[發明專利]一種利用多普勒原理的水下物體追蹤方法

在審

• 申請號: 202110016121.5
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112835024A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 仇飛;陳勐勐
• 申請（專利權）人: 南京曉莊學院
• 主分類號: G01S13/50
• 分類號: G01S13/50;G01S13/66
• 代理公司: 北京中索知識產權代理有限公司 11640
• 代理人: 劉潔

本發明涉及水下物體追蹤技術領域，具體地說，涉及一種利用多普勒原理的水下物體追蹤方法。其包括對空掃描：向追蹤水域釋放至少一段固定頻率的脈沖波，并利用脈沖與浮游物接觸后產生回波的原理對浮游物進行掃描。本發明中通過對采集的回波與釋放的脈沖波之間的頻差進行計算，以計算出追蹤水域釋水下的浮游物的移動速度以及浮游物所占范圍的大小，并利用模數轉換器將計算的頻差轉換成數字信號，并將數字信號通過顯示器顯示出來，從而使浮游物移動的速度以及所占面積顯示更加直觀。

技術領域

本發明涉及水下物體追蹤技術領域，具體地說，涉及一種利用多普勒原理的水下物體追蹤方法。

背景技術

目前，為遠程了解目標的位置，人們發明出可以追蹤目標的設備，追蹤定位器是其中一種。現有追蹤定位器一般包括定位模塊和通信模塊。定位模塊用于獲得追蹤器所在的經緯度，而通信模塊則將所述經緯度向用戶發送。定位模塊包括定位單元、存儲單元和對比單元，用戶預先設定的經緯度地址儲存在存儲單元中，當需要進行定位時，定位單元獲取當前所在的經緯度，對比單元對比存儲單元中預先設定的經緯度地址和定位單元獲取的經緯度地址，得出定位結果。

但在對水下的浮游物進行追蹤時，都通過雷達進行探測，但雷達在探測對浮游物進移動的速度以及所占空間不能夠直觀的顯示出來。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用多普勒原理的水下物體追蹤方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供一種利用多普勒原理的水下物體追蹤方法，包括如下方法步驟：

S1.1、對空掃描：向追蹤水域釋放至少一段固定頻率的脈沖波，并利用脈沖與浮游物接觸后產生回波的原理對浮游物進行掃描；

S1.2、回波采集：對回波進行采集，并對采集的回波進行存儲；

S1.3、頻差計算：對采集的回波與釋放的脈沖波之間的頻差進行計算，以計算出追蹤水域釋水下的浮游物的移動速度以及浮游物所占范圍的大小；

S1.4、頻差數顯：利用模數轉換器將計算的頻差轉換成數字信號，并將數字信號通過顯示器顯示出來；

S1.5、熱像追蹤：利用非接觸探測紅外能量對追蹤水域進行探測，并將探測的溫度信號轉換為電信號，進而在顯示器上生成熱圖像和溫度值，以對浮游物的位置進行追蹤。

作為本技術方案的進一步改進，所述S1.1中脈沖波通過雷達發射機進行釋放，包括如下步驟：

S2.1、雷達發射機的電磁能量經過收發轉換開關傳送至天線；

S2.2、天線接收后，將電磁能量釋放至大氣中,集中在追蹤水域的方向上形成波束,并向前傳播；

S2.3、電磁波遇到水下的浮游物后,將沿著各個方向產生反射,其中的一部分電磁能量反射回雷達發射器的方向,被雷達天線獲取；

S2.4、天線獲取的能量經過收發轉換開關發送至接收機，形成回波，并對回波進行處理。

作為本技術方案的進一步改進，所述S2.4中回波處理采用有源濾波器，其濾波方法如下：

S3.1、選取回波中的波形鄰域；

S3.2、計算鄰域的中值，并將中值與中心點替換。

作為本技術方案的進一步改進，所述S1.2中回波采集采用數字觸發的采樣方法，其步驟如下：

S4.1對波形信號進行采集,并將采集到的波形數據和觸發電平進行比較，找到波形在上升過程中大于或等于該觸發電平的點，形成觸發信號；

S4.2、觸發信號形成后，開始對波形進行存儲，因此無需要增加額外的硬件電路，實現方便。