[發(fā)明專利]一種野外遠(yuǎn)距離旋翼聲音檢測(cè)定位系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010360233.8
• 申請(qǐng)日: 2020-04-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111551900A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王秋然;郭磊;林嘯宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S5/20
• 分類號(hào): G01S5/20;G01H17/00;G01D21/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的野外遠(yuǎn)距離旋翼聲音檢測(cè)定位系統(tǒng)，以解決野外惡劣環(huán)境下的檢測(cè)定位問(wèn)題。系統(tǒng)分為硬件部分和軟件部分。硬件部分包括：由前端處理、后端處理、網(wǎng)絡(luò)傳輸和供電。軟件部分包括：采集模塊、算法模塊、顯示模塊和開(kāi)發(fā)模塊。其中采集模塊運(yùn)行在前端處理，算法模塊、顯示模塊、開(kāi)發(fā)模塊運(yùn)行在后端處理。算法模塊負(fù)責(zé)對(duì)遠(yuǎn)距離旋翼聲音檢測(cè)定位。算法模塊是基于信號(hào)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)的算法，先分析信號(hào)時(shí)頻信息，再利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法提取特征，最終檢測(cè)、定位目標(biāo)。本發(fā)明有助于監(jiān)管部門實(shí)現(xiàn)對(duì)野外飛行的直升機(jī)自動(dòng)化地監(jiān)控、檢測(cè)和定位，維護(hù)秩序和安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一種野外遠(yuǎn)距離旋翼聲音檢測(cè)定位系統(tǒng)，用于對(duì)野外飛行的直升機(jī)旋翼信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)和定位。

背景技術(shù)

直升機(jī)的使用廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，對(duì)于未經(jīng)審批而飛行的直升機(jī)可能對(duì)空域的飛行安全，甚至國(guó)土安全造成威脅。特別是對(duì)于野外環(huán)境下，由于人員較少，監(jiān)管能力較弱，因此需要自動(dòng)化檢測(cè)定位系統(tǒng)。

目前檢測(cè)定位系統(tǒng)的方法主要有四種方法：雷達(dá)、光學(xué)、熱輻射和聲音。由于直升機(jī)在低空飛行，地面反射雜波較強(qiáng)，使得基于雷達(dá)的檢測(cè)定位系統(tǒng)失效，無(wú)法有效檢測(cè)。另一方面在光線昏暗、有遮擋時(shí)，基于光學(xué)方法系統(tǒng)無(wú)法正常工作。而遠(yuǎn)距離直升機(jī)熱輻射很小，使得利用熱輻射方法難檢測(cè)遠(yuǎn)距離目標(biāo)。

而直升機(jī)聲音旋翼聲音具有聲音能量較大，傳播范圍較遠(yuǎn)，不受障礙物遮擋等諸多特點(diǎn)，使得利用聲音更有效地對(duì)直升機(jī)檢測(cè)、定位和監(jiān)控。

但是目前利用聲音檢測(cè)定位的方法和系統(tǒng)，具有兩個(gè)缺點(diǎn)。一是算法效果有待進(jìn)一步提升，二是系統(tǒng)需要對(duì)野外環(huán)境進(jìn)行進(jìn)一步考慮。而前者可以利用機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)算法予以提升，后者利用前后端分離系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，使得設(shè)備可工作于野外環(huán)境。

綜上，研究基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法和深度學(xué)習(xí)算法，針對(duì)野外遠(yuǎn)距離旋翼聲音檢測(cè)定位系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)野外非法飛行的直升機(jī)監(jiān)控、檢測(cè)和定位，成為亟待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種野外遠(yuǎn)距離旋翼聲音檢測(cè)定位系統(tǒng)，用于對(duì)野外飛行的直升機(jī)旋翼信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)和定位。

本發(fā)明一種野外遠(yuǎn)距離旋翼聲音檢測(cè)定位系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)野外非法飛行的，處于平穩(wěn)飛行階段的直升機(jī)監(jiān)控、檢測(cè)和定位。野外遠(yuǎn)距離旋翼聲音檢測(cè)定位系統(tǒng)，分為硬件、軟件和軟硬件系統(tǒng)運(yùn)行三個(gè)部分。

系統(tǒng)硬件部分包括：前端處理子系統(tǒng)、后端處理子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)傳輸子系統(tǒng)和供電子系統(tǒng)；

所述前端處理子系統(tǒng)，部署在較遠(yuǎn)的外部場(chǎng)地，負(fù)責(zé)采集部署地周圍的聲音，以及相關(guān)地理信息；

所述后端處理子系統(tǒng)，部署在室內(nèi)場(chǎng)地，負(fù)責(zé)收集前端處理子系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理和顯示，同時(shí)負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)和部署后端數(shù)據(jù)處理程序；

所述網(wǎng)絡(luò)傳輸子系統(tǒng)，負(fù)責(zé)前端處理子系統(tǒng)和后端處理子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和指令傳輸；

所述供電子系統(tǒng)，負(fù)責(zé)前端處理子系統(tǒng)和后端處理子系統(tǒng)的設(shè)備供電。

在硬件構(gòu)成方面，

所述前端處理子系統(tǒng)，包括：各類傳感器、數(shù)據(jù)采集卡、接口適配器和下位機(jī)；

所述各類傳感器，包括：聲音傳感器、地理環(huán)境采集系統(tǒng)和風(fēng)力風(fēng)向傳感器；

所述后端處理子系統(tǒng)，包括：上位機(jī)、采集數(shù)據(jù)庫(kù)、地圖信息庫(kù)和檢測(cè)定位展示平臺(tái)；

系統(tǒng)軟件部分，包括采集模塊、算法模塊、展示模塊和開(kāi)發(fā)模塊；

所述采集模塊，運(yùn)行在下位機(jī)上，負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)預(yù)處理；

所述算法模塊，運(yùn)行在上位機(jī)上，負(fù)責(zé)目標(biāo)檢測(cè)和定位；