧数量数据的平均声强谱,采用斜率门限与峰高门限从所述平均声强谱中提取线谱,线谱由线谱频率组成;
从第2帧矢量数据开始,将每一帧矢量数据的线谱频率与之前帧矢量数据的线谱频率相比较,其中满足多普勒容限的线谱频率归为同一目标的线谱;
对属于同一目标的线谱频率进行比较判断,若存在正向幅度变化以及单调方位变化,则判断目标存在,发出报警信号。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取所述矢量水听器接收的每一帧矢量数据,求解每一帧数量数据的平均声强谱,采用斜率门限与峰高门限从所述平均声强谱中提取线谱,线谱由线谱频率组成,具体为:
S0、对所述矢量水听器接收的一帧矢量数据包括声压p(n)、振速vx(n)、振速vy(n),其中n=0,…,N-1,n为采样点,N为一帧数据的长度;
所述矢量水听器的振速轴包括x轴y轴和z轴,其中x轴和y轴为水平面上的轴、z轴为垂直方向的轴;
顺次取每一帧矢量数据作为当前处理帧,执行如下步骤S1~S3:
S1、把当前处理帧的N点数据分为L段,每段M点,段与段之间有重叠,重叠部分占每段设定比例,则分段数为
式中符号 表示向下取整;
当前处理帧的第l段(l=0,1,…,L-1)数据的互功率谱为
Cxl(k)=Pl*(k)Vxl(k)
Cyl(k)=Pl*(k)Vyl(k),k=0,1,…,M-1
式中Pl(k)是p(n)数据第l段(l=0,1,…,L-1)的快速傅里叶变换(FFT)结果,Vxl(k)是vx(n)数据第l段的FFT结果,Vyl(k)是vy(n)数据第l段的FFT结果。
分别对L段Cxl(k)与Cyl(k)做平均,得到x轴与y轴方向的平均互功率谱为Cx(k)与Cy(k),k为频率点;分别取Cx(k)与Cy(k)实部,得到Ix(k)与Iy(k);
S2、对当前处理帧求平均声强谱I0;
S3、求平均声功率谱I0(k)的连续谱背景B(k),k=0,1,…,M-1;求平均声功率谱I0(k)的差分得到Y(k),k=0,1,…,M-2。对Y(k),k=0,1,…,M-2逐点与设定的斜率门限进行比较,记录所有Y(k-1)>C0且Y(k)<-C0的点的序号ki和相应的声功率谱幅度I0(ki),其中C0为斜率门限,为正数;
取满足条件I0(ki)/B(ki)≥C1的ki,得到共K个满足条件的ki,记为序列k’0,k’1,…,k'K-1;
其中C1为设定的峰高门限;
k’0,k’1,…,k'K-1为当前处理帧中线谱的数字频率,转换为实际频率为:
其中fs是矢量水听器所处的水声监测系统对接收信号采样频率;
fj为线谱频率,j=0,1,…,K-1,则K个组成当前处理帧的线谱。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述从第2帧矢量数据开始,将每一帧矢量数据的线谱频率与之前帧矢量数据的线谱频率相比较,其中满足多普勒容限的线谱频率归为同一目标的线谱,具体为:
S4、取所述矢量水听器接收的第2帧矢量数据,第2帧数量数据的线谱中频率数量为K2,将第2帧矢量数据得到的每个线谱频率均与第1帧的K1个频率比较,在设定多普勒容限范围内的保留并归为同一目标的线谱,剩下的作为新出现的线谱保留;所述设定多普勒容限为其中v为目标运动速度,c是水下声速,f是根据水听器探测目标的类型估计的线谱频率;
S5、取所述矢量水听器接收的第3帧矢量数据,第3帧数量数据的线谱中频率数量为K3,将第3帧矢量数据得到的每个线谱频率均与第2帧的K2个频率比较,在所述设定多普勒容限范围内的保留并归为同一目标的线谱,剩下的作为新出现的线谱保留;
S6、取所述矢量水听器接收的第R帧矢量数据,R=4,5,…,长度为N点,第R帧矢量数据的线谱中频率数量为KR,把线谱频率依次与第R-1~R-p帧数据的线谱频率比较,在多普勒容限范围内的保留并归为同一目标的线谱,剩下的作为新出现的线谱保留;
p为设定比较帧数量门限,当R-p-1≥1时,对R-p-1帧数据的线谱,如果在后续R-p,…,R-2,R-1,R帧未再出现,则舍弃;
对于保留的线谱,记录其幅度I0(k0),同时根据下式计算方位
4.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述对属于同一目标的线谱频率进行比较判断,若存在正向幅度变化以及单调方位变化,则判断目标存在,发出报警信号,具体为:
S7、针对同一目标A的线谱,从获得第q帧线谱结果开始,在每一帧中均有目标A的线谱频率时,如果第q-8、q-7以及q-6帧中对应该目标A的幅度均值为I1,方位均值为φ1,第q-5、q-4以及q-3帧中对应该目标A幅度均值为I2,方位均值为φ2,第q-2、q-1以及q帧中对应目标A幅度均值为I3,方位均值为φ3,
q至少取9;
且满足如下条件:I3>I2>I1,且φ3>φ2>φ1或者φ3<φ2<φ1,则可判决目标A存在,可发出报警信号。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述S7之后还包括:
S8、若所有目标均不存在,则删掉第q-8帧的线谱结果,后续帧的线谱结果的帧序号依次前移;
继续获取矢量水听器的下一帧数据,按照S1~S4的方法提取所述下一阵数据的线谱,并将该帧的线谱结果作为第q帧线谱结果;
返回S7,直至能判决到存在目标为止。
标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
---|---|---|
一种车速检测方法、车速检测装置及可读存储介质 | 2020-05-08 | 741 |
一种基于噪声系数分析仪的噪声功率谱密度测量方法 | 2020-05-08 | 343 |
一种矢量水听器线谱自动检测与判决方法 | 2020-05-08 | 625 |
一种合作认知无线网络高能效资源分配方法 | 2020-05-11 | 43 |
一种矿井微地震观测系统设计及面波提取方法 | 2020-05-08 | 19 |
一种基于频域法的车致桥梁横向振动反应计算方法 | 2020-05-08 | 499 |
基于可穿戴脑电设备的伪迹去除和脑电信号质量评估方法 | 2020-05-11 | 678 |
一种波区相关性检测的远参考大地电磁阻抗计算方法 | 2020-05-11 | 379 |
一种风力发电机组稳态振动在线监测方法及监测系统 | 2020-05-11 | 314 |
一种在多环境要素作用下的作业人员人体效能实验系统 | 2020-05-08 | 635 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。