[發(fā)明專利]一種自動(dòng)獲取船舶螺旋槳變速旋轉(zhuǎn)時(shí)間區(qū)間方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310347247.6
• 申請日: 2013-08-12
• 公開（公告）號: CN103412298A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）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(quán)）人: 中國兵器科學(xué)研究院
• 主分類號: G01S7/539
• 分類號: G01S7/539
• 代理公司: 中國兵器工業(yè)集團(tuán)公司專利中心 11011
• 代理人: 劉東升

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水聲信號處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自動(dòng)獲取船舶螺旋槳變速旋轉(zhuǎn)時(shí)間區(qū)間方法。

背景技術(shù)

船舶在進(jìn)出港口時(shí)，通常會(huì)經(jīng)歷航速變化等復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)過程。加速離港或減速進(jìn)港是它們的典型運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。螺旋槳旋轉(zhuǎn)速度變化的快慢，與船舶的類別有著一定的聯(lián)系，若能夠獲取螺旋槳處于加速或減速旋轉(zhuǎn)過程中所輻射的空化噪聲數(shù)據(jù)，則可以通過基于分?jǐn)?shù)階傅里葉變換等的信號處理的方法從中提取螺旋槳旋轉(zhuǎn)速度的變化特征，從而可用于進(jìn)一步提升港口水域被動(dòng)水聲探測系統(tǒng)區(qū)分不同類型船舶的能力。

然而，對于無人值守的被動(dòng)水聲探測系統(tǒng)而言，采用現(xiàn)有的水聲信號處理流程，不能夠自動(dòng)識(shí)別螺旋槳處于變速旋轉(zhuǎn)的過程。螺旋槳完全處于加速或減速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的船舶輻射噪聲數(shù)據(jù)。由于螺旋槳空化噪聲幅度在勻速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下受周期信號調(diào)制，而在加速或減速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下受chirp周期信號調(diào)制，因此在提取螺旋槳轉(zhuǎn)速特征時(shí)，應(yīng)該將螺旋槳變速旋轉(zhuǎn)時(shí)接收的信號與勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)接收的信號分開處理，并且應(yīng)采用不同的特征提取方法。若不進(jìn)行區(qū)分而直接運(yùn)用基于分?jǐn)?shù)階傅里葉變換等的方法處理包絡(luò)解調(diào)后輸出的信號，由于無法在整個(gè)觀測時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)調(diào)頻率的匹配，因此得到的特征提取結(jié)果會(huì)產(chǎn)生非常大的估計(jì)誤差，不能獲取準(zhǔn)確螺旋槳旋轉(zhuǎn)速度變化特征值。因此，如何從觀測時(shí)間內(nèi)接收到的船舶輻射噪聲信號中，運(yùn)用恰當(dāng)?shù)男盘柼幚砹鞒蹋_識(shí)別出螺旋槳變速旋轉(zhuǎn)的起止時(shí)間，是正確提取螺旋槳旋轉(zhuǎn)速度變化特征的先決條件。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：如何針對無人值守的被動(dòng)水聲探測系統(tǒng)無法自動(dòng)獲取船舶螺旋槳完全處于加速或減速旋轉(zhuǎn)過程時(shí)的船舶水下輻射噪聲信號問題，提出一種自動(dòng)獲取船舶螺旋槳變速旋轉(zhuǎn)時(shí)間區(qū)間的方法。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種自動(dòng)獲取船舶螺旋槳變速旋轉(zhuǎn)時(shí)間區(qū)間方法，包括以下步驟：

S1、對采樣后的觀測信號r(n)依次進(jìn)行帶通濾波、絕對值包絡(luò)檢波，并消除直流分量，得到包絡(luò)信號，其中，所述絕對值包絡(luò)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(diǎn)數(shù)，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表示取整函數(shù)，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：