[發明專利]一種水下運動目標最近接近距離的時間點估計方法與系統

在審

• 申請號: 202310437276.5
• 申請日: 2023-04-18
• 公開（公告）號: CN116338662A
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 方亮;賀自力;王文斌;劉慶陽
• 申請（專利權）人: 浙江優威科技有限公司
• 主分類號: G01S7/537
• 分類號: G01S7/537;G01S7/539;G01S15/08;G01S15/58;G01S15/88;G01S7/52
• 代理公司: 寧波市鄞州盛飛專利代理事務所(特殊普通合伙) 33243
• 代理人: 龍洋

1.一種水下運動目標最近接近距離的時間點估計方法，其特征在于，其基于探測聲吶進行估計，所述探測聲吶設置在需保護目標的預設范圍內，用于檢測并采集水下運動目標的噪聲強度A；其中，采集水下運動目標噪聲強度A的時間點為采樣時間點t，所述方法包括：

S1：基于水下運動目標與探測聲吶之間的位置關系設定水下運動目標與探測聲吶之間的直線距離獲取公式；設定水下運動目標在以最高速運動時的噪聲強度為P，并設定水下運動目標與探測聲吶之間的直線距離L，與噪聲強度A、噪聲強度P之間的換算關系式；

S2：通過直線距離獲取公式與換算關系式獲取以采樣時間點t為自變量，以為因變量的一元二次目標方程；

S3：采用二次項擬合算法曲線擬合一元二次目標方程，包括：

S31：基于一元二次目標方程中采樣時間點t與的關系令采樣時間點t為x_i,為y_i,通過探測聲吶采集一組數據序列(x_i,y_i)，其中：

i＝1，2，3...m,m為數據序列的總個數；

S32：設定擬合函數，并設定數據序列(x_i,y_i)與擬合函數的均方誤差計算公式，通過數據序列(x_i,y_i)求解均方誤差計算公式得到擬合函數的系數；

S33：獲取求解后擬合函數的對稱軸，并獲取對稱軸對應的時間點t為探測聲吶與水下運動目標截距最近的時間點。

2.根據權利要求1所述的一種水下運動目標最近接近距離的時間點估計方法，其特征在于，所述探測聲吶中包括水聽器與數據采集電路；所述水聽器用于檢測水下運動目標的噪聲強度A，所述數據采集電路用于對水聽器檢測的噪聲強度A進行采樣。

3.根據權利要求2所述的一種水下運動目標最近接近距離的時間點估計方法，其特征在于，所述S1步驟具體為：

基于水下運動目標與探測聲吶之間的位置關系得到由斜邊、第一直角邊與第二直角邊組成的直角三角形；所述斜邊即水下運動目標與探測聲吶之間的直線距離，所述第一直角邊即水下運動目標從探測聲吶側通過時的直線最近距離；

設水下運動目標的速度為V、水下運動目標從探測聲吶側通過時的直線最近距離為D、第二直角邊的長度為F；通過直角三角形中各邊之間的關系得到水下運動目標與探測聲吶之間的直線距離獲取公式為：

所述S1步驟中，換算關系式的表達式為：A＝P/L。

4.根據權利要求3所述的一種水下運動目標最近接近距離的時間點估計方法，其特征在于，所述S2步驟中，一元二次目標方程的表達式為：

5.根據權利要求4所述的一種水下運動目標最近接近距離的時間點估計方法，其特征在于，所述S32步驟中，設定擬合函數，并設定數據序列(x_i,y_i)與擬合函數的均方誤差計算公式，通過數據序列(x_i,y_i)求解均方誤差計算公式得到擬合函數的系數，具體包括：

S321：設定擬合函數為p(x)＝a₀+a₁x+a₂x²，其中p(x)即水下運動目標的噪聲強度，x為采樣時間點，a₀、a₁、a₂均為擬合函數的系數；

S322：設定數據序列(x_i,y_i)與擬合函數的均方誤差計算公式為：

式中，p(x_i)表示第i個采樣時間點水下運動目標對應的噪聲強度，m為擬合所述擬合函數的數據序列總個數，Q(a₀,a₁,a₂)為均方誤差；

S323：通過均方誤差計算公式得到擬合的法方程為：

S324：通過采集的數據序列(x_i,y_i)求解法方程得到擬合函數系數a₀、a₁、a₂的計算值。