针对现有的波达方向(direction of arrival,DOA)估计方法在低信噪比、小快拍、多信源条件下估计精度较低的问题,提出一种基于并行坐标下降算法的DOA估计方法.首先,对空域等角度均匀划分,构造超完备冗余字典;其次,采用并行坐标下降算法...针对现有的波达方向(direction of arrival,DOA)估计方法在低信噪比、小快拍、多信源条件下估计精度较低的问题,提出一种基于并行坐标下降算法的DOA估计方法.首先,对空域等角度均匀划分,构造超完备冗余字典;其次,采用并行坐标下降算法的思想对稀疏信号进行重构,得到信号在空域的稀疏系数矩阵;最后,将稀疏矩阵行向量的l2-范数映射到空域网格上,得到准确的DOA估计值.仿真实验结果表明:在低信噪比、小快拍、多信源条件下,该方法优于子空间类算法、贪婪类算法以及凸优化类算法,具有更低的均方根误差(RMSE)、更高的DOA估计精度和运行效率.展开更多
针对单矢量水听器,将旋转不变技术(estimation of signal parameters via rotational invariance techniques,ESPRIT)等参数估计算法用于直方图统计,并提出了基于单矢量水听器的多重信号分类(multiple signal classification,MUSIC)算法...针对单矢量水听器,将旋转不变技术(estimation of signal parameters via rotational invariance techniques,ESPRIT)等参数估计算法用于直方图统计,并提出了基于单矢量水听器的多重信号分类(multiple signal classification,MUSIC)算法,推导出波束形成的功率谱公式和半功率波束宽度公式以及不同声压振速组合情形下定向性能的理论下界,同时也对其他波达方向(direc-tion of arrival,DOA)估计方法进行了总结。理论分析和实验结果表明:ESPRIT等用于直方图统计后能够获取更为全面准确的目标信息;MUSIC算法可获得比最小方差无畸变响应(minimum variance distortionless response,MVDR)更高的分辨率,而且同样满足实时处理要求;MVDR的半功率波束宽度与信噪比大致呈现反比例关系,而常规波束形成(conventional beam-forming,CBF)的半功率波束宽度收敛于131.06°,两者都只与信噪比有关;声能流法等适用于较高信噪比情形,而波束形成和子空间方法的定向精度在较低信噪比情形下仍能接近理论下界,尤其是波束形成具有良好的宽容性;功率谱估计的3种算法具有相同的估计误差边界;各定向算法的时间花销都较小,均可应用于实时系统。展开更多
研究了矢量水听器阵利用旋转不变子空间(estimation of signal parameters via rotational invariance technique,ESPRIT)算法估计目标方位的问题,分析了几种处理方式的内在机理,并推导了它们的理论误差公式。针对利用振速分量直接估计...研究了矢量水听器阵利用旋转不变子空间(estimation of signal parameters via rotational invariance technique,ESPRIT)算法估计目标方位的问题,分析了几种处理方式的内在机理,并推导了它们的理论误差公式。针对利用振速分量直接估计方位受声源方位影响较大的问题,提出了一种角度融合的方法来提高方位估计性能。仿真结果表明,理论误差与实际非常吻合,提出的优化融合处理方法提高了目标方位估计的精度,降低了估计误差随方位角度变化波动的程度。展开更多
文摘针对现有的波达方向(direction of arrival,DOA)估计方法在低信噪比、小快拍、多信源条件下估计精度较低的问题,提出一种基于并行坐标下降算法的DOA估计方法.首先,对空域等角度均匀划分,构造超完备冗余字典;其次,采用并行坐标下降算法的思想对稀疏信号进行重构,得到信号在空域的稀疏系数矩阵;最后,将稀疏矩阵行向量的l2-范数映射到空域网格上,得到准确的DOA估计值.仿真实验结果表明:在低信噪比、小快拍、多信源条件下,该方法优于子空间类算法、贪婪类算法以及凸优化类算法,具有更低的均方根误差(RMSE)、更高的DOA估计精度和运行效率.
文摘针对单矢量水听器,将旋转不变技术(estimation of signal parameters via rotational invariance techniques,ESPRIT)等参数估计算法用于直方图统计,并提出了基于单矢量水听器的多重信号分类(multiple signal classification,MUSIC)算法,推导出波束形成的功率谱公式和半功率波束宽度公式以及不同声压振速组合情形下定向性能的理论下界,同时也对其他波达方向(direc-tion of arrival,DOA)估计方法进行了总结。理论分析和实验结果表明:ESPRIT等用于直方图统计后能够获取更为全面准确的目标信息;MUSIC算法可获得比最小方差无畸变响应(minimum variance distortionless response,MVDR)更高的分辨率,而且同样满足实时处理要求;MVDR的半功率波束宽度与信噪比大致呈现反比例关系,而常规波束形成(conventional beam-forming,CBF)的半功率波束宽度收敛于131.06°,两者都只与信噪比有关;声能流法等适用于较高信噪比情形,而波束形成和子空间方法的定向精度在较低信噪比情形下仍能接近理论下界,尤其是波束形成具有良好的宽容性;功率谱估计的3种算法具有相同的估计误差边界;各定向算法的时间花销都较小,均可应用于实时系统。
文摘研究了矢量水听器阵利用旋转不变子空间(estimation of signal parameters via rotational invariance technique,ESPRIT)算法估计目标方位的问题,分析了几种处理方式的内在机理,并推导了它们的理论误差公式。针对利用振速分量直接估计方位受声源方位影响较大的问题,提出了一种角度融合的方法来提高方位估计性能。仿真结果表明,理论误差与实际非常吻合,提出的优化融合处理方法提高了目标方位估计的精度,降低了估计误差随方位角度变化波动的程度。
