[發(fā)明專利]一種基于聲成像技術的野外鳥類數量估計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810550015.3
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN108731795B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設計）人: 王靜宇;張純;許楓
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00;G01S5/20
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;楊青

1.一種基于聲成像技術的野外鳥類目標數量估計方法，所述方法包括：

步驟1)在監(jiān)測區(qū)布放若干個聲學傳感器，形成聲學傳感器陣列；

所述步驟1)之前還包括確定聲學傳感器陣列布放遠場條件的步驟；該步驟具體包括：

步驟1-1)確定聲源信號波長λ：

其中，f為鳥鳴聲信號中心頻率，C為空氣中聲波傳播速度；

步驟1-2)根據步驟1-1)得到的波長λ確定所述聲學傳感器的陣元間距d：

步驟1-3)根據步驟1-2)得到的陣元間距d，將N個聲學傳感器按陣元間距d在監(jiān)測區(qū)布放成等距直線陣，確定所述聲學傳感器陣列的孔徑L：

L＝N·d (3)

其中，N為聲學傳感器陣列的陣元個數；

步驟1-4)根據步驟1-3)得到陣列的孔徑L，確定滿足遠場條件的聲學傳感器陣列的最小作用距離R：

步驟2)利用聲學傳感器陣列進行掃描，采集野外鳥鳴聲數據；

步驟3)將步驟2)采集的數據經時移或相移補償后進行加權求和，得到陣列波束形成器輸出的功率值，根據不同目標入射方位的功率值繪制聲圖；

所述步驟3)具體包括：

步驟3-1)獲取聲學傳感器陣列每個陣元的接收信號x_k(t)：

其中，B_k為幅度加權值；w為中心頻率響應，為相鄰陣元的接收信號相位差，的取值范圍為：[-π,π]，k的取值為自然數；

其中，θ為目標入射方位與基陣法線方向夾角；

步驟3-2)計算相移β_r：

步驟3-3)根據步驟3-2)的相移β_r將步驟3-1)的陣元接收信號x_k(t)進行相移補償，得到每個陣元的信號輸出x_k'(t)：

步驟3-4)根據步驟3-3)的陣元信號輸出x_k'(t)，忽略時間因子，將陣元信號記為x_k：

步驟3-4)根據步驟3-3)的陣元信號將N個陣元信號相加，得到陣的輸出聲功率值A_r：

步驟3-5)以θ為橫坐標，聲功率值A_r為縱坐標繪制聲圖；

步驟4)統(tǒng)計聲圖中亮點的數目，該數目為野外鳥類目標數量。