[發明專利]一種目標識別的方法和系統

在審

• 申請號: 201610009355.6
• 申請日: 2016-01-07
• 公開（公告）號: CN105678263A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 許楓;溫濤;安旭東;閆路
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 北京億騰知識產權代理事務所 11309
• 代理人: 陳霽

技術領域

本發明涉及目標識別的技術領域，特別涉及一種目標識別的方法 和系統。

背景技術

在大范圍水域的水下安保中，過去多采用單基地聲納組網探測系 統進行水下目標探測，僅能夠利用目標的后向散射特性，組網時需要 的聲納數目多，環境適應性差。而且提取的某些特征往往受目標姿態 變化的影響較大，具有不穩定性，僅僅利用一個角度的目標信息往往 很難將目標識別出來。采用多基地聲納組網技術可以同時獲得目標在 多個角度的信息，同時利用目標的側向、后向散射信息，同單基地聲 納組網相比，能夠在單幀內獲得更多的新的可用目標信息，縮短對入 侵目標的探測、識別時間。特征提取是目標識別分類的關鍵環節，目 標特征的提取和選擇的有效性直接關系到目標識別分類結果的正確 性。在多基地聲納系統中，由于聲波入射和散射方向的差異，同一水 下小目標的同一特征向量在不同接收端存在差異，這是識別目標類型 的重要依據。所以，在對小目標進行識別時，應該找到與入射角、散 射角和分置角等相關的特征向量。

Sairajan等人將蛙人簡化為具有理想散射特性的有限長圓柱，并 且對蛙人散射模型進行了理論和實驗研究，但是其并未將結果應用于 蛙人目標的識別中。

BrianH.Houston等人利用了寬帶低頻信號測量了單基地下不同 頻率下蛙人呼吸氣瓶的多角度后向散射特性，并提出在實際蛙人探測 中，利用目標經過防護區時目標散射強度的變化進行目標識別的方法， 但是該實驗未采用多基地聲納系統，不能同時利用目標的前向、側向、 后向散射信息，也就不能夠在單幀內獲得更多的新的可用目標信息， 對入侵目標的探測、識別時間長。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：如何在短時間內獲得更多的可用目 標信息，同時提高目標的識別率。

為解決上述技術問題，第一方面，本發明提供了一種目標識別的 方法，所述方法包括：

獲取每個所述目標多個角度的目標強度信息；

將所述每個角度的目標強度信息分別融合成為與所述每個角度 相對應的第一組合特征向量，并提取所述多個第一組合特征向量的均 值、方差、矩特征；

將所述每組的均值、方差、矩特征分別融合成為與所述每個角度 相對應的第二組合特征向量；

將所述多個第二組合特征向量輸入到支持向量機分類器中,利用 所述支持向量機分類器完成每個所述目標的識別。

其中，所述獲取每個所述目標多個角度的目標強度信息采用了多 基地聲納系統。

其中，所述多個角度包括前向、側向和后向。

優選地，每個所述目標多個角度的目標強度信息為每個目標在同 一時刻多個角度的目標強度信息。

優選地，所述獲取每個所述目標多個角度的目標強度信息，包括：

向水體中的每個所述目標發送窄帶脈沖信號；

接收每個所述目標在不同角度上的第一回波信號；

對所述第一回波信號進行預處理，得到第二回波信號；所述預處 理包括，帶通濾波和所述第一回波信號的截取；

根據所述第二回波信號，利用直接法測量每個所述目標在不同角 度上的目標強度信息。

其中，所述矩特征包括一階矩特征和二階矩特征。

另一方面，本發明提供了一種目標識別的系統，所述系統包括：

獲取單元，所述獲取單元用于獲取每個所述目標多個角度的目標 強度信息；

提取單元，所述提取單元用于將所述每個角度的目標強度信息分 別融合成為與所述每個角度相對應的第一組合特征向量，并提取所述 多個第一組合特征向量的均值、方差、矩特征；

融合單元，所述融合單元用于將所述每組的均值、方差、矩特征 分別融合成為與所述每個角度相對應的第二組合特征向量；

識別單元，所述識別單元用于將所述多個第二組合特征向量輸入 到支持向量機分類器中,利用所述支持向量機分類器完成每個所述目 標的識別。

其中，所述獲取單元采用了多基地聲納系統。

其中，所述多個角度包括前向、側向和/后向。

優選地，每個所述目標多個角度的目標強度信息為每個目標在同 一時刻多個角度的目標強度信息。