[发明专利]一种基于相干激光的水下目标声信号探测方法和装置

权利要求书

1.一种水下目标声信号探测方法，其特征在于，包括：

S1、获取经水表面声波调制散射后的探测光，并与参考光相干涉得到水面波干涉信号；

S2、基于模拟退火算法的近似全局优化原则，通过脊线识别方法提取水面波干涉信号的小波脊线；

S3、根据小波脊线的中心尺度得到水表面声波的频率。

2.根据权利要求1所述的水下目标声信号探测方法，其特征在于，在步骤S1中，所述探测光和参考光由一束连续激光分光而成，且所述参考光经衰减片衰减后与所述经水表面声波调制散射后的探测光相干涉。

3.根据权利要求1所述的水下目标声信号探测方法，其特征在于，在步骤S2中，提取水面波干扰信号的小波脊线前还包括：

对水面波干扰信号进行带通滤波，并经连续小波变换处理得到小波系数矩阵。

4.根据权利要求3所述的水下目标声信号探测方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

S21、基于模拟退火算法原则，通过Crazy climber爬坡方法，以小波系数矩阵离散的模值矩阵M为climber移动的时域平面，向小波系数模值大的位置爬升并更新度量矩阵D；

S22、对度量矩阵D进行脊线提取，求出度量矩阵D中每个时间点对应的极大值序列，并将所有极大值赋值给新的极大值矩阵H，将极大值矩阵H中的每一个极大值点与其相邻的次极大值连接成脊。

5.根据权利要求4所述的水下目标声信号探测方法，其特征在于，所述步骤S21中，所述度量矩阵的初始值为0，且模值矩阵M上每个climber每进行一个循环，则通过模值矩阵M上相应位置的模值对度量矩阵进行加权。

6.根据权利要求4所述的水下目标声信号探测方法，其特征在于，所述步骤S22还包括：

基于模值阈值和长度阈值对每一条脊线进行检验识别，截去脊线首尾模值小于模值阈值的部分，并进一步通过长度阈值剔除不符合要求的脊线。

7.根据权利要求6所述的水下目标声信号探测方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：

基于所有脊线的长度和坐标数据构造矩阵，得到小波脊线的中心尺度，并计算水表面声波的频率：

fs=fcfsp/(Σi=1Nai/N)]]>

式中，f_s为待求的某一时刻瞬时频率，f_c为水面波干扰信号在连续小波变换时母小波的中心频率，f_sp为信号的采样频率，a_i为某一时刻的尺度值，N为小波脊线上点的个数。

8.一种水下目标声信号探测装置，其特征在于，包括光电探测装置和信号处理器；

所述光电探测装置用于将连续激光分光为探测光和参考光，将探测光发射至水面，获取经水表面声波调制散射后的探测光，并与参考光相干涉得到水面波干涉信号；

所述信号处理器用于基于模拟退火算法的脊线识别方法提取水面波干涉信号的小波脊线，并根据小波脊线的中心尺度得到水表面声波的频率。