[发明专利]一种基于多源传感器网络的目标落点定位方法

权利要求书

1.一种基于多源传感器网络的目标落点定位方法，其特征在于，包括：

步骤S1，安装声音阵列和震动阵列；

步骤S2，对所述声音阵列、所述震动阵列以及数据采集设备上电，并实时采集所述声音阵列和所述震动阵列接收到的信号；

步骤S3，根据所述震动阵列接收的信号，对目标震动信号进行预处理；

步骤S4，根据所述声音阵列接收的信号，对目标声音信号进行预处理；

步骤S5，根据预处理后的目标震动信号，提取目标震动信号的纵波包络个数；

步骤S6，根据所述目标震动信号纵波包络，判断目标类型，当目标类型为单目标时，计算单目标落点坐标；当目标类型为多目标时，计算多目标落点坐标；

所述单目标落点坐标计算包括：

步骤S611，提取目标震动信号到达震动阵列各阵元的时间差；

步骤S612，根据所述步骤S611提取的时间差，对单目标的震动波传播速度进行估计；

步骤S613，基于所述震动波传播速度，对单目标进行TDOA定位计算；

所述多目标落点坐标计算包括：

步骤S621，根据预处理后的目标声音信号估计多目标信号落点的方位角；

步骤S622，利用联合概率密度函数对所述方位角进行融合，得到目标落点的坐标；

步骤S623，搜索空间中的极值点位置，得到多目标落点的坐标；

步骤S7，所有设备关闭供电，回收所述声音阵列、震动阵列以及数据采集设备。

2.根据权利要求1所述的基于多源传感器网络的目标落点定位方法，其特征在于，所述声音阵列和所述震动阵列均由数目大于3且阵元大于等于8的十字阵列组成。

3.根据权利要求1所述的基于多源传感器网络的目标落点定位方法，其特征在于，所述声音阵列和所述震动阵列同心安装。

4.根据权利要求1所述的基于多源传感器网络的目标落点定位方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

步骤S31，确定目标震动信号的起始点Q_i；

步骤S32，以目标震动信号起始点Q_i为中心，对目标震动信号进行截取；

步骤S33，对截取后的目标震动信号进行滤波降噪。

5.根据权利要求4所述的基于多源传感器网络的目标落点定位方法，其特征在于，所述确定目标震动信号的起始点Q_i的方法为：对所述震动阵列的各阵元信号采用短时平均过零率法、最大门限-互相关法以及自适应滤波法进行检测，当所述三种方法均检测到阵元信号包含目标信号，则判断目标震动信号到达，并取目标震动信号起始帧的帧头作为起始点Q_i。

6.根据权利要求4所述的基于多源传感器网络的目标落点定位方法，其特征在于，所述对目标震动信号进行截取的方法为：截取所述目标震动信号起始点Q_i前30秒与起始点Q_i后30秒的信号数据。

7.根据权利要求1所述的基于多源传感器网络的目标落点定位方法，其特征在于，所述步骤S5包括：

步骤S51，对经过预处理的目标震动信号做峰值检测，得到峰值序列F_bl；

步骤S52，计算F_bl序列的差分序列F_dbl，并找出目标落点的最小间隔d；

步骤S53，剔除差分序列F_dbl中的横波及瑞丽波成份，得到纵波序列F_dblz；

步骤S54，将纵波序列F_dblz中小于目标落点最小间隔d的点划为一簇，划分出M′簇，则判定震动纵波包络个数为M′。

8.根据权利要求7所述的基于多源传感器网络的目标落点定位方法，其特征在于，所述步骤S51中峰值检测的方法为：设定信号窗C_1s，对窗信号求均值M_ym，并取峰值为然后对信号窗C_1s中的每个数据做峰值检测，记录峰值大于等于的点。