[發(fā)明專利]一種基于信息融合的超聲相控陣方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410082361.5
• 申請日: 2014-03-07
• 公開（公告）號: CN103870686A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 詹湘琳;蔡玉杰;劉岱;劉濤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國民航大學(xué)
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 天津中環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 12105
• 代理人: 莫琪

1.一種基于信息融合的超聲相控陣方法，其特征在于，包括以下步驟：

???（一）超聲相控陣探頭的各個陣元依次單獨采集信號，每個陣元采集到的所有信號組成一個數(shù)組，得到多個數(shù)組；

??（二）分位圖法的建立

???1）各陣元采集得到的信號組成的各數(shù)組元素都由小到大排列，求出每個數(shù)組的中位數(shù)M、上四分位數(shù)F1、下四分位數(shù)F2；

???2）求出信號保留區(qū)間（P1，P2），其中dF=F2-F1，P1=F1-a/2*dF，P2=F2+a/2*dF，其中a為經(jīng)驗值常數(shù)；各數(shù)組元素在區(qū)間內(nèi)的保留，在區(qū)間外的剔除，得到比原來數(shù)組元素個數(shù)少的新數(shù)組，數(shù)組的大小就是最佳融合數(shù)；

???（三）貝葉斯估計的建立

???1）經(jīng)過分位圖法可以得到新的數(shù)組，求出每個新數(shù)組的m個元素彼此之間的置信距離測度????????????????????????????????????????????????（i,j=1,2,...,n），組成置信矩陣D，；其中，,是在第i個樣本值取的條件下的概率密度，是第i個樣本值的方差；令，經(jīng)過數(shù)學(xué)推導(dǎo)得，，其中，是標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的概率，b表示變量t的上限；

???2）?求出關(guān)系矩陣R，R是由組成，，其中，，其中，是第i個樣本與第j個樣本的相關(guān)系數(shù)，是置信距離測度的界線值；

???3）由關(guān)系矩陣R，得到每個數(shù)組參加信息融合的最佳融合數(shù)據(jù)集；

???4）依新數(shù)組各元素的pdf（概率密度）曲線作為各特征函數(shù)，記為p(x)；

???5）求出決策函數(shù)，其中是來自總體X的樣本值；

???6）由決策函數(shù)求出風(fēng)險函數(shù)，其中是參數(shù)，即所要求的融合結(jié)果，是損失函數(shù)的二次式；

???7）對風(fēng)險函數(shù)求平均，得到?jīng)Q策函數(shù)的貝葉斯風(fēng)險B,其中，

?，h(u)是參數(shù)的先驗分布密度；

????8）若有使得，則稱為參數(shù)u的貝葉斯估計量，也稱為最優(yōu)估計；

9）損失函數(shù)取二次式，則u的貝葉斯估計量為；要想求出估計量，只要求出即可；其中，，

令，其中，是正則化因子，則

，其中是第個樣本的標(biāo)準(zhǔn)差，是所有樣本的整體標(biāo)準(zhǔn)差，是樣本均值；由于我們采集的數(shù)據(jù)波形并不是標(biāo)準(zhǔn)的正態(tài)分布，特征函數(shù)p(x)很難直接求出，所以我們采用以下步驟推導(dǎo)出所要求的最優(yōu)估計；

????10）?假設(shè)服從正態(tài)分布，其中是正態(tài)分布的均值，是正態(tài)分布的方差；所以，,由以上兩式比較，得；

????11）通過以上推導(dǎo)，得到參數(shù)u的貝葉斯估計為，即，也就是超聲相控陣陣元得到的最優(yōu)息融合結(jié)果。