[發明專利]一種被動聲納非合作目標線譜信息融合方法

有效

• 申請號: 201910451625.2
• 申請日: 2019-05-28
• 公開（公告）號: CN110208808B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 生雪莉;陳洋;郝豪言;周媛媛;韓笑;郭龍祥;殷敬偉
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01S15/88
• 分類號: G01S15/88;G01S7/527;G01S7/536
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供的是一種被動聲納非合作目標線譜信息融合方法。1、建立一個隨機有限集，將一個隨機量測有限集；2、在t時刻，為當前時刻的量測有限集中每個元素頻率賦予權重值；3、利用t?1時刻線譜頻率的狀態估計預測出t時刻該線譜頻率的頻率狀態，得到線譜頻率預測有限集；4、在t時刻，將線譜頻率的量測有限集和預測有限集進行數據關聯，得到關聯矩陣；5、針對不同的關聯關系進行加權融合，得到當前時刻t的融合估計結果；6、對不同情況的線譜頻率狀態的權重值進行更新；7、進行線譜頻率的剪枝和提取；8、迭代循環步驟1至步驟7，得到目標線譜頻率估計。本發明提供了一種算法結構簡單、計算量小的被動聲納非合作目標線譜信息融合方法。

技術領域

本發明涉及的是一種水聲信號融合方法，具體地說是一種被動聲納非合作目標線譜信息融合方法。

背景技術

海洋資源是地球一大寶貴資源，隨著陸地資源的日益緊張，大力發展海洋事業、科學利用海洋資源為世界各臨海國的主要任務之一，所以，海上目標的遠距離探測是十分必要的。由于海水介質的傳播特殊性，除聲波外其他常見的傳播媒介(如光、電、磁等)都無法實現遠距離的信號傳輸，因此，基于聲波傳輸的聲納技術成為了這項技術的關鍵。

由于聲納探測過程中可能會夾雜著大量的干擾目標信息，因此通常要對探測聲納的量測數據進行濾波處理。多目標數據融合跟蹤方法憑借其優異的濾波性能，因此得到了廣泛應用。“聲納多目標跟蹤”(戴明楨,崔少輝.南京航空學院學報,1991(4):130-134.)；“組網聲納目標跟蹤技術”(劉威.學位論文.哈爾濱工程大學,2017.)；“一種主動聲納單頻跟蹤方法”(胡鵬,馮金鹿,李然威.專利申請號：CN201811069753)等文獻中，利用目標位置信息，通過多目標跟蹤方法實現對水中目標的探測。“Bayesian multiple targettracking in forward scan sonar images using the PHD filter”(Clark D E,BellJ.IEE Proceedings-Radar,Sonar and Navigation,2005,152(5):327-0.)；“一種基于自適應粒子群優化的前視聲納水下目標跟蹤方法”(王興梅,王國強等.專利申請號：CN201810757443)；“一種基于前視聲納的改進核相關濾波水下目標跟蹤方法”(王興梅,段兵華,王國強.專利申請號：CN201810870281)等文獻中，對前視(或側掃)聲納圖像中的目標進行探測，實現了對距離較近的多目標檢測與跟蹤。雖然上述方法都取得了不錯的效果，但這些方法都是基于主動式聲納探測模式，而在遠距離探測中主動式聲納通常會由于探測距離近等缺點，限制了主動式聲納探測的應用。

由于被動式探測的聲納具有良好的隱蔽性、探測距離遠等優點，因此被廣泛應用在大范圍場景下的目標監視中。由于被動式探測聲納無法像主動式聲納獲取較多可靠的非合作目標特征，因此很多傳統上的主動式聲納數據跟蹤融合方法都很難使用。“被動定向聲納浮標的目標運動分析”(李居偉,徐以成,孫明太.電光與控制,2011,18(12).)；“一種基于交互多模型的被動目標跟蹤方法”(權恒恒,周彬等.專利申請號：CN201810697477)；“一種水聲多目標自主檢測與方位跟蹤方法”(李崢,黃海寧,李宇.專利申請號：CN201310703672)等文獻中，利用目標方位信息對目標進行數據融合跟蹤，從而實現探測功能。但是，獲取目標方位信息通常需要多聲納或矢量聲納，這不僅會導致成本大幅提高，而且也在應用場景上大幅受限。