[发明专利]基于抹香鲸叫声的水下目标测距单脉冲筛选方法及装置

权利要求书

1.一种基于抹香鲸叫声的水下目标测距单脉冲筛选装置，其特征是，由抹香鲸声数据库存储器、脉冲摘取器、抹香鲸叫声脉冲数据库存储器、模糊函数运算器、模糊函数筛选器、脉冲映射器、单脉冲集合存储器、互相关运算器和测距单脉冲存储器组成；

抹香鲸声数据库存储器用于存储海量的原始声数据；

脉冲摘取器用于从原始声数据中摘取出叫声脉冲；

抹香鲸叫声脉冲数据库存储器用于存储被摘取出的叫声脉冲；

模糊函数运算器用于对摘取出的叫声脉冲求取距离速度模糊函数；

模糊函数筛选器用于从求取的距离速度模糊函数中筛选出距离分辨力高且多普勒容限大的模糊函数；

脉冲映射器用于找出与距离分辨力高且多普勒容限大的模糊函数相对应的单脉冲，并将这些单脉冲存储在单脉冲集合存储器中；

互相关运算器对单脉冲集合存储器中的任意两个单脉冲进行互相关运算，并将互相关运算结果都小于阈值W的单脉冲存储在测距单脉冲存储器中。

2.如权利要求1所述的基于抹香鲸叫声的水下目标测距单脉冲筛选装置，其特征是，模糊函数筛选器根据距离速度模糊函数式，通过单脉冲遍历的方式，对抹香鲸叫声脉冲数据库中的每个脉冲求取距离速度模糊函数，得到m个距离速度模糊函数计算结果χ₁(τ_d,ξ_d),χ₂(τ_d,ξ_d),…,χ_m(τ_d,ξ_d)，其中，m表示抹香鲸叫声脉冲数据库中单脉冲的个数，τ_d代表相对时延，ξ_d代表相对多普勒频率，s(t)代表抹香鲸叫声脉冲的信号波形。

3.一种基于抹香鲸叫声的水下目标测距单脉冲筛选方法，其特征是，包括下列步骤：

首先，从海量的抹香鲸声数据库存储器中读取数据；并对每段读取的数据进行峰值检测，当被检测数据的峰值大于设定的阈值F时，以峰值所在时刻为参考，对数据进行加窗筛选处理，且加窗宽度为T，T的大小可根据抹香鲸叫声脉冲的宽度进行调节，以使所筛选出来的叫声脉冲是一个完整的抹香鲸发声脉冲信号；对抹香鲸声数据库进行加窗筛选处理后，得到抹香鲸叫声脉冲数据库，并将该抹香鲸叫声脉冲数据库放置于抹香鲸叫声脉冲数据库存储器中；

然后，根据距离速度模糊函数式，通过单脉冲遍历的方式，对抹香鲸叫声脉冲数据库中的每个脉冲求取距离速度模糊函数，得到m个距离速度模糊函数计算结果χ₁(τ_d,ξ_d),χ₂(τ_d,ξ_d),…,χ_m(τ_d,ξ_d)，其中，m表示抹香鲸叫声脉冲数据库中单脉冲的个数，τ_d代表相对时延，ξ_d代表相对多普勒频率，s(t)代表抹香鲸叫声脉冲的信号波形；

然后，根据水下目标测距分辨力要求，设定一个叫声脉冲筛选阈值Q；同时，根据测距系统所能容忍的目标最大运动速度要求，也就是叫声脉冲的多普勒容限要求，设定一个叫声脉冲筛选阈值D；

然后，根据距离分辨力和速度容忍要求，从m个距离速度模糊函数计算结果χ₁(τ_d,ξ_d),χ₂(τ_d,ξ_d),…,χ_m(τ_d,ξ_d)中，筛选出距离分辨力小于Q且多普勒容限大于D的叫声 脉冲；经筛选后，得到e个模糊函数结果显然有e≤m成立；Q和D的大小可根据应用需要进行调节，以满足水下运动目标测速要求；

然后，通过映射方式，将与e个满足要求的模糊函数所对应的叫声单脉冲组成单脉冲集合A；

最后利用计算机数值分析方法，对集合A中的任意两个叫声单脉冲进行遍历求取互相关，设定互相关阈值W，选出互相关结果都小于阈值W的单脉冲，组成测距单脉冲集合B；注意所得到集合B中任意两个单脉冲之间的互相关结果都小于阈值W。