[发明专利]一种用于避碰声纳的水下障碍物目标检测跟踪方法

权利要求书

1.一种用于避碰声纳的水下障碍物目标检测跟踪方法，其特征在于，该方法包括：

潜航器驶入某一目标水域后，潜航器上设置的水听器阵列发射多个声信号，对该目标水域中的多个水下障碍物目标进行探测；

每个水下疑似目标在声信号的激发下，产生回波，得到多个水下疑似目标和回波信号；

设置在潜航器上的避碰声纳采集每个水下疑似目标的回波信号，对每个回波信号进行检测处理，获得N个目标及对应的回波信号；

通过声图获取每个目标的速度和方向，并对每个目标进行速度和方向判定，遍历N个目标中的每个目标，重复上述过程，删除干扰目标，获得多个有效目标及有效目标的速度和方向，完成对水下障碍物目标的检测跟踪。

2.根据权利要求1所述的用于避碰声纳的水下障碍物目标检测跟踪方法，其特征在于，所述设置在潜航器上的避碰声纳采集每个水下疑似目标的回波信号，对每个回波信号进行检测处理，获得N个目标及对应的回波信号；具体包括：

设置在潜航器上的避碰声纳采集第i个水下疑似目标的回波信号，该回波信号为扇形覆盖[-θ，θ]开角内的回波信号，第i个水下疑似目标的回波信号；

避碰声纳采集第i个水下疑似目标的回波持续时间t＝t₂-t₁；

其中，t₁为第i个水下疑似目标的回波的起始时刻；t₂为第i个水下疑似目标的回波的终止时刻；

判断第i个水下疑似目标的回波强度和回波持续时间：

如果第i个水下疑似目标的回波强度大于预先设定的回波强度T，且第i个水下疑似目标的回波持续时间大于预先设定的回波持续时间T₀，则认为第i个水下疑似目标为目标，并统计目标的数量，获得N个目标及其对应的回波信号；

如果第i个水下疑似目标的回波强度小于或等于预先设定的回波强度T，或第i个水下疑似目标的回波持续时间小于或等于预先设定的回波持续时间T₀，则认为第i个水下疑似目标为无效目标，并进行删除；

其中，

其中，τ为发射的声信号脉宽；L为目标尺度；c为声速；θ₀为发射的声波对目标的入射角；

预先设定的回波强度T是根据目标回波强度理论值或实测经验值确定。

3.根据权利要求1所述的用于避碰声纳的水下障碍物目标检测跟踪方法，其特征在于，所述通过声图获取每个目标的速度和方向，并对每个目标进行速度和方向判定，遍历N个目标中的每个目标，重复上述过程，删除干扰目标，获得多个有效目标及有效目标的速度和方向，完成对水下障碍物目标的检测跟踪；具体包括：

通过声图获得第i个目标Ai在t_i时刻的目标位置(R_i，θ_i)和第i个目标Ai在t_i+1时刻的目标位置(R_i+1，θ_i+1)，从而获得第i个目标的速度V_i和方向角Δθ：

Δθ＝θ_i+1-θ_i

其中，R_i为在预先建立的极坐标系下，第i个目标Ai在t_i时刻到原点的距离；θ_i为在预先建立的极坐标系下，第i个目标Ai在t_i时刻的方位角；R_i+1为在预先建立的极坐标系下，第i个目标Ai在t_i+1时刻到原点的距离；θ_i+1为在预先建立的极坐标系下，第i个目标Ai在t_i+1时刻的方位角；

根据获得的N个目标，遍历每个目标，获得每个目标的速度和方向角；

根据每个目标的速度和方向角，再结合无人潜航器的运动信息，删除随机出现的、不具有规律移动的干扰目标，获得多个有效目标及有效目标的速度和方向，完成对水下障碍物目标的检测跟踪。