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公开(公告)号：CN118642039A
公开(公告)日：2024-09-13
申请号：CN202410863032.8
申请日：2024-06-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01S3/80
Abstract: 本发明属于水声阵列信号处理技术领域，公开一种基于改进相对熵的波达方向估计方法、系统及终端。波达方向估计方法包括：接收声源信号；提取声源信号的频谱，获取频谱中期望信号频率归一化后的协方差矩阵；在预设空间均匀划分K个扫描网格，基于期望信号的频率及阵列参数获得每一扫描网格的权向量；对协方差矩阵的逆与归一化后权矩阵相乘得到的矩阵进行特征分解，获取最大特征值；配置改进相对熵距离表达式；将最大特征值代入上述表达式，获得改进对称相对熵距离；基于改进对称相对熵距离获得每一扫描网格的归一化输出功率；对其进行一维谱峰搜索，峰值对应的扫描网格角度即为声源信号的波达方向。本发明具备更高的方位分辨能力和更低的旁瓣级。
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公开(公告)号：CN116973900B
公开(公告)日：2024-08-16
申请号：CN202310878457.1
申请日：2023-07-17
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开一种冰下声纳目标方位估计方法、系统、终端及计算机存储介质，属于水声信号处理技术领域，以解决声纳无法在冰下脉冲噪声干扰下对目标来波方向进行估计的问题。包括：根据接收的入射信号，构建阵列接收信号矩阵，定义与阵列接收信号矩阵秩数相同的初始列满秩矩阵；构造残差拟合矩阵及其范数，通过求解残差拟合矩阵最小范数，得到行满秩矩阵；利用复值满牛顿算法对行满秩矩阵的列向量进行更新优化，将优化行满秩矩阵代入残差拟合矩阵，通过对更新后残差拟合矩阵的最小化范数求解，得到列满秩矩阵；将列满秩矩阵作为信号子空间矩阵，利用MUSIC方法输出空间谱，通过谱峰搜索获得波达方向估计结果。上述方案有效抑制了冰下脉冲噪声的干扰。
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公开(公告)号：CN118473544A
公开(公告)日：2024-08-09
申请号：CN202410468535.5
申请日：2024-04-18
Applicant: 中国人民解放军92578部队 , 哈尔滨工程大学
Abstract: 一种基于无监督学习的船舶辐射信号背景噪声抑制方法和系统，涉及水声信号处理领域，解决了传统降噪方法以及深度学习有监督学习降噪方法的问题。本发明提供以下方案：所述方法包括构建WGAN‑GP模型和集成CCBAM模块中的DCUNet模型；对被动声纳采集的环境背景噪声与带噪船舶辐射信号进行短时傅里叶变换获得信号时频谱，将环境背景噪声时频谱输入WGAN‑GP模型训练至收敛，用WGAN‑GP模型生成器生成环境噪声时频谱对，与带噪船舶辐射信号时频谱数据集中的数据叠加形成新的带噪信号时频谱数据集；并输入DCUNet模型进行多阶段迭代训练，得到抑制环境背景噪声后的船舶辐射信号时域波形。还适用于在缺少目标和环境先验信息以及有监督训练数据集的条件下抑制船舶辐射信号背景噪声领域中。
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公开(公告)号：CN118041459A
公开(公告)日：2024-05-14
申请号：CN202410219761.X
申请日：2024-02-28
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种深海水声通信多通道联合处理方法及水声通信系统。方法包括：在发射端，单个发射换能器在水下发射单载波信号；在接收端，水听器阵列接收信号，由信号处理装置对接收信号将信号解调至基带，获得基带的多通道数据；基于PTR‑DFE对多通道数据进行均衡，获得符号初始估计；利用PTR‑DFE均衡后的符号构建初始的观测矩阵，对多通道的信道和符号进行迭代地联合估计，将收敛后的符号输出解码。本发明充分利用多通道接收的增益，根据多通道观测值迭代的更新符号，信道和噪声，在逼近信道与噪声最大后验估计的同时完成符号的最大似然估计，实现更低的误码率；利用PTR‑DFE均衡后的符号构建初始观测矩阵，保证收敛性。
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公开(公告)号：CN118018059A
公开(公告)日：2024-05-10
申请号：CN202410161000.3
申请日：2024-02-05
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: H04B1/7075 , H04B13/02 , H04B11/00 , H04L25/02
Abstract: 本发明公开了一种基于M元循环移位的MIMO扩频水声通信方法及系统。所述方法包括：在发射端，有K个发射阵元，对各发射阵元进行M元循环移位扩频编码，调制通信信息，各阵元添加相互正交的同步信号后对不同的信息流进行并行发射；在接收端，有R个接收阵元，对各接收阵元接收的信号进行滤波同步，对期望信号经过的R个信道进行信道估计，将信号转换到频域上，利用估计的信道对接收信号进行被动相位共轭均衡，对均衡后的信号解扩，进行频域能量检测解码，通过搜索能量峰值的输出位置进行原始信息恢复解码。本发明提供了一种较高速率、低复杂度、高可靠性的水声通信方案。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN118002217A
公开(公告)日：2024-05-10
申请号：CN202410148653.8
申请日：2024-02-02
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: B01L1/00
Abstract: 本发明涉及水声实验技术领域，本发明公开了一种便携极地冰下实验装置，其包括自上而下设置的驱动机构、支撑机构4、伸缩杆8、滑轮组和阵架7，板状的基阵5固定设置在阵架7上；驱动机构设于冰面上方，其下方设置竖直伸向冰面下方的伸缩杆8，支撑机构4设于冰面的冰洞处，用于支撑伸缩杆8；轮滑组固定设置于伸缩杆8下端；绳索1一端固定于驱动机构，绕经滑轮组后，固定于阵架7的上端；驱动机构驱动绳索1拉动阵架7，带动基阵5移动至水平状态。本发明结构简洁，重量较轻，强度较大，便于携带和快速组装使用，该实验装置结构稳定可靠，基阵在操作中，经绳索拉动至水平方向后锁定，便于后期开展冰下水声实验。
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公开(公告)号：CN116908914A
公开(公告)日：2023-10-20
申请号：CN202310886763.X
申请日：2023-07-19
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种高分辨偏振滤波弹性波极地方位估计方法，属于极地声学测向方法领域，在冰面布放传感器，相比于在海水以及海底布放，具有布放方便，坐标可调的优势；相比于传统基于阵列的方法，采用单个传感器就可以实现高分辨的方位估计结果。基于单检波器的声源方位的初步结果可以使用旋转分析法和偏振滤波法实现，利用冰面粒子运动的垂直分量抑制非径向分量，并提出了使用矢量反卷积方法来提高单检波器方位估计的分辨力，使得极地单检波器具备高分辨的方位估计能力。
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公开(公告)号：CN116338574B
公开(公告)日：2023-09-19
申请号：CN202310372679.6
申请日：2023-04-10
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01S5/02 , G06F18/2321 , G06N7/01
Abstract: 本发明公开了一种基于匹配波束的稀疏贝叶斯学习水下声源定位方法，针对现有的稀疏贝叶斯学习匹配场定位算法存在的环境失配问题，利用波束形成技术将阵列接收到的声压数据转化到波束域空间，并在波束域中限制或跟踪特定方向的声信号，将波束域内的定位问题转化为具有稀疏约束的欠定方程求解问题，最后通过稀疏贝叶斯学习更新公式进行迭代求解。与原有方法相比，本发明的优点在于：(1)在保证高分辨低旁瓣定位结果的同时，对环境失配具有更强的宽容性，有效提高了定位的鲁棒性；(2)具有更快的运行速度。
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公开(公告)号：CN116106875B
公开(公告)日：2023-07-14
申请号：CN202310364741.7
申请日：2023-04-07
Applicant: 北京神州普惠科技股份有限公司 , 哈尔滨工程大学 , 武汉普惠海洋光电技术有限公司
IPC: G01S7/52
Abstract: 本发明提供岸基阵坐标联合校准方法、系统、电子设备及存储介质，属于被动声纳探测技术领域，包括：基于长基线定位法，利用声速表、修正时延和声源船全球定位系统信息得到岸基阵的初始阵元坐标；利用阵元运动方向和阵元间固有间距对所述初始阵元坐标进行联合校准，得到阵元校准坐标。本发明通过基于长基线定位与利用阵元运动方向和固有间距优化平滑的任意阵形岸基阵坐标联合校准方法，实现对任意阵形岸基阵的高精度坐标校准，能有效解决现有方法中需借助姿态传感器、阵元标校存在累积误差，标校阵元之间独立无关联性以及标校精度低等问题。
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公开(公告)号：CN116359893A
公开(公告)日：2023-06-30
申请号：CN202310372786.9
申请日：2023-04-10
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01S7/536 , G06F18/10 , G06F18/15 , G01S15/06 , G06F123/02
Abstract: 本发明公开了一种适用于非同步阵列的匹配场水下声源定位方法，针对现有匹配场定位算法无法应用于非同步阵列的问题，通过将非同步接收信号归一化取幅值成功消除了未知声源频谱以及非同步接收产生的相位偏差，同时利用压缩感知算法提升定位分辨率，获得高分辨低旁瓣定位结果。本发明并不要求阵列接收信号严格同步，同时有着较高的定位精度和分辨率，适用于高信噪比下的非同步阵列定位场景，方法步骤简单，可靠性好。
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