[發(fā)明專利]用于寬帶探魚儀的高效目標分割方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010401601.9
• 申請日: 2020-05-13
• 公開（公告）號: CN111413702B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發(fā)明（設計）人: 湯濤林;李國棟;尹項博
• 申請（專利權）人: 中國水產(chǎn)科學研究院漁業(yè)機械儀器研究所
• 主分類號: G01S15/96
• 分類號: G01S15/96
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產(chǎn)權代理有限公司 31227
• 代理人: 李慶

本發(fā)明提供一種用于寬帶探魚儀的高效目標分割方法，包括步驟：S1：根據(jù)一背景噪聲值確定一檢測閾值；S2：設定一滑動窗的寬度，滑動窗的寬度小于等于一探魚儀的距離分辨率；S3：利用一匹配濾波器對探魚儀的輸出信號進行匹配濾波，獲得一濾波輸出信號的離散濾波數(shù)據(jù)集，所述離散濾波數(shù)據(jù)集包括多個波值數(shù)據(jù)；S4：利用滑動窗和檢測閾值對離散濾波數(shù)據(jù)集分割目標，并輸出目標的位置。本發(fā)明的一種用于寬帶探魚儀的高效目標分割方法，運算量小，當兩個目標回波重疊時，只要目標間隔大于探魚儀的最小距離分辨率，就可將兩個目標區(qū)分開來，并快速獲得目標的數(shù)量和位置。

技術領域

本發(fā)明涉及探魚技術領域，尤其涉及一種用于寬帶探魚儀的高效目標分割方法。

背景技術

漁業(yè)資源聲學評估中會使用到回波計數(shù)和回波積分方法。在單體間距大于探魚儀距離分辨力的情況下可以直接使用回波計數(shù)的方法，當密度較高時使用回波積分方法，由于回波積分需要獲得單體的平均目標強度，因此這兩種方法都需要對目標進行距離上的分割。

目前距離分割使用的方法是設置一個檢測閾值PLDL，從回波信號強度高于檢測閾值時開始到強度低于閾值時結束，統(tǒng)計該脈沖的長度，如果該長度在設定的范圍則認為找到了1個目標，目標的距離為峰值出現(xiàn)的位置。但現(xiàn)有方法當兩個目標回波重疊時即使目標間隔大于探魚儀分辨率，探魚儀也無法區(qū)分。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術中的不足，本發(fā)明提供一種用于寬帶探魚儀的高效目標分割方法，運算量小，當兩個目標回波重疊時，只要目標間隔大于探魚儀的最小距離分辨率，就可將兩個目標區(qū)分開來，并快速獲得目標的數(shù)量和位置。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于寬帶探魚儀的高效目標分割方法，包括步驟：

S1：根據(jù)一背景噪聲值確定一檢測閾值，所述檢測閾值大于所述背景噪聲值；

S2：設定一滑動窗的寬度，所述滑動窗的寬度小于等于一探魚儀的距離分辨率；

S3：利用一匹配濾波器對所述探魚儀的輸出信號進行匹配濾波，獲得一濾波輸出信號的離散濾波數(shù)據(jù)集，所述離散濾波數(shù)據(jù)集包括多個波值數(shù)據(jù)；

S4：利用所述滑動窗和所述檢測閾值對所述離散濾波數(shù)據(jù)集分割目標，并輸出所述目標的位置。

優(yōu)選地，所述背景噪聲值通過停止所述探魚儀發(fā)射并記錄所述探魚儀的回波強度估算獲得，當無法停止所述探魚儀發(fā)射時利用超出海底范圍或遠距離收到的回波強度進行估算。

優(yōu)選地，所述滑動窗的寬度M滿足公式(1)：

其中，ΔR表示所述探魚儀的距離分辨率；F_s表示所述探魚儀的采樣率；C表示水中聲速；

且所述滑動窗的寬度M為滿足公式(1)的最大整奇數(shù)，M＝2N+1，N為自然數(shù)。

優(yōu)選地，所述探魚儀的輸出信號s(t)的解析表達式為：

其中，t為時間，τ為信號脈寬，rect表示矩形函數(shù)；

所述匹配濾波器的時域沖擊響應函數(shù)h(t)的表達式為：

h(t)＝w(t)s^*(-t) (3)；

其中，w(t表示加權函數(shù)；

所述濾波輸出信號r(t)的表達式為：

優(yōu)選地，所述S5步驟進一步包括步驟：

S51：設置一變量n的初值值為1；