[發明專利]一種主動聲納目標運動信息融合方法

有效

• 申請號: 202010558881.4
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111722231B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 張海如;汪俊;王海斌;張蒙
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: G01S15/58
• 分類號: G01S15/58;G01S7/539;G01S7/52
• 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

本發明屬于主動聲納水聲目標探測技術領域，具體涉及一種主動聲納目標運動信息融合方法，包括：步驟1)獲得目標候選運動路徑的路徑數目集合P_i,j,k′；步驟2)對獲得的P_i,j,k′，進行一次虛假路徑剔除和目標運動信息融合，獲得剩余候選運動路徑的路徑數目集合P_i,j,k^*和剩余候選運動路徑的平均速度集合步驟3)獲得剩余運動路徑的路徑數目集合P1和剩余運動路徑的平均速度集合步驟4)對P1進行二次虛假路徑剔除和目標運動信息融合，獲得A_i的目標運動信息；步驟5)重復步驟1)?4)，得到探測結果構成集合A中的每一幀探測結果的目標運動信息，并將每一幀探測結果的目標運動信息疊加在一起，形成主動聲納目標的運動路徑。

技術領域

本發明屬于主動聲納水聲目標探測和定位技術領域，具體地說，涉及一種主動聲納目標運動信息融合方法。

背景技術

海洋聲學目標探測技術對于維護國家主權，保障國家海洋環境安全，促進海洋探索與開發至關重要。特別是在民用領域，可用于海洋救險、魚群探測和海上安全作業等；在軍事和國防應用領域，可廣泛應于軍事上的各種防衛和攻擊系統，例如海岸監視系統和反水雷反魚雷系統等。

目前，水聲目標一直向隱身化、長航時、大潛深、高攻擊方向發展，給被動聲納探測技術帶來了巨大挑戰，同時促使主動聲納探測技術得到了足夠的重視。當前，主動聲納探測技術的性能提升多依賴于低頻大功率聲源的研制和接收陣孔徑的增大，其發展得益于電子元器件水平和海洋工程化能力的提高，而缺少理論上的突破，在融合目標回波信號多維度特性獲取額外增益方面的研究較少，開展多維信息融合提高主動聲納目標定位精度和降低目標虛警率具有較高的實用價值。

現有的目標運動信息融合方法主要包括卡爾曼濾波、無跡卡爾曼濾波和粒子濾波，以及在現有的目標運動信息融合方法基礎上的一些改進算法，現有的方法沒有利用潛在目標的運動速度在各方位上投影分量對應的多普勒系數信息，存在目標跟蹤速度慢、實時性差的問題，需要長時間多幀探測結果才能實現目標軌跡跟蹤，而且虛警率高，常出現將混響干擾誤判別為目標的問題。

發明內容

為解決現有技術存在上述缺陷，本發明提出了一種主動聲納目標運動信息融合方法，在脈沖波主動聲納系統中，每發射一次脈沖信號，獲得一幀探測結果，利用水聲目標運動狀態具有連續性和虛警目標空間位置分布具有隨機性的特點，對近鄰多幀探測結果進行數據融合，以提高主動聲納系統的水聲目標的定位精度，并降低目標虛警率。

本發明提供了一種主動聲納目標運動信息融合方法，該方法包括：

步驟1)針對探測結果構成集合A＝{A₁ A₂ … A_i … A_N}，獲得第i幀探測結果A_i中的M_i個潛在目標中的第j個潛在目標從時間T_i到T_k的、第i幀到第k幀的近鄰幀之間的目標候選運動路徑的路徑數目集合P_i，j，k′；

步驟2)對獲得的近鄰幀之間的目標候選運動路徑的路徑數目集合P_i，j，k′，進行一次虛假路徑剔除和目標運動信息融合，獲得剩余候選運動路徑的路徑數目集合P_i，j，k^*和剩余候選運動路徑的平均速度集合

步驟3)基于獲得的剩余候選運動路徑的路徑數目集合獲得第j個潛在目標從時間T_k到T_l的、第k幀到第l幀的近鄰幀之間的剩余運動路徑的路徑數目集合P1和剩余運動路徑的平均速度集合

步驟4)對剩余運動路徑的路徑數目集合P1，進行二次虛假路徑剔除和目標運動信息融合，獲得第j個潛在目標的最終的運動路徑和對應的運動軌跡信息，將其作為A_i的目標運動信息；