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基于声阵列的目标声源定位技术研究

作　者: 程擂
导　师: 韩焱
学　校: 中北大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 声阵列探测多元阵列传感器时延估计无源定位
分类号: TN912.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 135次
引　用: 1次
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内容摘要

在航空航天、靶场试验、海底生物探测等领域中,声阵列定位技术都具有广泛的应用。声阵列定位技术在海洋环境监测、水下目标定位与识别的试验过程中,存在着如技术难度大、系统研制周期长、试验成本高、危险性大、耗费大量人力物力等问题,本课题针对上述试验中存在的问题及实际工程项目中对声阵列定位技术的需求,结合相似性试验理论和半实物系统仿真技术,对声阵列定位模拟试验技术进行了研究。本文介绍了声阵列定位模拟仿真系统的组成模块、工作原理,以及各个模块的功能;在分析了相关非平稳信号相关算法的基础上,提出了一种基于改进希尔伯特黄的信号预处理算法;针对多元传感器在实际环境中位置的不确定性问题,采用传感器基站自定位技术,对目标和传感器基站进行了自主定位;为提高定位精度,提出了一种基于简化仿射投影算法的时延估计方法,通过目标声信号的时延检测,对目标实现了精确定位。实验结果表明,通过传感器基站自定位技术,可以实现多元传感器目标的快速定位;经基于改进希尔伯特黄的信号预处理,可有效提高目标的定位精度。该方法可应用于爆炸源在内的各种声源的定位。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章绪论  8-13
  1.1 课题的背景、目的和意义  8-9
  1.2 国内外相关技术研究现状  9-11
    1.2.1 系统仿真技术发展现状  9-10
    1.2.2 声阵列定位技术发展现状  10-11
    1.2.3 声学仿真系统发展现状  11
  1.3 本文的主要内容和论文结构  11-13
第二章声学仿真系统总体框架  13-23
  2.1 声阵列定位模拟试验系统总体设计  13-14
    2.1.1 实验系统框架  13
    2.1.2 系统工作原理  13-14
  2.2 声阵列实验系统的各模块  14-22
    2.2.1 信号发生子系统模块  14-15
    2.2.2 信号获取子系统模块  15-19
    2.2.3 信号处理子系统模块  19-21
    2.2.4 系统功能实现模块  21-22
  2.3 本章小结  22-23
第三章信号预处理  23-30
  3.1 基于小波变换的信号去噪  23-24
  3.2 基于希尔伯特黄的信号时频分析  24-27
  3.3 基于改进HHT 的信号时频分析  27-29
  3.4 本章小结  29-30
第四章基于 MIMO 的信号检测分离技术  30-38
  4.1 MIMO 信号检测算法  30-35
    4.1.1 次最优线性检测算法  32
    4.1.2 次最优非线性检测算法  32-33
    4.1.3 最大似然检测算法  33
    4.1.4 球型译码算法  33-35
  4.2 基于MIMO 技术的信号提取的仿真实验  35-37
    4.2.1 自定位信号发生与接收  35-37
    4.2.2 信号提取  37
  4.3 本章小结  37-38
第五章目标定位技术研究及实验分析  38-59
  5.1 基于多元传感器基站自定位的目标定位技术  38-44
    5.1.1 多元传感器基站自定位原理  38-40
    5.1.2 基于多元传感器阵列的目标定位原理  40-44
  5.2 时延估计算法分析  44-51
    5.2.1 常用时延估计方法  45-48
    5.2.2 基于简化仿射投影的时延估计方法  48-51
  5.3 基于多元传感器自定位的目标定位实验  51-57
    5.3.1 多元传感器基站自定位实验  51-53
    5.3.2 室内多元声阵列目标定位实验  53-54
    5.3.3 室外平面多元声阵列目标定位实验  54-56
    5.3.4 室外空间任意分布多元声阵列目标定位实验  56-57
  5.4 实验误差分析  57-58
  5.5 本章小结  58-59
第六章总结与展望  59-61
  6.1 本文工作总结与创新点  59-60
  6.2 展望  60-61
参考文献  61-65
读硕士学位期间发表的论文  65-66
致谢  66

基于声阵列的目标声源定位技术研究

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