[发明专利]一种海洋哺乳动物水下发声分布式在线监测系统

说明书

本发明涉及一种海洋哺乳动物水下发声分布式在线监测系统，属于声信号采集处理领域，所述系统由分布式布放的声学监测节点和岸上终端组成；所述声学监测节点由水听器、声信号采集模块、实时处理识别模块、同步定位模块和实时通信模块构成；声学监测节点分布式布放于水中，将声信号转换为数据信号；实时处理识别模块将实时识别出是哪一种动物在发出声信号，并记录信号检测到的时间；同步定位模块实现对声学监测节点位置的解算，并且实现自身时钟同步，实时通信模块将工作信息发送至岸上终端；所述的岸上终端接收各声学监测节点的信息，实现对发声哺乳动物的定位；本发明系统能够在线远距离实现对动物水下发声的实时在线监测。

技术领域

本发明属于声信号采集处理领域，具体地涉及一种海洋哺乳动物水下发声分布式在线监测系统。

背景技术

对海洋哺乳动物进行监测是增进人类对动物了解的重要手段，是研究环境如何影响动物的必要过程，对于濒危动物保护和生态文明建设有重要意义。对海洋哺乳动物监测通常使用光学方法和声学方法。

光学方法利用光线获取目标动物的水面或水下影像特征或行为信息。水面信息获取利用动物露出水面的短暂窗口期进行间断性的监测，方式包括人工目测、人工使用相机和无人机摄录等，这些方式都容易受天气影响而只能实现短时间监测。由于水中光波衰减快视距很小，需要人工追踪摄录影像资料而不能长时间监测，且受天气的影响。

海洋哺乳动物通过发出声音进行个体间的交流、觅食、探测，因此可以通过检测动物发出的声信号监测动物。一种方式是在调查动物期间，由调查船上布放水听器入水，记录动物的发声，该方式也受天气影响。另一种方式是在潜标上布放自容式水听器实现长期测量，回收后分析观测数据，不能实现实时在线的监测。近年来，出现一些海洋哺乳动物在线声学监测系统。这些系统通过水听器接收声信号，通过在线解算实现对哺乳动物的监测。这些系统使用单个水听器接收声信号，接收距离较近，并且只能监测周围是否出现某个声音，不能对声音的来源进行定位，这些都限制了我们对海洋哺乳动物的有效观测。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种海洋哺乳动物水下发声分布式在线监测系统。所述系统能够在线远距离实现对动物水下发声的实时在线监测。

本发明是通过如下技术方案来实现的：

一种海洋哺乳动物水下发声分布式在线监测系统，所述系统由分布式布放的声学监测节点和岸上终端组成；

所述声学监测节点由水听器、声信号采集模块、实时处理识别模块、同步定位模块和实时通信模块构成；声学监测节点分布式布放于水中，水听器将声信号转换为电信号；声信号采集模块将水听器电信号转换为数据信号；

实时处理识别模块集成了动物发声识别模型，实时处理识别模块首先对采集的信号进行处理，剔除平台、航船以及环境噪声干扰以降低误报，处理后的数据信号进入动物发声识别模型，动物发声识别模型将实时识别出是哪一种动物在发出声信号，并记录信号检测到的时间；

同步定位模块接收北斗/GPS卫星定位信号，实现对声学监测节点位置的解算，并且实现自身时钟同步，同步精度为200ns；

实时通信模块通过卫星、无线电或者手机网络把识别结果、动物发声的数据信息、节点位置和系统工作信息发送至岸上终端；

所述的岸上终端接收各声学监测节点的信息，达到各声学监测节点协同工作的效果，运用到达时间差定位等阵列信号技术实现对发声哺乳动物的定位；岸上终端同时提供监测数据存储和展示等功能。