[發(fā)明專利]適用于聲吶一維距離像穩(wěn)定特征提取的雜亂脈沖去除方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510502805.0
• 申請日: 2015-08-14
• 公開（公告）號: CN105093209B
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發(fā)明（設計）人: 王峰;蔣德富
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學
• 主分類號: G01S7/52
• 分類號: G01S7/52;G01S7/527
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司32224
• 代理人: 董建林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聲吶技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于聲吶一維距離像穩(wěn)定特征提取的雜亂脈沖去除方法。

背景技術(shù)

聲吶系統(tǒng)往往受到多種雜亂聲脈沖影響，雜亂聲波脈沖對于聲吶回聲檢測形成強烈影響，使其無法完成物體檢測。這是由于常規(guī)聲吶采用自適應波束形成等技術(shù)，不適用于雜亂聲脈沖的處理。主要是該類雜亂聲脈沖的到達空域可能來自不同的方向，造成自適應波束形成等算法不能收斂。所以，需要開發(fā)新的方法，去除雜亂聲脈沖。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，針對聲納回聲距離信息轉(zhuǎn)化的頻率信息維度，提供一種雜亂脈沖去除方法，去除聲吶中的雜亂脈沖，從而獲得一種純凈的時頻域聲納回聲信號。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種適用于聲吶一維距離像穩(wěn)定特征提取的雜亂脈沖去除方法，包括：

S101、聲吶發(fā)射周期線性調(diào)頻連續(xù)波信號，并接收回聲信號，其中，所述回聲信號包括雜亂脈沖和所述線性調(diào)頻脈沖信號經(jīng)物體反射后形成的回聲脈沖；

S102、對所述回聲信號進行Stretch處理，得到頻域回聲信號；

S103、對所述頻域回聲信號進行門限檢測，篩選出過第一門限值的N₁個頻點

S104、重復S103，篩選出過第一門限值的另外N₂個頻點

S105、兩兩對應比較W與U中各元素，若二者差值的絕對值小于或等于第二門限值，且S_i/ρ的比值大于第三門限值，則判斷為物體回聲，其余值判斷為雜亂聲脈沖；其中，S_i表示當前頻點對應的脈沖的各采樣點的能量平均值，ρ表示低于第一門限值的頻點對應的脈沖的各采樣點值的平均值。

進一步的，所述聲吶發(fā)射周期線性調(diào)頻連續(xù)波信號，并接收回聲信號，具體包括：

聲吶發(fā)射周期線性調(diào)頻連續(xù)波信號，其中，所述線性調(diào)頻脈沖信號為式中，t為時間變量，f_c為載頻，ξ為調(diào)頻斜率，T為調(diào)頻連續(xù)波周期，rect[·]表示周期方波的一個周期；

聲吶接收多個物體的回聲信號，其中，所述多個物體回聲信號為式中，α_i為第i個回聲脈沖的幅度復系數(shù)，τ_i為第i個回聲脈沖的時延，n(t)為聲吶的接收通道噪聲，M為回聲物體的個數(shù)。

進一步的，對所述回聲信號進行Stretch處理，得到頻域回聲信號，具體包括：

令為周期連續(xù)波變換函數(shù)，對所述回聲信號進行Stretch處理，得到信號z(t)，即

式中0<t<N·T，N表示發(fā)射調(diào)頻連續(xù)波的所有周期個數(shù)；

選取所述信號z(t)其中的一段進行傅里葉變換，得到頻域回聲信號，其中，所述頻域回聲信號為α為整數(shù)或分數(shù)，即選取的傅里葉變換的數(shù)據(jù)長度是周期T的整數(shù)倍或者是分數(shù)倍。

進一步的，對所述頻域回聲信號進行門限檢測，篩選出過第一門限值的N₁個頻點具體包括：

求取所述頻域回聲信號的包絡式中，y_I(ω)與y_Q(ω)為頻域回波信號y(ω)的實部與虛部；

篩選出滿足A(ω)>σ時ω的N₁個取值，作為過第一門限值的N₁個頻點其中，σ為第一門限值。

本發(fā)明利用雜亂聲脈沖在頻域位置不確定，而經(jīng)物體反射的回聲信號在兩個連續(xù)波回聲期間頻域無變化的特點，通過門限位置的判斷，確定物體回聲，從而達到去除雜亂聲脈沖的目的，本發(fā)明去除雜亂聲脈沖的效果好。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明提供的適用于聲吶一維距離像穩(wěn)定特征提取的雜亂脈沖去除方法的一個實施例的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明提供的聲吶信號的發(fā)射信號形式；

圖3為Stretch處理后的信號形式；

圖4是經(jīng)本發(fā)明提供的聲吶雜亂脈沖去除方法處理后，第一個比較周期所獲得的物體回聲頻域特性圖。

圖5是經(jīng)本發(fā)明提供的聲吶雜亂脈沖去除方法處理后，第二個比較周期所獲得的物體回聲頻域特性圖。

具體實施方式