[發明專利]一種基于Liu-cos混沌系統的聲波信號檢測方法

有效

• 申請號: 201710155741.0
• 申請日: 2017-03-16
• 公開（公告）號: CN106949958B
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 劉福才;馮松鶴;劉劍鳴
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00
• 代理公司: 秦皇島一誠知識產權事務所(普通合伙) 13116
• 代理人: 李合印

一種基于Liu?cos混沌系統的聲波信號檢測方法用聲波發射器向聲波接收器發射一組事前規定頻率為w的余弦波的聲波信號，聲波接收器收到此余弦波的聲波信號后將此信號轉換為同頻率的余弦波電波信號，輸入到Liu?cos混沌系統。在接收信號前調節Liu?cos混沌系統參數使變量y和z輸出的電壓波形為混沌波形。如果Liu?cos混沌系統變量y或z輸出的電壓波形從混沌波形變為接近0V直流電壓，表示聲波接收器收到一個事前規定頻率為w的微弱余弦波(或方波)的聲波信號。如果Liu?cos混沌系統變量y或z的輸出的電壓波形仍然是混沌波形，表示聲波接收器沒有收到一個事前規定頻率為w的微弱余弦波(或方波)的聲波信號。本方法判別過程簡單、容易實現、可替代傳統聲波檢測技術。

技術領域

本發明涉及信號檢測領域，尤其涉及一種基于Liu-cos混沌系統的聲波信號檢測的方法。

背景技術

在聲波信號檢測中，傳統的方法是先將聲波信號進行放大和濾波處理，然后轉換為電信號加以檢測識別。這種檢測方法的抗干擾能力弱、并且無法區分頻率接近的余弦波(或方波)的聲波信號，檢測效果不佳。目前人們已經驗證了將Duffing混沌系統用于聲波檢測信號的可行性。由于Duffing混沌系統的變量x和y輸出電壓波形只有混沌和余弦波兩種狀態，并且這兩種狀態的波形接近很難區分，因而無法利用其進行有效的聲波信號檢測。

發明內容

本發明目的在于提供一種基于Liu-cos混沌系統的聲波信號檢測方法，實現余弦波(或方波)的聲波信號的檢測和識別。

為實現上述目的，采用了以下技術方案：本發明方法包括發射、接收和識別三個過程，所述方法步驟如下：

步驟1，制造余弦波(或方波)聲波發射器和聲波接收器；

步驟2，制造Liu混沌系統和余弦函數相結合得到的Liu-cos混沌系統；

步驟3，使用聲波發射器向聲波接收器發射與Liu-cos混沌系統余弦函數Racos(wt)頻率同為w的一組余弦波(或方波)聲波信號同時夾雜有干擾信號；經由空氣或水，頻率為w的一組余弦波(或方波)的聲波信號和干擾信號傳播到聲波接收器并被接收；

步驟4，聲波接收器將收到的頻率為w的一組余弦波(或方波)的聲波信號轉換為同頻率的一組峰值在0.1～1V之間的余弦(或方波)電波信號Rxcos(wt)，將伴隨的聲波干擾信號轉換為干擾電波信號Sn(t)，將輸入的電波信號Rxcos(wt)和干擾信號Sn(t)引入與之連接的Liu-cos混沌系統；

步驟5，電波信號Rxcos(wt)和混沌系統中的同頻率w的余弦函數Racos(wt)相疊加，當疊加后的幅值Ra+Rx大于臨界閾值Rf時，引起Liu-cos混沌系統變量y和z的輸出電壓由混沌波形轉變為接近0V的直流電壓；如果聲波接收器沒有收到與Liu-cos混沌系統余弦函數Racos(wt)同頻率w的一組余弦波(或方波)的聲波信號，而是只接收到一組聲波干擾信號，將聲波干擾信號轉換為電波干擾信號Sn(t)，然后將其輸入到與之連接的Liu-cos混沌系統，由于沒有同頻率電波信號Rxcos(wt)和混沌系統中的余弦函數Racos(wt)相疊加，Racos(wt)幅值Ra保持不變仍然小于臨界閾值Rf，此時變量y和z的輸出電壓波形維持混沌波形不變；

步驟6，通過檢測器檢測Liu-cos混沌系統變量y或z的輸出電壓波形，若變量y或z的輸出波形為接近0V直流電壓，表示聲波接收器接收到頻率為w的一組余弦波(或方波)的聲波信號；若變量y和z的輸出電壓波形為混沌波形，表示聲波接收器沒有接收到一組頻率為w的余弦波(或方波)的聲波信號。

進一步的，步驟1中，所述的余弦波(或方波)聲波發射器和聲波接收器的制造過程，是通過將余弦波(或方波)聲波發射器和余弦波(或方波)的聲波接收器組成一組聲波發射和接收系統，通過和混沌系統中余弦函數Racos(wt)同頻率w的余弦波(或方波)的聲波信號發射和接收來傳遞信息。