联合多传感器的水下多目标无源声学定位

在多传感器无源声学定位问题中,不同传感器接收的来自同一目标的信号均对应于此目标位置,依据这一物理基础,提出了一种基于粒子滤波的无源声学定位方法,以有效融合多传感器数据,进而提高定位性能。该方法将粒子滤波中的似然函数定义为粒子状态所对应不同传感器信号之间互相关输出的乘积。该似然函数的设计确保所提方法可以充分获取多传感器的处理增益。此外,所提方法摆脱了传统定位范式,因此可以规避传统定位范式必须面对的测量−跟踪关联问题。湖上试验表明,在强多途干扰的条件下,传统定位方法的平均定位误差为7.2 m,而所提方法的平均定位误差为1.2 m,具有更好的性能。

一种全空域无源定位的传声器阵列

四元平面方阵是最简单的半空域无源定位传声器阵列,但其在复杂环境中的定位精度不高。为满足全空域定位需求,提出了一种可对声源进行全空域无源定位的立体六元阵列,给出了定位算法和误差公式,并结合图象分析了时延估计误差对主要参量估计精度的影响以及估计参量误差随方位和俯仰的变化关系。该阵型减少了影响定位精度因素,并且将冗余信息进行融合提高定位精度。

空间六元麦克风阵列及其定位精度

同时具备上下半球声源无模糊定位能力和获得较高的定位精度,是麦克风阵列技术的重要研究问题之一.提出了一种锥形六元麦克风阵列,分析了其定位性能,并把它们与传统的平面四元阵的有关指标进行了对比.结果表明,锥形六元阵不仅具备全视角声源定位能力,定位精度较平面四元阵有普遍提高,并且消除了有效声速和阵形参数对角坐标估计精度的影响.

一种空间锥形六元麦克风阵列及其定位精度

为了满足声学预警系统全空域定位的需求,设计一种锥形六元麦克风阵列并分析其定位性能。定位算法和误差公式是由理论推导得出,并作出了误差变化关系图分析其定位精度。分析结果表明,锥形六元阵具备全空域定位能力,测角精度较高,并且消除了有效声速和阵形参数对角坐标估计精度的影响,但测距能力较差,要加大阵元间距和提高时延估计精度才能解决。