[發(fā)明專利]一種基于多源傳感器網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)落點定位方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010317499.4
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN111487589B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張?zhí)焯?/a>;何為;趙魯陽;胡岸明;趙心馳;屈秉男;張質(zhì)懿;魏智;胡育昱;紀(jì)立;傅啟凡;姜策;李鳳榮;王青
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所
• 主分類號: G01S5/20
• 分類號: G01S5/20;G01V1/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鄧琪

1.一種基于多源傳感器網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)落點定位方法，其特征在于，包括：

步驟S1，安裝聲音陣列和震動陣列；

步驟S2，對所述聲音陣列、所述震動陣列以及數(shù)據(jù)采集設(shè)備上電，并實時采集所述聲音陣列和所述震動陣列接收到的信號；

步驟S3，根據(jù)所述震動陣列接收的信號，對目標(biāo)震動信號進行預(yù)處理；

步驟S4，根據(jù)所述聲音陣列接收的信號，對目標(biāo)聲音信號進行預(yù)處理；

步驟S5，根據(jù)預(yù)處理后的目標(biāo)震動信號，提取目標(biāo)震動信號的縱波包絡(luò)個數(shù)；

步驟S6，根據(jù)所述目標(biāo)震動信號縱波包絡(luò)，判斷目標(biāo)類型，當(dāng)目標(biāo)類型為單目標(biāo)時，計算單目標(biāo)落點坐標(biāo)；當(dāng)目標(biāo)類型為多目標(biāo)時，計算多目標(biāo)落點坐標(biāo)；

所述單目標(biāo)落點坐標(biāo)計算包括：

步驟S611，提取目標(biāo)震動信號到達(dá)震動陣列各陣元的時間差；

步驟S612，根據(jù)所述步驟S611提取的時間差，對單目標(biāo)的震動波傳播速度進行估計；

步驟S613，基于所述震動波傳播速度，對單目標(biāo)進行TDOA定位計算；

所述多目標(biāo)落點坐標(biāo)計算包括：

步驟S621，根據(jù)預(yù)處理后的目標(biāo)聲音信號估計多目標(biāo)信號落點的方位角；

步驟S622，利用聯(lián)合概率密度函數(shù)對所述方位角進行融合，得到目標(biāo)落點的坐標(biāo)；

步驟S623，搜索空間中的極值點位置，得到多目標(biāo)落點的坐標(biāo)；

步驟S7，所有設(shè)備關(guān)閉供電，回收所述聲音陣列、震動陣列以及數(shù)據(jù)采集設(shè)備。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多源傳感器網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)落點定位方法，其特征在于，所述聲音陣列和所述震動陣列均由數(shù)目大于3且陣元大于等于8的十字陣列組成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多源傳感器網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)落點定位方法，其特征在于，所述聲音陣列和所述震動陣列同心安裝。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多源傳感器網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)落點定位方法，其特征在于，所述步驟S3包括：

步驟S31，確定目標(biāo)震動信號的起始點Q_i；

步驟S32，以目標(biāo)震動信號起始點Q_i為中心，對目標(biāo)震動信號進行截取；

步驟S33，對截取后的目標(biāo)震動信號進行濾波降噪。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于多源傳感器網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)落點定位方法，其特征在于，所述確定目標(biāo)震動信號的起始點Q_i的方法為：對所述震動陣列的各陣元信號采用短時平均過零率法、最大門限-互相關(guān)法以及自適應(yīng)濾波法進行檢測，當(dāng)所述三種方法均檢測到陣元信號包含目標(biāo)信號，則判斷目標(biāo)震動信號到達(dá)，并取目標(biāo)震動信號起始幀的幀頭作為起始點Q_i。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于多源傳感器網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)落點定位方法，其特征在于，所述對目標(biāo)震動信號進行截取的方法為：截取所述目標(biāo)震動信號起始點Q_i前30秒與起始點Q_i后30秒的信號數(shù)據(jù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多源傳感器網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)落點定位方法，其特征在于，所述步驟S5包括：

步驟S51，對經(jīng)過預(yù)處理的目標(biāo)震動信號做峰值檢測，得到峰值序列F_bl；

步驟S52，計算F_bl序列的差分序列F_dbl，并找出目標(biāo)落點的最小間隔d；

步驟S53，剔除差分序列F_dbl中的橫波及瑞麗波成份，得到縱波序列F_dblz；

步驟S54，將縱波序列F_dblz中小于目標(biāo)落點最小間隔d的點劃為一簇，劃分出M′簇，則判定震動縱波包絡(luò)個數(shù)為M′。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于多源傳感器網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)落點定位方法，其特征在于，所述步驟S51中峰值檢測的方法為：設(shè)定信號窗C_1s，對窗信號求均值M_ym，并取峰值為然后對信號窗C_1s中的每個數(shù)據(jù)做峰值檢測，記錄峰值大于等于的點。