[發明專利]基于蝙蝠雙耳定位模型的水下目標方位估計方法

有效

• 申請號: 201611174414.1
• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN106526578B
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 劉華鋒
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十研究所
• 主分類號: G01S7/539
• 分類號: G01S7/539
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

1.一種基于蝙蝠雙耳定位模型的水下目標方位估計方法，其特征在于包括下述步驟：

1)根據聲吶系統所要求的發射信號頻段，計算發射信號的雙曲調頻參數K＝Tf_maxf_min/B，T為發射信號持續時間，f_max、f_min為發射信號的頻率最大值和最小值，B為發射信號帶寬；

2)根據處理頻段設置改進的雙耳定位模型的通道數目，平均每1KHz設置一個通道，并將通道中心頻率設置為雙曲變化；根據各通道中心頻率f_i(t)計算各通道間的中心時間差δp＝1/f_i+1(t)-1/f_i(t)，f_i+1為相鄰通道的中心頻率；結合δp求解提升外耳谷值頻率區間頻率分辨力的頻率要求，式中p_i為各通道的中心時間；

根據頻段內干涉峰值點理論位置和谷值點理論位置結合頻率要求確定外耳谷值頻率區間的頻率最大值，保證每個回波時延差至少對應外耳谷值頻率區間外的一個峰值點或者谷值點；式中，m、n為正整數，Δτ為回波間的時延差；

根據方位估計范圍和外耳傳輸函數計算外耳谷值頻率區間的頻率跨度，并結合頻率最大值計算外耳谷值頻率區間；EEDNF_L、EEDNF_R分別為左耳、右耳的外耳谷值頻率，A為方位角，E為俯仰角，F為頻率常數，等于外耳谷值頻率區間的中心頻率；

設置改進的雙耳定位模型的帶通濾波器組的階數、低通濾波器組階數及截止頻率，使得帶通濾波器輸出波形平滑、無極值點；帶通濾波器組階數不超過8階，低通濾波器組階數不超過2階，低通濾波器組截止頻率不超過3KHz；

設置濾波器組中各帶通濾波器的中心時間帶寬為各通道中心時間差δp的4到5倍；

3)仿真確定濾波器組積分時間變化范圍，取各通道積分時間的平均值作為積分時間；

4)計算改進的雙耳定位模型在通道融合時使用的參數PSR＝δp×K，通道間的融合初始模式通道間的融合偏移模式式中，p_n為各通道的中心時間，PD為相鄰通道間的中心時間，B_on、B_off分別為各通道的初始模式和偏移模式；

5)根據雙曲調頻信號參數設置全通基向量W_all(p_n,d)及選通基向量W_sel(p_n,d)，

式中A(p_n)為通道選擇函數，N為通道數目；

6)利用改進的雙耳定位模型處理回波信號，獲得左右耳估計出的目標回波的外耳谷值頻率，并計算出目標方位角的估計值A＝EEDNF_L-EEDNF_R和俯仰角的估計值