[發明專利]一種自動獲取船舶螺旋槳變速旋轉時間區間方法

在審

• 申請號: 201310347247.6
• 申請日: 2013-08-12
• 公開（公告）號: CN103412298A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 馮源;王建峰;茹麗妙;劉靜;陳科;孟紅;黃丹;田建輝;王曉森;楊蔚青;劇冬梅;唐銳
• 申請（專利權）人: 中國兵器科學研究院
• 主分類號: G01S7/539
• 分類號: G01S7/539
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 劉東升

1.一種自動獲取船舶螺旋槳變速旋轉時間區間方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、對采樣后的觀測信號r(n)依次進行帶通濾波、絕對值包絡檢波，并消除直流分量，得到包絡信號，其中，n為正整數，所述絕對值包絡檢波的過程為：

E0(l)=1M∑j=1M|r(Mn+j)|---(1)]]>

其中M是絕對值檢波的平均點數，滿足：

M≤int(F_s/f_h)???????????????????????????????????(2)

式(2)中F_S為采樣頻率，f_h是帶通濾波器的最高頻率，int表示取整，在絕對值檢波后，采樣率降為F_S/M；

消除直流分量的過程為：

E(l)=E0(l)-1L∑l=1LE0(l)---(3)]]>

式中L是E₀(l)的點數；

S2、以寬度為T_W的滑動窗對E(l)進行截取，然后依次進行2^K點快速傅里葉變換和頻域恒虛警率處理，K為正整數，經頻域恒虛警率處理后超過閾值的點保留，低于閾值的點置零，再對輸出結果進行灰度轉換，形成一行調制包絡譜分析結果，頻域恒虛警率處理的閾值Th由公式(4)確定：

Th＝m+dσ?????????????????????????????????????????(4)

式(4)中d是由恒虛警概率決定的檢測因子，m為無船舶目標時經步驟S1處理后頻譜幅度值的均值，σ為無船舶目標時經步驟S1處理后頻譜幅度值的方差；

S3、以步進時間t_D將滑動窗進行滑動，重復步驟S2，獲得多行調制包絡譜分析結果，并形成瀑布圖的形式，從而獲得包絡譜瀑布圖，記為G(x，y)，其中x＝X₁，X₁+1，…，X_H和y＝1，2…Y分別代表時間和頻率軸上的變量：

X1=int(2K-1MFl/Fs)XH=int(2K-1MFh/Fs)H=XH-X1+1Y=int((T-TW)/tD)---(5)]]>

式(5)中(F_l，F_h)為步驟S1的處理過程所分析的頻率范圍，T為觀測信號r(n)的總觀測時間；

S4、初始化標志位：Y1＝0，Y2＝Y，W1＝0，W2＝Y；

S5、對G(x，y)進行0角度的Radon變換，并將Radon變換的橫坐標s轉換成頻率號x，轉換公式為：

x=int(2K-1M(Fh+Fl)FS)+s---(6)]]>

從而得到隨頻率變化的0角度Radon變換輸出R(x)；

S6、對R(x)的峰值進行分析：

若R(x)＝0，變速時間區間識別過程結束；

當R(x)≠0時，確定R(x)最大值的位置，即峰值位置的頻率號x_M，并計算該峰值位置兩側相臨的連續超過該峰值一半的頻率點數N_P，以獲得譜峰寬度：

WR=NPFS2KM---(7)]]>

若譜峰寬度大于預設的線譜寬度門限Th_W，轉到步驟S8；

若譜峰寬度小于設定的線譜寬度門限Th_W，執行步驟S7；

S7、將螺旋槳勻速旋轉與螺旋槳變速旋轉的時間段進行區分：

對G(x，y)沿頻率號x_M所代表的線譜按時間從前向后進行譜線跟蹤，Y1取最先跟蹤到線譜的行數，Y2取最后跟蹤到線譜的行數，跟蹤的實現方法為：對第y行及其兩側相鄰的預設Y_W行中搜索G(x，y)在x_M±x_P范圍內的非零值，其中x_P為允許頻率的抖動頻點數，若非零值的個數Y_N與Y_W+1的比值大于0.5，則認為第y行跟蹤到線譜，否則認為第y行未跟蹤到線譜；

若Y1≥0，Y2＝Y，變速時間區間識別過程結束；

若Y1≥0，Y2＝Y_R≥Y1，將G(x，y)的前Y_R行的頻譜值置零，即G(x，y∈[0，Y_R])＝0，并置標志位W1＝Y_R，并返回步驟S5；

若Y2≤Y，0＜Y1＝Y_R≤Y2，將G(x，y)的后Y-Y_R行的頻譜值置零，即G(x，y∈[Y_R+1，Y])＝0，并置標志位W2＝Y_R，并返回步驟S6；

S8、根據W1和W2的值計算螺旋槳加速或減速旋轉時間段對應的起始采樣點數K₁和結束采樣點數K₂分別為：

K1=FStDW1+1K2=FS(W2·tD+TW)---(8).]]>

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述T_W取秒級，步進t_D取T_W/100，Th_W取頻率分辨率1/T_W的3至6倍。