[发明专利]运动目标的声学跟踪方法及装置

摘要

本发明公开了一种运动目标的声学跟踪方法，其步骤包括：利用声传感器阵列同步接收运动目标发出的声音信号，按同样的时间间隔且时间同步地对所有信号均匀分段；在每一段时间间隔内，对其他路信号与基准信号的TDOA和SDOA值进行估计；建立目标运动方程和传感器观测方程；对于初始时刻运动参数，我们通过先验值获得或采用极大似然估计方法依次对目标坐标和速度矢量进行估计得到，对于后续时刻运动参数的估计，我们根据目标运动方程和传感器观测方程，采用贝叶斯递推估计算法来实现。本发明还公开了一种运动目标声学跟踪装置，包括传声器阵列、数据采集模块、数据处理模块。

主权项

1.一种运动目标的声学跟踪方法，包括：利用声传感器阵列同步接收运动目标发出的声音信号，声传感器阵列中声传感器的数量应大于等于3，将各个声传感器接收的信号转化为数字信号，再按同样的时间间隔且时间同步地对所有信号均匀分段，以最先到达的一路声传感器接收信号作为基准信号；在每一段时间间隔内，对每一路非基准信号，计算其与基准信号的归一化互相关函数，若其最大归一化互相关函数值大于某一预先设定阈值时，则将该最大值对应的时延作为该路信号与基准信号的到达时间差(TDOA)，若其最大归一化互相关函数值小于某一预先设定阈值时，以到达时间差和到达时间比例尺差(SDOA)为两个自变量，建立两路信号的互模糊函数，对两个参数TDOA和SDOA进行二维搜索，寻找使互模糊函数取得最大值的参数组合，即为该路信号与基准信号的TDOA和SDOA值；根据前后时刻目标运动参数的相互关系，建立目标运动方程，根据声传感器观测量TDOA和SDOA与运动参数的相互关系，建立观测量与运动参数的解析表达式，即为传感器观测方程；对于初始时刻目标运动参数，通过先验值获得或采用极大似然估计方法依次对目标坐标和速度矢量进行估计得到，对于后续时刻运动参数的估计，根据目标运动方程和传感器观测方程，采用贝叶斯递推估计算法来实现。