[发明专利]一种主动声呐全景接触目标快速辨识方法

权利要求书

1.一种主动声呐全景接触目标快速辨识方法，其特征在于：包括步骤如下：首先接收主动声呐阵元数据，预处理生成全波束时域数据；然后将全波束时域数据分成L段，分别进行FFT处理得到L幅运动特征谱，对运动特征谱进行谱线搬移和二维归一化处理；接着在归一化后的运动特征谱上进行运动特征孤立点检测，根据运动特征孤立点的坐标位置，换算得到目标的方位、距离和径向速度值；最后重构全景接触目标快速辨识画面。

2.根据权利要求1所述的主动声呐全景接触目标快速辨识方法，其特征在于：具体步骤如下：

步骤一：接收主动声呐阵元数据x_m(t)，m＝1，2，…，N，N为阵元数，对阵元数据进行波束形成预处理，得到全波束时域数据beam(l,n),l＝1,2,…,NB，其中，l为波束号，NB为总的波束数，n为时间采样点数；

步骤二：将全波束时域数据分成L段，每段数据采样点数为N₀，对每段数据进行FFT变换，得到L幅运动特征谱Spec1_i(l,k),i＝1,…,L，其中l为波束号，k为频点数；

步骤三：对每幅运动特征谱按照公式进行谱线搬移，其中，f₀为主动声呐发射的单频信号中心频率，v_s为主动声呐所在平台的运动速度，θ为波束扫描角，使得运动特征谱中的混响能量分布由呈现的曲线结构变为水平直线结构，得到Spec2_i(l,k),i＝1,…,L；

步骤四：对步骤三得到的运动特征谱Spec2_i(l,k)分别沿方位维和频率维进行二维归一化处理，得到归一化后的运动特征谱Spec3_i(l,k),i＝1,…,L；

步骤五：在归一化后的L幅运动特征谱上进行运动特征孤立点检测；

步骤六：根据归一化后的运动特征谱上运动特征孤立点的坐标位置，换算得到目标的方位、距离和径向速度值；

步骤七：重构全景接触目标快速辨识画面；在方位-距离维全景探测画面上绘制检测到的J个运动特征孤立点，其中每个运动特征孤立点的颜色按其径向速度值的大小进行设置。

3.根据权利要求1或2所述的主动声呐全景接触目标快速辨识方法，其特征在于：所述的运动特征孤立点检测采用基于深度学习的目标检测模型或采用常规图像处理方法进行检测。

4.根据权利要求2所述的主动声呐全景接触目标快速辨识方法，其特征在于：所述根据运动特征谱上运动特征孤立点的坐标位置，换算得到目标的方位、距离和径向速度值，包括步骤如下：假设检测到J个运动特征孤立点，其中，第j个运动特征孤立点位于第n_j幅运动特征谱上的(p_j,q_j)点，j＝1,…,J，则根据运动特征谱的空间映射关系，换算得到该运动特征孤立点对应的目标方位θ_j、距离d_j和径向速度v_j，如下所示：

θ_j＝p_j，

其中，N₀为每段数据采样点数，fs为采样率，c为声速，q₀为0Hz多普勒对应的频点索引数，N_fft为生成运动特征谱时的FFT点数，f₀为主动声呐发射的单频信号中心频率。