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公开(公告)号：CN107167809A
公开(公告)日：2017-09-15
申请号：CN201710448380.9
申请日：2017-06-14
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01S15/88
Abstract: 本发明提供的是一种基于信号子空间聚焦的宽带阻塞阵波束形成方法。1、将信号带宽等分为J个子带；2、将第j个子带的数据协方差矩阵做特征分解，获得信号子空间和特征值；3、设定聚焦频点，并设计第j个子带的聚焦矩阵；4、对第j个子带数据进行聚焦变换；5、设计聚焦频点处的阻塞阵，对聚焦后的数据进行阻塞；6、利用权向量对阻塞后的数据进行波束形成，估计期望信号方位。本发明通过宽带聚焦减少了宽带阻塞次数，提高了运算速度；采取将信号子空间聚焦到同一频点而非将信号成分聚焦到同一频点，能降低噪声的影响，提高主旁瓣比；同时聚焦矩阵为酉矩阵，不会改变输出信噪比，也不破坏噪声的统计特性。
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公开(公告)号：CN114384502B
公开(公告)日：2025-03-25
申请号：CN202111626966.2
申请日：2021-12-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01S7/52
Abstract: 本发明提供了一种基于稀疏阵列的相干增益处理方法，针对给定数目的探测阵元及设计要求，选择合适的稀疏阵对等间距半波长线列阵进行稀疏表示；通过选取子阵阵元优化设计稀疏阵列，获得相同阵元数量下最优的稀疏阵性能；对稀疏阵两个子阵的波束图表达式进行共轭乘积处理；对两个子阵的输出进行相干处理，得到最终的输出波束图。本发明利用稀疏阵的稀疏特性，有效减少探测阵元数量；通过对稀疏阵子阵阵元组合进行筛选，使稀疏阵性能达到最优；稀疏阵波束图的主瓣宽度与均匀线列阵相近，保证了较好的探测分辨力；进行目标探测时，能够实现与相同孔径下均匀线列阵同样的阵增益，在不同的噪声环境下可满足恒定的输出信噪比。
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公开(公告)号：CN118465768B
公开(公告)日：2024-12-20
申请号：CN202410270325.5
申请日：2024-03-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01S15/66 , G06F18/2415 , G10L17/26
Abstract: 本发明公开一种深海异构平台应召搜索方法，涉及水声学和水下目标搜索技术领域，以解决现有技术中未综合考虑平台的探测能力、搜索能力及冗余搜索问题和由于未合理规划目标搜索路径导致的目标逃逸问题，有效提高搜索准确性、搜索效率并节约了探测资源。所述深海异构平台应召搜索方法包括：网格化搜索海域；重构海域环境特征；构建平台探测能力目标函数；构建平台搜索能力目标函数；构建搜索冗余度目标函数；利用构建的三个目标函数对平台预估位置集合进行评分，选取评分最高的平台预估位置，获得目标搜索路径。本发明还提供一种异构平台应召搜索系统及终端。本发明提供的方法、系统及终端应用于水下目标搜索，以实现水下目标的快速、准确搜索。
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公开(公告)号：CN117544453B
公开(公告)日：2024-12-03
申请号：CN202311043072.X
申请日：2023-08-18
Applicant: 哈尔滨工程大学 , 中国人民解放军91001部队
Abstract: 本发明涉及一种抗冰原噪声的冰下水声信道稳健估计方法和装置。所述方法，包括：1.构建Lawson‑RLS算法的代价函数，依据所述代价函数获取估计权向量和估计误差，基于Lawson范数构造特征矩阵，通过发射信号和接收信号对所述特征矩阵进行参数预设；2.设定所述特征矩阵初值，求解增益矩阵得到增益向量；3.依据所述增益向量和特征矩阵得到所述估计权向量的迭代公式；更新所述特征矩阵，继续重复步骤1到3，满足迭代次数条件后，得到信道时延与幅度的估计值。所述装置实现了所述方法。所述方法实现了冰下信道小幅度多径的稳健估计，提高了对抗脉冲噪声的鲁棒性且有良好的稳态误差及收敛速率，试验数据验证了方法有效性。
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公开(公告)号：CN117970299B
公开(公告)日：2024-11-15
申请号：CN202410103739.9
申请日：2024-01-24
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种强直达背景干扰下的目标回波时延估计方法及系统，属于水声学和水声信号处理技术领域，用于解决多发一收声纳探测系统在目标探测时，直达声干扰强度要远高于目标回波强度，无法对目标进行准确定位的技术问题。方法包括：基于发射平台发射的测试信号和接收平台接收到的接收信号，采用SBL稀疏贝叶斯学习算法，对强直达干扰信道进行估计；将强直达干扰信道与测试信号进行卷积运算，构建对消信号，将接收信号与对消信号进行减法运算，得到对消后信号；采用LASSO压缩估计算法构建基于对消后信号的回波时延优化函数，为回波时延优化函数引入加权矩阵，对加权回波时延优化函数进行迭代，输出回波时延估计。提高了目标定位精度。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN118642039A
公开(公告)日：2024-09-13
申请号：CN202410863032.8
申请日：2024-06-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01S3/80
Abstract: 本发明属于水声阵列信号处理技术领域，公开一种基于改进相对熵的波达方向估计方法、系统及终端。波达方向估计方法包括：接收声源信号；提取声源信号的频谱，获取频谱中期望信号频率归一化后的协方差矩阵；在预设空间均匀划分K个扫描网格，基于期望信号的频率及阵列参数获得每一扫描网格的权向量；对协方差矩阵的逆与归一化后权矩阵相乘得到的矩阵进行特征分解，获取最大特征值；配置改进相对熵距离表达式；将最大特征值代入上述表达式，获得改进对称相对熵距离；基于改进对称相对熵距离获得每一扫描网格的归一化输出功率；对其进行一维谱峰搜索，峰值对应的扫描网格角度即为声源信号的波达方向。本发明具备更高的方位分辨能力和更低的旁瓣级。
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公开(公告)号：CN116973900B
公开(公告)日：2024-08-16
申请号：CN202310878457.1
申请日：2023-07-17
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开一种冰下声纳目标方位估计方法、系统、终端及计算机存储介质，属于水声信号处理技术领域，以解决声纳无法在冰下脉冲噪声干扰下对目标来波方向进行估计的问题。包括：根据接收的入射信号，构建阵列接收信号矩阵，定义与阵列接收信号矩阵秩数相同的初始列满秩矩阵；构造残差拟合矩阵及其范数，通过求解残差拟合矩阵最小范数，得到行满秩矩阵；利用复值满牛顿算法对行满秩矩阵的列向量进行更新优化，将优化行满秩矩阵代入残差拟合矩阵，通过对更新后残差拟合矩阵的最小化范数求解，得到列满秩矩阵；将列满秩矩阵作为信号子空间矩阵，利用MUSIC方法输出空间谱，通过谱峰搜索获得波达方向估计结果。上述方案有效抑制了冰下脉冲噪声的干扰。
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公开(公告)号：CN118151157A
公开(公告)日：2024-06-07
申请号：CN202410268030.4
申请日：2024-03-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开一种深海混响背景下移动目标多帧联合检测方法、系统及终端，涉及水声探测技术领域，以解决传统RPCA方法在复杂混响背景下性能下降的技术问题。方法对多帧回波数据进行预处理，得到包含低秩矩阵和稀疏矩阵的观测矩阵；利用非凸范数构建低秩矩阵优化函数，利用马尔科夫随机场构建稀疏矩阵优化函数，将两个优化函数联合；求解低秩矩阵优化函数，求解稀疏矩阵优化函数，得到混响低秩矩阵和目标稀疏矩阵，将目标稀疏矩阵逆向量化为多帧波束域数据，得到最终探测结果。检测系统执行上述方案中的检测方法。上述方案可应用于水声环境下的主动声纳探测，复杂混响背景下的检测效果较好，处理结果中目标轨迹较为清晰，虚假轨迹与离散杂波被有效抑制。
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公开(公告)号：CN118112575A
公开(公告)日：2024-05-31
申请号：CN202410268014.5
申请日：2024-03-08
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01S15/88 , G06F18/2415 , G06N3/084 , G06N3/0499
Abstract: 本发明公开了一种异构集群声纳多视角水下目标探测方法，涉及异构集群声纳领域，以解决水下目标探测方法视角单一的问题。该方法包括：提取历史N个ping下、J个探测视角下的回波时间方位历程图，统一为尺寸K*K的等边灰度图；将各ping下、各探测视角的回波时间方位历程图作为输入，训练目标识别模型；获取未知目标的异构集群声纳的时间方位历程图，将时间方位历程图作为目标识别模型的输入，输出分类判别结果，完成目标识别。本发明利用异构集群声纳多视角探测手段，获得了不同视角下的目标回波信息，使用能够提取融合各视角特征的深度学习网络模型，更大程度地利用目标的尺度和角度特性对目标进行判别，提高了对复杂目标的探测性能。
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公开(公告)号：CN118041459A
公开(公告)日：2024-05-14
申请号：CN202410219761.X
申请日：2024-02-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种深海水声通信多通道联合处理方法及水声通信系统。方法包括：在发射端，单个发射换能器在水下发射单载波信号；在接收端，水听器阵列接收信号，由信号处理装置对接收信号将信号解调至基带，获得基带的多通道数据；基于PTR‑DFE对多通道数据进行均衡，获得符号初始估计；利用PTR‑DFE均衡后的符号构建初始的观测矩阵，对多通道的信道和符号进行迭代地联合估计，将收敛后的符号输出解码。本发明充分利用多通道接收的增益，根据多通道观测值迭代的更新符号，信道和噪声，在逼近信道与噪声最大后验估计的同时完成符号的最大似然估计，实现更低的误码率；利用PTR‑DFE均衡后的符号构建初始观测矩阵，保证收敛性。
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