[發明專利]基于太赫茲雷達的聲致水面微動特征提取方法及裝置

有效

• 申請號: 202110619739.0
• 申請日: 2021-06-03
• 公開（公告）號: CN113359207B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 鄧彬;湯斌;楊琪;王宏強;郭超
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G01V8/10
• 分類號: G01V8/10;G01H9/00
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

1.基于太赫茲雷達的聲致水面微動特征提取方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取回波信號，所述回波信號為采用太赫茲雷達探測目標水面后得到的雷達回波信號；

基于所述回波信號提取相應的一維距離像，根據所述一維距離像結合相位測距方法得到目標水面的原始振動信號，其中，基于所述回波信號提取相應的一維距離像包括：獲取參考目標位置，并根據所述參考目標位置到太赫茲雷達之間的距離得到參考回波信號，計算所述回波信號以及參考回波信號的差頻信號，且對所述差頻信號進行快速傅里葉變換得到所述一維距離像；

對所述原始振動信號進行小波閾值濾波以去除水面雜波噪聲得到初去噪的原始振動信號，再對所述初去噪后的原始振動信號進行卡爾曼濾波以去除太赫茲雷達帶來的相位噪聲以得到目標水面的真實振動信號；其中，對所述原始振動信號進行小波閾值濾波包括：對所述原始振動信號進行小波分解，得到小波系數，根據預設閾值的選取規則和量化規則，對所述小波系數進行閾值量化處理，將閾值量化處理后的小波系數進行小波逆變換，得到初去噪后的原始振動信號，其中，所述初去噪后的原始振動信號進行卡爾曼濾波包括：將所述初去噪后的原始振動信號進行加窗預處理后在對其構建自回歸模型，根據所述自回歸模型構建預測值，并基于所述預測值以及自回歸模型得到含太赫茲雷達相位噪聲的水面振動信號自回歸模型，根據所述水面振動信號自回歸模型以及卡爾曼濾波公式得到所述真實振動信號；

根據所述真實振動信號進行時頻分析，得到聲致水面微動特征。

2.根據權利要求1所述的聲致水面微動特征提取方法，其特征在于，所述根據所述一維距離像結合相位測距方法得到目標水面的原始振動信號包括：

根據所述一維距離像中提取所述目標水面中各點目標所在距離單元的延遲相位；

對各點目標對應的延遲相位進行相位解纏處理得到目標水面的原始振動信號。

3.根據權利要求2所述的聲致水面微動特征提取方法，其特征在于，所述預測值為采用線性預測分析估計方法對所述自回歸模型進行參數估計得到。

4.根據權利要求1所述的聲致水面微動特征提取方法，其特征在于，所述聲致水面微動特征包括水下聲源發射的頻率信息。

5.一種基于太赫茲雷達的聲致水面微動特征提取裝置，其特征在于，所述裝置包括：

回波信號獲取模塊，用于獲取回波信號，所述回波信號為采用太赫茲雷達探測目標水面后得到的回波信號；

原始振動信號得到模塊，用于基于所述回波信號提取相應的一維距離像，根據所述一維距離像結合相位測距方法得到目標水面的原始振動信號，其中，基于所述回波信號提取相應的一維距離像包括：獲取參考目標位置，并根據所述參考目標位置到太赫茲雷達之間的距離得到參考回波信號，計算所述回波信號以及參考回波信號的差頻信號，且對所述差頻信號進行快速傅里葉變換得到所述一維距離像；

真實振動信號得到模塊，用于對所述原始振動信號進行小波閾值濾波以去除水面雜波噪聲得到初去噪的原始振動信號，再對所述初去噪后的原始振動信號進行卡爾曼濾波以去除太赫茲雷達帶來的相位噪聲以得到目標水面的真實振動信號；其中，對所述原始振動信號進行小波閾值濾波包括：對所述原始振動信號進行小波分解，得到小波系數，根據預設閾值的選取規則和量化規則，對所述小波系數進行閾值量化處理，將閾值量化處理后的小波系數進行小波逆變換，得到初去噪后的原始振動信號，其中，所述初去噪后的原始振動信號進行卡爾曼濾波包括：將所述初去噪后的原始振動信號進行加窗預處理后在對其構建自回歸模型，根據所述自回歸模型構建預測值，并基于所述預測值以及自回歸模型得到含太赫茲雷達相位噪聲的水面振動信號自回歸模型，根據所述水面振動信號自回歸模型以及卡爾曼濾波公式得到所述真實振動信號；

聲致水面微動特征得到模塊，用于根據所述真實振動信號進行時頻分析，得到聲致水面微動特征。

6.一種計算機設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現權利要求1至4中任一項所述方法的步驟。

7.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現權利要求1至4中任一項所述的方法的步驟。