一种基于光学的水表面微波跨介质探测方法

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作者 方尔正 李宗儒 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期332-338,共7页

水下声信号的传播和探测研究主要集中在散射、反射和传播损失等方面,而对其在水面引起的波动关注较少。本文在理论上推导了在水下平面波入射在水-空气界面激励的水表面微波与声源强度和频率的关系。这种水表面微波的振幅在纳米级别,振... 水下声信号的传播和探测研究主要集中在散射、反射和传播损失等方面,而对其在水面引起的波动关注较少。本文在理论上推导了在水下平面波入射在水-空气界面激励的水表面微波与声源强度和频率的关系。这种水表面微波的振幅在纳米级别,振动频率和水下平面波的频率相同,在水-空气界面的扩散距离则随频率的升高而强烈衰减。基于水表面微波的特性,结合激光探测的工作原理,设计了一套跨介质水下目标检测系统。并为该系统可能受到的低频海浪噪声干扰和反射干扰提供了应对方式。仿真结果表明:该系统分辨率高,具有隐蔽性、易于维护性、无接触性等特点,对低频声源的检测效果较好。该方法结合了声波在水中和光波在空气中传播各自的优点,有望成为水下目标检测的一种新手段。 展开更多

关键词 水下声源 水下振动源 水表面微波 振动探测 水下目标探测 激光探测 电磁波探测 跨介质探测

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海面小型快速运动目标的探测方法 被引量：2

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作者 赵海波 胡光锐 朱丽平 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第12期1992-1995,共4页

常规扫描相关积累(SIC)算法在探测快速运动目标时易失效,提出了一种与海杂波抑制技术相结合的新型SIC算法.新算法由两分支组成:一个分支通过扫描加权对杂波进行衰减;另一分支确保快速目标的探测.应用海杂波抑制技术可以进一步提高信杂比... 常规扫描相关积累(SIC)算法在探测快速运动目标时易失效,提出了一种与海杂波抑制技术相结合的新型SIC算法.新算法由两分支组成:一个分支通过扫描加权对杂波进行衰减;另一分支确保快速目标的探测.应用海杂波抑制技术可以进一步提高信杂比,降低雷达检测门限,增大小目标的检测概率.仿真结果表明,本方法显著提高了舰载雷达探测小型快速运动目标的能力. 展开更多

关键词 目标截获 目标识别雷达 扫描相关积累 海杂波抑制 信杂比 海面

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基于脉冲幅度起伏频率的体目标与点源合成目标回波分辨 被引量：1

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作者 陈云飞 贾兵 +2 位作者 黎胜 王振山 李桂娟 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期1467-1472,共6页

针对水中体目标回波与点源合成目标回波分辨问题,研究了体目标和常规点源合成目标回波脉冲幅度起伏频率特性。基于目标回波亮点模型,理论分析证明了体目标回波脉冲幅度起伏频率具有随载波频率相关的变化特性,而常规点源合成目标回波的... 针对水中体目标回波与点源合成目标回波分辨问题,研究了体目标和常规点源合成目标回波脉冲幅度起伏频率特性。基于目标回波亮点模型,理论分析证明了体目标回波脉冲幅度起伏频率具有随载波频率相关的变化特性,而常规点源合成目标回波的脉冲幅度起伏频率不具有相应特性,据此提出并研究了基于脉冲幅度起伏频率的体目标回波与点源合成目标回波分辨的方法。海上试验对Benchmark模型回波与两个点声源合成的模拟回波进行对比,试验结果表明:通过主动发射两个频率差别明显的载频信号,基于接收回波的脉冲幅度起伏峰值频率对比,可以对体目标回波与合成回波进行分辨,验证了基于脉冲幅度起伏频率的体目标回波与点源合成目标回波分辨方法的可行性。 展开更多

关键词 水中目标 合成回波 幅度起伏频率 回波分辨 亮点模型 回波模拟

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无人平台自主探测声呐的发展现状和展望 被引量：14

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作者 郝宇 邱龙皓 +2 位作者 邹男 王燕 梁国龙 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1347-1354,共8页

无人平台已成为各国海军竞相发展的领域,而自主探测声呐作为无人平台的“耳目”,是其完成水下作战任务的前提。本文概述了国内外无人平台自主探测声呐的发展现状,对国外主要的无人水面平台、水下平台的自主探测声呐系统进行了介绍,并以... 无人平台已成为各国海军竞相发展的领域,而自主探测声呐作为无人平台的“耳目”,是其完成水下作战任务的前提。本文概述了国内外无人平台自主探测声呐的发展现状,对国外主要的无人水面平台、水下平台的自主探测声呐系统进行了介绍,并以“基于矢量水听器阵的无人平台远程主被动自主探测系统”为例,给出了具体应用,介绍了静态目标、运动目标以及主动工作模式下的外场试验结果。最后从智能化、模块化、协同化、编队化4个方面展望了无人平台自主探测声呐的未来发展趋势。 展开更多

关键词 无人声呐 自主探测声呐 水下目标探测 无人化 无人系统 无人水下潜航器 无人水面艇 水下战

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多视图交叉一致性学习的半监督水面目标检测 被引量：3

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作者 冯俊健 李彬 +1 位作者 田联房 董超 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期107-114,共8页

为缓解基于半监督学习的水面目标检测对有限标注样本过拟合的问题,提高无标注样本中目标提取的有效性,提出了基于多视图交叉一致性学习的半监督水面目标检测算法。首先,该算法通过数据增强的方式为训练样本生成不同的视图以丰富数据集... 为缓解基于半监督学习的水面目标检测对有限标注样本过拟合的问题,提高无标注样本中目标提取的有效性,提出了基于多视图交叉一致性学习的半监督水面目标检测算法。首先,该算法通过数据增强的方式为训练样本生成不同的视图以丰富数据集的多样性;然后,利用所提出的多视图目标判别器为无标注样本在线生成伪标签,有助于提取无标注样本的有效信息;最后,利用所提出的多视图交叉一致性学习使同一目标实例的不同视图的输出实现交叉一致性正则化,以促进检测模型学习判别性的特征从而降低过拟合的风险。在海上和内河数据集上的实验结果表明:文中所提算法能够提高特征提取的判别性,对多类别的水面目标检测精度达到91.0%,比全监督检测算法提高了18.7%,比其他半监督检测算法提高了3.8%以上;在检测速度上,该算法达到13.1帧/s,基本满足实时性要求。所提算法通过多视图交叉一致性学习提高特征的判别性和缓解检测模型的过拟合风险,有助于提高半监督水面目标检测的性能。 展开更多

关键词 水面目标检测 半监督学习 多视图交叉一致性学习 交叉一致性正则化 多视图目标判别器

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基于模态陷获能量比的水面水下目标分辨技术 被引量：2

6

作者 余赟 刘清宇 +1 位作者 虞飞 殷敬伟 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期318-324,共7页

水面水下目标分辨是水声领域中迫切需要解决的难点问题。本文利用浅海负跃层水文条件下水面水下目标声场主导模态差异性,通过波束形成空域滤波器设计方法分别估计接收信号中反转模态能量和传播模态能量,根据能量比估计结果实现水面水下... 水面水下目标分辨是水声领域中迫切需要解决的难点问题。本文利用浅海负跃层水文条件下水面水下目标声场主导模态差异性,通过波束形成空域滤波器设计方法分别估计接收信号中反转模态能量和传播模态能量,根据能量比估计结果实现水面水下目标分辨。仿真结果表明:当水平接收阵位于跃层内或跃层下时,该方法可以对非正横方位目标进行准确分辨,并且处理频段越宽、基阵孔径越大、临界深度与目标深度差异越大,分辨正确率越高。 展开更多

关键词 水面水下目标分辨 浅海 负跃层 简正波 反射模态 反转模态 水平阵 空域滤波

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水中目标自由场声辐射特性还原及远场声辐射热区识别 被引量：1

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作者 林伟 夏茂龙 +2 位作者 刘正浩 黎胜 孟春霞 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期119-126,共8页

获取水中目标的声特性对目标识别和分析十分重要。为解决水中目标声特性测试中自由场条件难以实现的问题,消除结构表面能量流对远场声辐射热区识别的干扰,提出结合基于边界元自由场还原技术和表面贡献法的声场分离技术,实现水中近场非... 获取水中目标的声特性对目标识别和分析十分重要。为解决水中目标声特性测试中自由场条件难以实现的问题,消除结构表面能量流对远场声辐射热区识别的干扰,提出结合基于边界元自由场还原技术和表面贡献法的声场分离技术,实现水中近场非自由场环境中获取水中目标的声特性和识别远场声辐射热区。数值模拟结果表明:非自由环境下基于边界元的声场还原方法还原得到的声场声压、声功率等特性,与直接在自由场获取的结果基本相同;进一步利用表面贡献法过滤掉循环于振动结构表面的能量流,能够在近场识别远场辐射热区。该方法突破了测试环境限制,可大幅降低测试费用,具有一定的工程应用价值。 展开更多

关键词 水中目标 声辐射特性 自由场 远场热区 自由场还原 表面贡献法

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基于无人艇载侧扫声呐的水下目标定位方法研究 被引量：7

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作者 左震 黄泓赫 +1 位作者 孙备 吴鹏 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期310-319,共10页

水下目标高精度定位是无人艇开展海底测绘、航道清理、沉船打捞等任务的重要前提。然而,现有的基线式定位方法无法对未知水域内的目标进行精确定位。实际任务中,无人艇往往需要搭载侧扫声呐并辅以其他手段来确定水下目标的准确位置。针... 水下目标高精度定位是无人艇开展海底测绘、航道清理、沉船打捞等任务的重要前提。然而,现有的基线式定位方法无法对未知水域内的目标进行精确定位。实际任务中,无人艇往往需要搭载侧扫声呐并辅以其他手段来确定水下目标的准确位置。针对无人艇水下目标定位难题,首先对侧扫声呐水下目标定位过程进行建模,然后分析姿态误差对水下目标定位造成的影响,利用姿态矫正矩阵消除姿态误差,最后利用离散卡尔曼滤波算法对多点测量数据进行最优估计,得到水下目标的精确位置。仿真实验和无人艇集成实验结果表明,该定位方法能够有效的减小测量过程中的误差,平均定位精度达到0.334 m。 展开更多

关键词 水下目标定位 离散卡尔曼滤波 侧扫声呐 无人艇

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海洋水气界面对光学成像探测影响的研究

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作者 钟一鸣 张达 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期1314-1320,共7页

利用激光进行主动成像探测正在海洋探测发挥越来越重要的作用。波涛起伏的海面是一个复杂折射系统,能够对跨介质的水下目标光学成像探测产生复杂影响。为了研究海面起伏对光学成像的影响,本文先以Gerstner波为对象从机理上进行了分析,... 利用激光进行主动成像探测正在海洋探测发挥越来越重要的作用。波涛起伏的海面是一个复杂折射系统,能够对跨介质的水下目标光学成像探测产生复杂影响。为了研究海面起伏对光学成像的影响,本文先以Gerstner波为对象从机理上进行了分析,得出只有在大角度入射,也就是光入射到海浪波峰附近的小范围区域中时,海面折射才会对探测产生较大影响。接着本文使用基于Phillips海浪谱的统计波模型建立了模拟海面,并统计了垂直光照条件下入射角,发现绝大多数都是小角度角;然后分析了折射后各点光线的具体偏折情况;最后进行了成像模拟,用结构相似度(SSIM)评价了不同海况下的图像质量。研究结果说明海面起伏对探测的影响较小且对光在各处的削弱均匀,没有呈现与水面对应的复杂情况;图像质量随海况等级的提升而指数下降。 展开更多

关键词 海洋光学 水下目标探测 海面模拟 统计波模型

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目标瞬态回波极点提取研究

10

作者 刘伯胜 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 1989年第1期27-39,共13页

本文首先简要介绍了“奇异点展开理论”,然后在此理论的基础上应用Prony方法从模拟的目标瞬态回波中提取了极点,并将在不同采样频率、不同样本数,不同预设极点数和不同信噪比条件下得到的极点与极点预设值进行了比较,得到了极点的准确... 本文首先简要介绍了“奇异点展开理论”,然后在此理论的基础上应用Prony方法从模拟的目标瞬态回波中提取了极点,并将在不同采样频率、不同样本数,不同预设极点数和不同信噪比条件下得到的极点与极点预设值进行了比较,得到了极点的准确提取与这些参数间的依赖关系.本文的结果可供在实际声呐波回波中提取极点,进而实现目标识别时参考. 展开更多

关键词 水声信号 目标识别 回波

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一种小型水面目标辐射噪声水平分布特性

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作者 计钊 《舰船科学技术》 北大核心 2014年第1期111-114,共4页

在单一平面水平等声压分布噪声模型及分析方法的基础上,给出一种以水平直线阵为数据获取湿端的舰船目标噪声水平空间分布特性的数学模型。据此对一种小型水面船舶的辐射噪声水平空间分布特性开展海上实测研究,并分析该类目标在水下产生... 在单一平面水平等声压分布噪声模型及分析方法的基础上,给出一种以水平直线阵为数据获取湿端的舰船目标噪声水平空间分布特性的数学模型。据此对一种小型水面船舶的辐射噪声水平空间分布特性开展海上实测研究,并分析该类目标在水下产生的辐射噪声的频谱及水平空间分布特性。 展开更多

关键词 水面目标 噪声特性 水平分布

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