检索结果-内蒙古大学图书馆

哈尔滨工程大学学报 2024年第5期45卷 922-929页

作者：高塬杨博全郭强时胜国哈尔滨工程大学水声工程学院黑龙江哈尔滨150001 广东智能无人系统研究院(南沙) 广东广州511458 哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室黑龙江哈尔滨150001 海洋信息获取与安全工业和信息化部重点实验室(哈尔滨工程大学) 黑龙江哈尔滨150001

为解决等效源法在水下结构声源声场重建中存在的虚拟等效源配置位置难以确定、求逆过程中传递矩阵病态性过大的问题,本文提出了基于单元辐射叠加法的水下结构声源声场重建方法。该方法利用结构声源边界元法建模思想与声场波叠加原理,建... 详细信息

为解决等效源法在水下结构声源声场重建中存在的虚拟等效源配置位置难以确定、求逆过程中传递矩阵病态性过大的问题,本文提出了基于单元辐射叠加法的水下结构声源声场重建方法。该方法利用结构声源边界元法建模思想与声场波叠加原理,建立了声源表面振动与辐射声场之间的振声传递关系,得到可快速计算的振声传递函数,并利用该函数作为传递算子进行声场重建。通过对矩形板的声场重建仿真,验证了本文方法相比等效点源近场声全息具有更高的重建精度,且具有更大的有效全息距离。通过在不同阵元数、信噪比情况下的仿真分析,进一步证明了本文方法能够改善水下结构声源的声场重建精度。

关键词：单元辐射叠加法声场重建结构声源近场声全息振声传递函数求逆问题矩阵病态性参数分析

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水下声学超表面异常折射方向调控研究

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哈尔滨工程大学学报 2024年第1期45卷 93-102页

作者：胡博刘凯赵思缘李松哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室黑龙江哈尔滨150001 海洋信息获取与安全工业和信息化部重点实验室(哈尔滨工程大学) 黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院黑龙江哈尔滨150001 中国船舶科学研究中心江苏无锡214082

针对波束调控的问题,本文提出了一种控制波前相位的声学超表面。本文依据广义斯奈尔定律,利用不同声速的均匀介质构建了水中多频声学超表面模型,给出声学超表面产生异常声折射的基本原理,验证了声学超表面在多个频点下可以实现异常声折... 详细信息

针对波束调控的问题,本文提出了一种控制波前相位的声学超表面。本文依据广义斯奈尔定律,利用不同声速的均匀介质构建了水中多频声学超表面模型,给出声学超表面产生异常声折射的基本原理,验证了声学超表面在多个频点下可以实现异常声折射现象,揭示了频率以及声波入射角对声学超表面异常折射现象的影响规律,制备了声学超表面实物在水箱中对理论结果进行验证。结果表明:在入射波频率为基频的整数倍时,超表面模型可以实现折射角相同的异常折射现象,并且入射角在一定范围内可以实现负折射现象。实验测量了水中钢板和超表面的折射情况,相较于均匀介质,在不同入射角度下设计的超表面均可以实现异常折射,并且测量值与理论值吻合较好。

关键词：水下声学超表面异常折射负折射梯度相位广义斯奈尔定律多角度消声水箱

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面向差分阵列的波束形成技术研究综述

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电讯技术 2025年

作者：马可高寒松陈峰莫世奇哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨工程大学海洋信息获取与安全工信部重点实验室哈尔滨工程大学水声工程学院

差分波束形成是麦克风阵列信号处理的方法之一，在多通道语音增强、声源定位与跟踪等领域得到广泛应用。传统差分波束形成采用多级级联结构，波束图往往在端射方向上指向性最大，并不适用声源位于非端射方向的应用场景，如雷达、声呐、... 详细信息

差分波束形成是麦克风阵列信号处理的方法之一，在多通道语音增强、声源定位与跟踪等领域得到广泛应用。传统差分波束形成采用多级级联结构，波束图往往在端射方向上指向性最大，并不适用声源位于非端射方向的应用场景，如雷达、声呐、定位追踪等，亟待开展各类可调向差分波束形成方法研究。为此，本文针对可调向差分波束形成算法开展研究，并根据算法可调向范围将其划分为不可调向、部分可调向、完全可调向三类调向算法。针对三类调向算法的应用场景及性能优劣情况，分别综述其实现原理、概述其国内外研究现状及可应用场景，重点探讨方法原理和基本架构，进一步综合分析阵型、间距等因素对于算法调向效果的影响，为可调向差分波束形成算法的应用提供了研究基础。

关键词：麦克风阵列差分波束形成频率无关波束形成波束转向

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浅海孤立子内波作用下的三维声场空间特性

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声学学报 2024年第4期49卷 855-867页

作者：宋扬莫亚枭郭仕栋冯嘉宝郑广赢哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨150001 工业和信息化部海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001 中国科学院水声环境特性重点实验室(声学研究所) 北京100190 中国电子科技集团公司第三研究所北京100015 汉江国家实验室武汉430000 声呐技术重点实验室杭州310023

针对浅海环境下孤立子内波对声场空间特性的影响,以三维抛物方程理论及高精度根式算子近似方法为基础,建立了适应孤立子内波环境的三维声场计算方法。充分考虑孤立子内波传播特点与浅海中点源柱扩散形式的声场结构特征,形成以直角坐标系... 详细信息

针对浅海环境下孤立子内波对声场空间特性的影响,以三维抛物方程理论及高精度根式算子近似方法为基础,建立了适应孤立子内波环境的三维声场计算方法。充分考虑孤立子内波传播特点与浅海中点源柱扩散形式的声场结构特征,形成以直角坐标系−柱坐标系的联合环境处理的声场计算形式,通过改变环境参数输入形式,提升了计算效率,并研究了孤立子内波影响下的三维声场分布特性。结果表明,平坦海底情况下,内波影响下的三维声场垂直和水平分布结构均发生变化,且随频率增加而增大,尤其是声源深度在跃层附近时变化更为明显;非平坦海底环境下,三维声场受到非水平海底和内波的双重调制作用,导致孤立子内波影响下的声场水平分布变化进一步加剧,从而在一定程度上反映出海底地形这一大尺度非均匀性对声场产生的水平折射效应以及对声传播特性的影响。

关键词：孤立子内波三维声场非水平海底空间特性抛物方程

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量测驱动的自适应似然无源弱目标跟踪

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声学学报 2023年第5期48卷 959-970页

作者：齐滨田金邹男梁国龙哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨150001 工业和信息化部海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001 青岛海纳水下信息技术有限公司青岛266400

在随机有限集理论框架下提出相应的检测前跟踪算法,将多重信号分类(MUSIC)方法空间谱的自适应加权形式作为伪似然比函数研究了基于MUSIC的近似多伯努利滤波算法。并且针对算法对目标新生响应速度慢的问题,提出了由量测驱动的目标新生模... 详细信息

在随机有限集理论框架下提出相应的检测前跟踪算法,将多重信号分类(MUSIC)方法空间谱的自适应加权形式作为伪似然比函数研究了基于MUSIC的近似多伯努利滤波算法。并且针对算法对目标新生响应速度慢的问题,提出了由量测驱动的目标新生模型。仿真实验验证了研究算法相比传统算法在低信噪比下有更好的跟踪性能,更少的计算量,且改进的新生模型能显著加快算法对新生目标的响应速度,响应时间缩短了50%以上。实验结果表明,所提方法鲁棒性较强,可以实现在低信噪比下对多目标的准确跟踪。

关键词：无源跟踪随机有限集检测前跟踪伯努利滤波

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检测前跟踪中的目标交叉航迹标签分层管理

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声学学报 2023年第6期48卷 1164-1173页

作者：齐滨田金邱龙皓梁国龙哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨150001 工业和信息化部海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001 青岛海纳水下信息技术有限公司青岛266400

针对检测前跟踪算法无法提供目标航迹标签以及传统算法在轨迹交叉情况下批次编号管理混乱的问题,提出了一种标记关联的航迹管理方法。该方法为各个目标的方位航迹标记不重复的标签,并针对标签多伯努利算法非共轭先验的问题,采用将标签... 详细信息

针对检测前跟踪算法无法提供目标航迹标签以及传统算法在轨迹交叉情况下批次编号管理混乱的问题,提出了一种标记关联的航迹管理方法。该方法为各个目标的方位航迹标记不重复的标签,并针对标签多伯努利算法非共轭先验的问题,采用将标签多伯努利分布逼近δ-广义标签多伯努利分布的方法进行解决。另外还提出一种辅助门限进行分层逐级更新的方法,实现了对不同的航迹赋予不同的标签,解决了方位交叉情况下轨迹中断、目标跟丢和错跟的问题。仿真及海试试验表明,该方法的平均误差稳定且接近为0,定位精度高且轨迹连续清晰,不仅能在目标轨迹交叉时进行准确跟踪,还能实现对多目标数的精准估计,为基于声呐阵的水下目标态势感知方法提供了新的技术支持。

关键词：多目标跟踪检测前跟踪标签多伯努利航迹管理

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基于自适应中值滤波器的水声正交频分复用通信脉冲噪声抑制

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声学学报 2025年

作者：刘嘉奥韩笑朱广军殷敬伟田亚男哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室极地海洋声学与技术应用教育部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨工程大学水声工程学院中国科学院先进水下信息技术重点实验室

脉冲噪声是水声信道中的常见干扰，当脉冲噪声与正交频分复用信号峰值相互叠加时，对脉冲噪声的检测和抑制将更为困难，进而严重影响水声通信系统性能。针对这一问题，提出了一种基于自适应中值滤波器的水声脉冲噪声抑制方法。首先... 详细信息

脉冲噪声是水声信道中的常见干扰，当脉冲噪声与正交频分复用信号峰值相互叠加时，对脉冲噪声的检测和抑制将更为困难，进而严重影响水声通信系统性能。针对这一问题，提出了一种基于自适应中值滤波器的水声脉冲噪声抑制方法。首先利用导频信息获取背景噪声预估计值，并从中检测和标记脉冲噪声出现位置，而后，通过自适应中值滤波器抑制脉冲噪声，改变背景噪声的分布特性，提高了稀疏贝叶斯学习信道估计算法的性能。基于试验脉冲噪声和第十三次北极科考通信试验数据的仿真结果表明，所提方法能够有效抑制背景噪声中的脉冲噪声分量，同时相对于传统方法具有更好的误码率性能，在-10～20 dB广义信噪比下所提方法的误码率平均可分别降低5.42%和11.15%。

关键词：水声通信正交频分复用脉冲噪声自适应中值滤波器北极水声学

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非高斯噪声背景下的目标辐射线谱自适应增强方法

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声学学报 2024年第5期49卷 927-938页

作者：王燕上官佩熙郝宇 †刘旭妍哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨150001 工业和信息化部海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001 中国舰船研究设计中心武汉430064

针对非高斯噪声背景下因噪声二阶矩发散导致常规自适应线谱增强方法的权值迭代不收敛,无法有效增强水下目标辐射线谱信噪比的问题,提出了基于最大相关熵准则的自适应线谱增强方法。该方法基于窄带线谱信号和宽带非高斯噪声在广义时间相... 详细信息

针对非高斯噪声背景下因噪声二阶矩发散导致常规自适应线谱增强方法的权值迭代不收敛,无法有效增强水下目标辐射线谱信噪比的问题,提出了基于最大相关熵准则的自适应线谱增强方法。该方法基于窄带线谱信号和宽带非高斯噪声在广义时间相关半径上的差异,采用参考信号与输出信号的相关熵作为惩罚函数进行自适应滤波器权值的迭代优化,有效提升了目标辐射线谱的输出信噪比。仿真结果表明,该方法能够实现在非高斯噪声背景下对线谱信号的有效增强,相比于基于奇异谱分析和基于香农熵的两种非高斯噪声背景适配的线谱增强方法,在低信噪比条件下该方法可将信噪比增益分别提升12 dB和5 dB。海试数据处理结果也验证了所提方法的可行性和可靠性。

关键词：无源目标探测自适应线谱增强非高斯噪声广义时间相关半径最大相关熵准则

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基于值学习与策略梯度的深度强化学习在核工程领域的适配性分析

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原子能科学技术 2024年第S02期58卷 382-392页

作者：谭思超刘震刘永超李桐梁彪王博李江宽田瑞峰哈尔滨工程大学船舶热能动力全国重点实验室黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学黑龙江省核动力装置性能与设备重点实验室黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学核安全与先进核能技术工信部重点实验室黑龙江哈尔滨150001

深度强化学习能够实现端到端处理,将高维度的原始输入数据直接转化为输出动作。深度强化学习按照间接和直接的策略优化方式,主要可分为基于值学习和基于策略梯度的两类方法。二者因原理不同,在解决问题的能力和适用场景上存在差异。核... 详细信息

深度强化学习能够实现端到端处理,将高维度的原始输入数据直接转化为输出动作。深度强化学习按照间接和直接的策略优化方式,主要可分为基于值学习和基于策略梯度的两类方法。二者因原理不同,在解决问题的能力和适用场景上存在差异。核领域中的决策问题状态参数维度高,同时决策参数与状态参数之间存在强非线性关系,是深度强化学习的潜在应用场景。本文从强化学习的基本原理出发,归纳了基于值学习和基于策略梯度的强化学习方法的机理差异,并结合目前研究现状对两类方法在核工程领域可能的应用场景进行了深入分析。最后,总结了深度强化学习在后续应用中所面临的挑战及应用趋势。

关键词：人工智能深度强化学习值函数策略梯度

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多波束测深声呐自主数据质量监测及门限控制

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哈尔滨工程大学学报 2024年第5期45卷 902-909,921页

作者：周天袁伟家杜伟东陈宝伟哈尔滨工程大学水声技术重点实验室黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学海洋信息获取与安全工业和信息化部重点实验室黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院黑龙江哈尔滨150001

为满足水面无人艇等海洋无人平台的需求,确保多波束测深声呐系统在无人监控和参数调节下具备可靠自主工作能力,本文提出一种数据质量在线监测及门限参数控制方法。通过建立基于质量和异常因子的监测模型,结合粒子滤波技术,提高海底地形... 详细信息

为满足水面无人艇等海洋无人平台的需求,确保多波束测深声呐系统在无人监控和参数调节下具备可靠自主工作能力,本文提出一种数据质量在线监测及门限参数控制方法。通过建立基于质量和异常因子的监测模型,结合粒子滤波技术,提高海底地形跟踪门限控制抗差性。仿真和湖上试验显示该方法能判定数据有效性、适应地形变化,并提供合理深度门限,适用于多波束测深声呐系统的在线数据质量监测和无人自主控制。

关键词：水面无人艇多波束测深声呐系统数据质量监测门限控制自主化

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