[发明专利]基于仿蝙蝠多耳廓和阵列融合的目标位置运算方法

说明书

基于仿蝙蝠多耳廓和阵列融合的目标位置运算方法，所述运算方法包括以下步骤：在目标空间内设置多个耳廓，每个耳廓对应设置有一个超声麦克，以形成检测区域，所述检测区域内的盲区应小于整个检测区域空间的5％；在检测区域内形成超声麦克阵列，通过对多个耳廓的俯仰角估计并结合超声麦克阵列DOA估计的结果，以获取检测区域内目标位置；采用融合算法对目标位置进行判断，以确认目标位置结果；以多个仿蝙蝠耳廓为基础，结合阵列算法和融合算法，来获取在检测区域内的目标位置，并且在通过融合算法进行确认，有效提高目标位置判断的准确度。

技术领域：

本发明涉及基于仿蝙蝠多耳廓和阵列融合的目标位置运算方法。

背景技术：

仿生学是发展起来的生物学和技术学相结合的交叉学科，人们发现，一些关于植物和动物的相类似的功能，实际上是超越了人类自身在此方面的技术设计方案的。植物和动物在几百万年的自然进化当中不仅完全适应自然而且其程度接近完美。仿生学试图在技术方面模仿动物和植物在自然中的功能。这个思想在生物学和技术之间架起了一座桥梁，并且对解决技术难题提供了帮助。通过再现生物学的原理，人类不仅找到了技术上的解决方案，而且同时该方案也完全适应了自然的需要。

在仿生学研究中，对于蝙蝠的研究一直都是较为重要的内容，蝙蝠经过长期的进化获得的这些优异功能是为了更好的适应环境，而我们进行仿蝙蝠研究的最终目的也并非只是为了完美的复制蝙蝠，而是要把蝙蝠的特色充分加以利用，以使其能适用于更广泛或更为特殊的应用场合，从而获得更加有针对性的能力。

目前，由于真实的蝙蝠可以通过转头、耳廓形变，口鼻以及面部运动等扩大视野范围，或改变波束宽度实现扫描式的划分空间区域；而在现有的技术层次上，需要增加机械装备才能为仿蝙蝠设备提供广角域目标探测以及空间划分，而增设机械装备的难度较大，实际操作复杂，不能适用于现有的科研水平和科研环境。

发明内容：

本发明实施例提供了基于仿蝙蝠多耳廓和阵列融合的目标位置运算方法，方法设计合理，采用多耳廓和多麦克的方式来替代机械装置的运动，为仿生设备提供更大的视野范围，并且能够快速精准进行空间区域的划分，确认目标位置，提升检测范围和检测精度，解决了现有技术中存在的问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

基于仿蝙蝠多耳廓和阵列融合的目标位置运算方法，所述运算方法包括以下步骤：

在目标空间内设置多个耳廓，每个耳廓对应设置有一个超声麦克，以形成检测区域，所述检测区域内的盲区应小于整个检测区域空间的5％；

在检测区域内形成超声麦克阵列，通过对多个耳廓的俯仰角估计并结合超声麦克阵列DOA估计的结果，以获取检测区域内目标位置；

采用融合算法对目标位置进行判断，以确认目标位置结果。

在目标空间内设置多个耳廓，每个耳廓对应设置有一个超声麦克，以形成检测区域，包括以下步骤：

在目标空间内沿圆周周向均匀设置有多个耳廓，形成均匀圆阵；

每个耳廓在耳廓根部分别对应设置一个超声麦克，以在目标空间内形成均匀检测区域。

所述耳廓的数量不少于8个。

在检测区域内形成超声麦克阵列，通过对多个耳廓的俯仰角估计并结合超声麦克阵列DOA估计的结果，以获取检测区域内目标位置，包括以下步骤：

采用估计算法对超声麦克阵列进行线性化处理；

通过超声麦克阵列接收数据以获得信号数据的协方差矩阵；

对协方差矩阵进行特征值分析；

进行信号源数量的判断，以获取与信号相关的特征向量和与噪声相关的特征向量；

构成信号子空间和噪声子空间；