检索结果-内蒙古大学图书馆

声学学报 2023年第2期48卷 277-290页

作者：王燕李想齐滨梁国龙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 青岛海纳水下信息技术有限公司青岛266400

针对无源声呐多目标方位跟踪问题,研究了一种基于粒子滤波的检测前跟踪方法,关注于改善邻近目标和机动目标的跟踪性能。首先,提出了一种考虑了邻近目标影响的似然函数;其次,采用辅助变量利用量测信息优化粒子采样,当算法运动模型与目标... 详细信息

针对无源声呐多目标方位跟踪问题,研究了一种基于粒子滤波的检测前跟踪方法,关注于改善邻近目标和机动目标的跟踪性能。首先,提出了一种考虑了邻近目标影响的似然函数;其次,采用辅助变量利用量测信息优化粒子采样,当算法运动模型与目标实际运动状态失配时,这种策略具有很大优势。结合以上两点,提出了一种检测前跟踪算法,该算法将邻近目标划分为一组,使用邻近目标的预测状态计算目标的似然,计算效率较高。利用仿真生成的数据和海上采集的实际数据分别验证了该算法的性能,并与其他多目标粒子滤波检测前跟踪算法进行比较,证明了该算法具有良好的跟踪性能。在目标邻近和目标机动的情况下,该算法的优势更加明显。

关键词：纯方位跟踪检测前跟踪粒子滤波目标跟踪

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宽频带海洋环境噪声矢量场空间相关特性建模

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物理学报 2022年第2期71卷 124-134页

作者：任超黄益旺夏峙哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨150001 海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 工业和信息化部哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

基阵的信噪比增益与噪声场空间特性密切联系,海洋环境噪声空间特性建模始终是水声学研究的热门问题.声纳功能不同,其工作频段和带宽通常也不相同,因此,任意频带噪声场的空间相关系数对声纳系统设计具有重要参考价值.依据海洋环境噪声场... 详细信息

基阵的信噪比增益与噪声场空间特性密切联系,海洋环境噪声空间特性建模始终是水声学研究的热门问题.声纳功能不同,其工作频段和带宽通常也不相同,因此,任意频带噪声场的空间相关系数对声纳系统设计具有重要参考价值.依据海洋环境噪声场的产生过程,在高频近似条件下,本文提出一种噪声场时域建模方法,给出了水平分层介质中表面噪声时域声压和质点振速的积分表示,为噪声矢量场宽带模型的建立奠定了基础.根据风成噪声谱结构,数值计算了不同频带、不同谱斜率的噪声场空间相关系数,揭示了带宽、谱结构对风成噪声空间特性的影响规律.随着阵元间距和带宽增大,噪声矢量场各分量的空间相关系数的振荡周期数逐渐减少,振荡幅度逐渐减小,这是由于噪声场相关系数频域平均的结果.当谱斜率小于零时,宽频带噪声场的空间相关半径大于窄带噪声场的相关半径,这是由于低频段噪声起主要贡献的结果,实测海洋环境噪声声压场竖直方向空间相关特性变化规律与理论结果一致.本文模型对换能器成阵技术研究以及环境参数反演具有潜在应用前景.

关键词：宽频带噪声时域模型空间相关特性声矢量场

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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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海底声散射特性进展及展望

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哈尔滨工程大学学报 2024年第4期45卷 748-757页

作者：郑毅秦志亮于盛齐马本俊赵吉祥刘梦婷哈尔滨工程大学水声技术重点实验室黑龙江哈尔滨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) 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 哈尔滨工程大学青岛创新发展基地山东青岛266400

为了对海底声散射特性进行系统分析和规律总结,本文梳理了国内外有关海底声散射特性的研究进展。介绍了海底声散射的基本概念,并对界面粗糙散射及沉积物体积散射的理论模型进行了总结;从高频(>10 kHz)和中频(1~10 kHz)2个方面阐述了... 详细信息

为了对海底声散射特性进行系统分析和规律总结,本文梳理了国内外有关海底声散射特性的研究进展。介绍了海底声散射的基本概念,并对界面粗糙散射及沉积物体积散射的理论模型进行了总结;从高频(>10 kHz)和中频(1~10 kHz)2个方面阐述了国内外典型海底声散射特性测量实验,同时对当前具有代表性的海底声散射实验结果进行了归纳分析。最后剖析和探讨了当前海底声散射研究中存在的问题和未来发展方向,并指出海底中频及宽掠射角声散射模型研究在水下攻防应用中尤为紧要。

关键词：声散射特性声散射理论粗糙界面散射体积散射高频中频声散射实验宽掠射角

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针对周期偏移声信标的广义二阶时延差水声定位模型

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声学学报 2024年第1期49卷 28-37页

作者：刘淼杨卓万光明孙思博付进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 中国舰船研究设计中心武汉430064 北京锐智集数电子有限公司北京100195

针对具有周期偏移的声信标定位问题,提出了一种广义二阶时延差水声定位模型。将传统二阶时延差拓展至不需要等周期间隔选取定位节点的广义情况,从而进一步提高定位精度;同时,引入松弛算法实现定位节点的最优化,并引入密度聚类算法以提... 详细信息

针对具有周期偏移的声信标定位问题,提出了一种广义二阶时延差水声定位模型。将传统二阶时延差拓展至不需要等周期间隔选取定位节点的广义情况,从而进一步提高定位精度;同时,引入松弛算法实现定位节点的最优化,并引入密度聚类算法以提高输入时延野值的鲁棒性。仿真及湖试数据处理结果表明,该模型相对于传统时延差模型或二阶时延差模型具有更高的定位精度。所提模型实现了针对周期漂移声信标的高精度定位,典型使用场景下的定位精度可达到3 m。

关键词：水声定位声信标长基线定位定位模型

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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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遗传算法优化的增材制造宽带复合棒换能器

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应用声学 2025年

作者：李昊卢苇哈尔滨工程大学水声技术重点实验室海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学)工业和信息化部哈尔滨工程大学水声工程学院

复合棒换能器通常采用多模态耦合方法实现宽带性能。增材制造技术可以解决采用粘接制作的传统纵弯耦合空腔前盖板接缝刚度不足的问题。该文为改善复合棒换能器带宽性能，基于金属增材制造加工方式，采用拓扑优化设计空腔结构，初步扩展... 详细信息

复合棒换能器通常采用多模态耦合方法实现宽带性能。增材制造技术可以解决采用粘接制作的传统纵弯耦合空腔前盖板接缝刚度不足的问题。该文为改善复合棒换能器带宽性能，基于金属增材制造加工方式，采用拓扑优化设计空腔结构，初步扩展了换能器的带宽。接下来，使用遗传算法进一步优化空腔尺寸，实现更好的带宽性能，仿真计算得到优化后换能器带宽达到55.3 kHz(带内起伏±3 dB)，相比优化前带宽扩展了82%。仿真与实验结果均表明采用遗传算法优化的换能器前盖板在增加换能器带宽方面具有显著效果。

关键词：换能器增材制造拓扑优化遗传算法

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深海矢量垂直阵匹配宽带复声强目标深度估计方法

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声学学报 2025年第3期50卷 677-692页

作者：张家宁方尔正王欢桂晨阳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

针对可靠声路径环境下深海矢量垂直阵的无源探测问题,提出了一种匹配宽带复声强干涉结构的浅层目标深度估计方法。该方法基于虚源理论推导了垂直阵输出复声强的解析表达式,并利用可靠声路径矢量场频域干涉结构对源深度的敏感性,获得与... 详细信息

针对可靠声路径环境下深海矢量垂直阵的无源探测问题,提出了一种匹配宽带复声强干涉结构的浅层目标深度估计方法。该方法基于虚源理论推导了垂直阵输出复声强的解析表达式,并利用可靠声路径矢量场频域干涉结构对源深度的敏感性,获得与经波束形成后垂直阵输出复声强的最佳匹配深度。算法无需目标运动状态累积,具有较高的实时性。仿真结果表明,算法提升了已有深度估计方法实现准确估计的信噪比容限,同时在环境起伏条件下具备较高的稳健性。深海坐底矢量垂直阵对不同距离及深度下低频声源发射的宽带噪声信号实测数据验证了所提方法的深度估计性能。

关键词：可靠声路径矢量垂直阵深度估计复声强声场干涉结构

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北极冰层混响多维特性分析及其抑制

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声学学报 2025年第3期50卷 610-621页

作者：邹怡飞李秀坤于歌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

提出了一种联合区域生长和多维特性差异的北极冰层混响抑制方法。基于冰层反射散射系数变化对混响信号频域特性的影响,将冰层混响抑制问题转化为对混响信号与目标回波信号在多维特性差异上的特征表述及应用。该方法改进了区域生长技术,... 详细信息

提出了一种联合区域生长和多维特性差异的北极冰层混响抑制方法。基于冰层反射散射系数变化对混响信号频域特性的影响,将冰层混响抑制问题转化为对混响信号与目标回波信号在多维特性差异上的特征表述及应用。该方法改进了区域生长技术,利用近似熵–皮尔逊相关系数联合特征描述不同信号成分一维瞬时频率序列稳定性和相似性差异,定位回波位置;结合Rényi熵分析二维时频平面信息分布特性,优化区域生长过程,实现了冰层混响的自适应抑制。仿真与北极实测数据结果表明,该方法能有效抑制不同冰层环境下的混响干扰,准确提取目标回波,有助于提升有源声呐在北极环境下对目标的探测能力。

关键词：北极冰层混响抑制频率特性多维特性区域生长回波提取

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利用垂直波阻抗反演深海地声参数

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声学学报 2025年第3期50卷 643-654页

作者：高虓张海刚曹德瑨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

针对深海地声参数反演问题,提出了一种基于垂直波阻抗空间变化特性的深海水平分层海底的地声参数反演方法。首先,推导了简正波理论下的深海波阻抗的表达式,分析了波阻抗在空间上的起伏特征;然后,依据垂直波阻抗携带更丰富的声场信息建... 详细信息

针对深海地声参数反演问题,提出了一种基于垂直波阻抗空间变化特性的深海水平分层海底的地声参数反演方法。首先,推导了简正波理论下的深海波阻抗的表达式,分析了波阻抗在空间上的起伏特征;然后,依据垂直波阻抗携带更丰富的声场信息建立关于垂直波阻抗的目标函数并进行地声参数反演;最后,分析后验概率分布用于分析反演结果的可靠性。仿真计算和实验数据处理结果表明,沉积层的厚度、密度、声速、衰减和基底的密度、声速、衰减的概率密度分布的峰值比较尖锐,所提方法能够有效对深海环境下的海底进行地声参数反演。将反演结果代入模型,计算的传播损失与接收信号的传播损失比较吻合;利用反演的地声参数对声源的距离和深度进行反演,其平均误差分别为10.83%和10.65%。

关键词：深海分层海底垂直波阻抗地声参数反演

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