主动合成孔径声纳几种算法比较

海洋开发和反潜战的需求成为推动声纳技术发展的主要动力。主动合成孔径声纳（ASAS）作为一种新型高分辨水下成像声纳,利用小孔径的物理声阵,得到与径向距离和频率都无关的方位分辨率。运动补偿是合成孔径声纳的关键问题,利用多接收阵回波数据的互相关特性进行补偿有距离多普勒、线性调频空变平移、波束域等多种算法,通过对几种算法的分析比较,结合仿真验证,为实际应用提供了依据。     

一种估计主动声纳回波扩展时间的有效方法

 针对主动声纳探测中目标回波扩展时间实时测量的难点,提出将累积和检验算法用于估计回波扩展时间.设计了算法流程,研究了累积和检验算法非线性量的计算方法.在验证估计精度时,和传统的搜索最大检验统计量法进行了对比,并利用仿真和海试数据进行了验证,结果表明:传统方法搜索速度慢,易出现误判,而累积和检验算法在完成检测的同时,能有效平滑混响,能以较高精度和效率确定回波扩展时间,并且可以实现在线处理.     

水声信号处理领域新进展

本文介绍近30年来水声信号处理领域理论研究的新进展和在声纳设计中的应用。包括水声信号建模、声场匹配、海洋波导和内波现象的探索和研究、声矢量场信息获取和处理,低频水声信道的时/空相关特性,水下目标辐射噪声的不变特征量提取和检测技术,水下语音、图像传输和抗干扰技术。同时概述,声纳设计的前沿领域:大孔径拖曳线列阵声纳、高分辨力合成孔径声纳、深海传呼机等的发展情况。     

基于提升小波的方向扩散算法实现侧扫声纳图像去噪

侧扫声纳作为一种重要的海底探测技术,已得到广泛的使用,但声强数据经过严格的数据处理后,依然存在噪声,影响图像的正确判读.针对侧扫声纳图像中的噪声问题,采用基于偏微分方程的方向扩散、正则化P-M（AOS算法）、基于离散小波的方向扩散、基于提升小波的方向扩散4种方法,与传统的均值滤波、中值滤波、维纳滤波和小波软阈值、硬阈值、贝叶斯估计阈值的方法进行实验对比,发现基于提升小波的方向扩散方法,不仅能有效提高峰值信噪比,而且还能保持较好的平滑指数和边缘保持指数,更适用于侧扫声纳图像的去噪处理.     

警戒模式下多基地声纳配置方法研究

研究了警戒模式下多基地声纳的布阵方法。首先,利用双基地声纳"定位精度几何扩散因子"的几何分布图,提取图中定位误差满足要求的区域。然后,根据该区域的图形特征,提出一种基于正n边形作图方法的多基地声纳布阵算法。通过仿真分析可知,利用该算法布阵后,目标的定位性能与贪婪算法布阵后的定位性能基本接近,但是本文算法的运算量远比贪婪算法小,因此它具有更强的实用性。     

一种典型阵形畸变对双线阵声纳 左右舷分辨性能的影响

 阵形畸变对双线阵左右舷分辨性能有重要影响.本文针对一种典型的张角畸变展开深入分析.首先设定了畸变量,推导出左右舷抑制增益关于该畸变量的函数关系,进而分析该畸变量对双线阵声纳左右舷分辨两个重要性能指标——特征方位和特征频率的影响,同时对于两种常用的左右舷分辨方法在此种畸变情况下的性能也进行了深入讨论.仿真结果显示,此种畸变严重抑制了正横方位的左右舷分辨性能,甚至会形成误判,并且基于时延估计的左右舷分辨方法和基于双线阵指向性的常规方法都将产生较大误差,需校正后才能应用.     

低复杂度的MIMO声呐协方差矩阵重构方法*

多输入多输出声纳在对目标进行测向时会产生复杂的运算量,从而降低算法的测向效率。针对这一问题,提出了一种基于降维变换方法的低复杂度协方差矩阵重构方法。该方法能够抑制噪声,提高目标侧向性能。首先利用降维变换方法对接收信号进行波束形成,获得低维度的协方差矩阵,再对矩阵进行Toeplitz处理,抑制矩阵的相干性。所得到的新的协方差矩阵,通过特征分解获得噪声子空间和信号子空间,利用MUSIC方法进行测向。为了进一步降低运算复杂度,利用阵型所满足的旋转不变性,可以采用ESPRIT算法对目标进行波达方向估计。理论分析和实验结果表明,该方法有效降低了运算复杂度,提高了算法的测向性能。在有限快拍数的情况下,与传统测向方法相比,具有运算速度快,目标分辨力强的特点。     

智能型动态图像追踪自控车

去年十月份Toyota Lexus的2007年最新车款LeXUS LS 460和Lexus LS 460L 在美国市场上市,两部车子都装置了Toyota最新发展的"高级停车导引系统(Advanced Parking Guidance System)",这个系统是使用一个向后的摄像头和停车声纳传感器侦测周边状况,驾驶人靠在一个停车位旁边,按个按钮,踩煞车以控制速度,系统便会自动接手控制电动动力方向盘,完成路边停车的动作.除此之外,在目前最常应用于工厂自动化系统之中的自动导引车辆(Automatic Guided Vehicle,AGV)系统,可按照程序所下的命令及导引路线进行、停止、转弯,并能和搬运系统作连结;AGV是一种物料搬运设备,能在固定位置自动进行货物的装载,并自动行走到另一位置,以完成货物的卸载的全自动运输设备.     

几种自适应IIR陷波器的复数算法及其应用

在自适应IIR陷波器实数算法的基础上,本文提出了三种基于梯度的自适应IIR陷波器的复数算法,并进行了仿真比较。结果表明,这三种复数算法均可检测复信号,并估计信号频率,其中"改进的"简化格型IIR陷波器复数算法收敛速度快、低信噪比下稳定性能好。湖上试验表明该算法不仅实时性好,而且在低信噪比下的检测效果令人满意。     

基于快速小波分形插值的声纳图像缩放算法

本文讨论主动图像声纳的图像结果显示问题,主要介绍一种基于快速小波分形插值的实时声纳图像缩放算法。并通过对合成孔径声纳图像数据进行算法比较,发现此算法比通用的图像插值算法,如双线性插值和双三次样条插值等,具有更好的性能。由于可以分块并行实现,因此本算法易于应用于实时图像声纳工程中。