检测前跟踪应用中的传感器观测数据仿真研究

检测前跟踪是低信噪比环境下目标检测与跟踪的有效方法,应用时通常基于未作门限处理的传感器原始观测数据,而非经典跟踪中的点迹.鉴于当前还没有系统的用于检测前跟踪的传感器仿真建模研究工作,针对实际应用中常见的雷达、声纳和红外三类传感器,建立检测前跟踪处理模型,并仿真产生了各类传感器在单、多目标场景下的原始观测数据.仿真试验表明,传感器模型仿真逼真度较高,为其它种类传感器的观测数据仿真提供了参考,也为检测前跟踪算法的研究提供了便利.     

基于合成孔径方法的潜艇二维高频声散射特性分析

水下复杂形状目标的散射特性预测一般采用真实孔径成像,但其存在图像分辨率难以提高,无法获取复杂目标的精细结构特征的弱点.而相比之下,合成孔径声纳成像方位分辨率很高,成像质量有较大改善,因此我们依据潜艇散射的物理声学Kirchhoff积分原理和CAD技术,通过对潜艇建模仿真得到其散射回波数据,进而采用合成孔径技术实现对潜艇二维声散射特性的分析,得到了高分辨率的二维声图像.在一些水下装备的研制论证阶段,采用该方法可以有效地预测其散射特性,为设计低目标强度的装备提供依据.     

主动声纳混响抑制与目标检测技术

 混响是浅海主动声纳的主要干扰,其抑制问题一直是困扰声纳信号处理的难题,尤其是当声纳载体具有一定的运动速度、导致混响具有空时耦合特性时。空时自适应处理是解决该问题的一个有效途径,它能够实现隐式的平台运动补偿从而允许获得理论最优的混响抑制性能。本文介绍了传统主动声纳的混响抑制与目标检测技术,通过分析声纳与雷达的不同之处,提出了适合于运动声纳的空时自适应处理模型;在此模型下,讨论了提高空时自适应检测稳健性的方法;最后展望了主动声纳混响抑制与目标检测技术的发展趋势。     

多基地声纳定位误差最小的模板法

研究了基于定位误差最小化的多基地声纳接收基地配置方法。根据定位误差的几何分布情况,提出了配置多基地声纳的“模板法”。“模板法”利用已布设网络提供的目标距离信息和新增接收基地的测量误差信息,对“定位精度几何扩散因子”的几何分布图进行特征提取,得到“模板”。将“模板”与真实的声纳环境匹配,可确定新增接收基地的布放位置。仿真分析说明,该方法可解决攻击模式下目标的更准确定位问题,运算量小,实时性高。     

船舶辐射噪声的非平稳ARMA模型的建立

分析了船舶辐射噪声信号的特点,提出了一种简单、新颖的适用于船舶辐射噪声的非平稳ARMA模型.对海上实录的三大类船舶辐射噪声建立ARMA模型的实验结果表明该非平稳模型不仅具有较简单的形式,而且具有较高的精度.     

基于神经网络和遗传算法的舰艇声纳自噪声预报

研究了舰艇航行时声纳部位接收到的全艇自噪声的预报问题．分析了影响声纳部位自噪声的各种参数,将BP神经网络和遗传算法相结合用于舰艇声纳部位自噪声预报．通过使用遗传算法对神经网络的初始权值进行优化,可以在解空间中定位出一个较好的搜索空间,然后采用BP算法在这个小的解空间中搜索出最优解．通过整理大量的测试数据,对神经网络进行训练,训练好的神经网络能够迅速而精确地对舰艇各种航行状态的自噪声进行预报．结果表明,该方法不仅具有足够的精度,而且实用方便、适用性强．     

拖曳声纳的本舰噪声仿真

利用线性预测技术，以AR模型拟合指定功率谱的方法，分别对船舶噪声源中的平稳连续谱部分和时变调制谱部分进行了建模与仿真。采用多个点声源来模拟船体噪声源，按照各个声源的空间位置，并计及海底、海面对声场的一次反射作用，最后得到本舰在拖曳声纳基阵位置上的辐射噪声。     

Response characteristics of sonar receiver under intense sound pulse

For anti-jamming and anti-countermeasure techniques of the sonar receiver, the response characteristics of the automatic gain control (AGC) circuit and the survivability of the prime circuit under strong interference are analyzed by simulations and experiments. An AGC simulation model based on the voltage control amplifier VCA810 prototype is proposed. Then static and dynamic simulations are realized with single frequency signal and linear frequency modulated (LFM) signal commonly used in the active sonar. Based on intense sound pulse (ISP) interference experiments, the real-time response characteristics of each module of the receiver are studied to verify the correctness of the model as well as the simulation results. Simulation and experiment results show that, under 252 dB/20 μs ISP interference, the specific sonar receiver will produce sustained cut top oscillation above 30 ms, which may affect the receiver and block the regular sonar signal.     

移动机器人同时定位和地图创建的一种新方法

为了实现室内环境中移动机器人的同时定位和地图创建,提出了一种新方法,该方法应用顺序蒙特卡罗方法,把定位和地图生成分成状态估计和参数估计,应用多粒子滤波器实现同时估计机器人位置和障碍物位置。环境感知采用机器人自身配置的声纳传感器,应用哈夫变换提取环境障碍物边界特征,用直线近似表示,并提出了一种可靠的特征匹配方法。Pioneer 2移动机器人在实际室内环境中完成的实验证明了该方法的可行性。     

基于改进粒子滤波的声图像多目标跟踪方法

摘要：
针对利用声图像实现水下多目标跟踪问题,提出一种改进的粒子滤波多目标跟踪算法.通过引入联合概率数据关联算法,建立了联合概率数据关联 粒子滤波算法模型,使粒子权值中得以反映量测与目标轨迹间的关联概率,有效保证了各目标跟踪轨迹的连续性.采用了包含距离及角度的双重跟踪门得到确定矩阵,使跟踪精度得以提高.补充了轨迹起始及轨迹终结方法,以对跟踪过程进行完善.最后,通过水下多目标跟踪试验,对比分析了不同数据关联算法的试验结果,验证了所提方法的有效性,为基于前视声纳的多目标跟踪提供了一种更为有效的方式. 关键词：
联合概率数据关联; 粒子滤波; 目标跟踪; 前视声纳 中图分类号： TP 39
文献标志码： A