發(fā)布時間：2018-12-25 08:04

【摘要】：針對在空域非均勻噪聲環(huán)境下目標(biāo)定位跟蹤問題,提出一種基于單聲學(xué)矢量傳感器的最大能量動態(tài)聲源波達(dá)方向(DOA)跟蹤算法.首先結(jié)合噪聲協(xié)方差矩陣估計(jì)結(jié)果實(shí)現(xiàn)對傳感器接收信號的預(yù)白化處理,進(jìn)而確定加權(quán)參數(shù)值,提出一種加權(quán)參數(shù)固化的最大能量算法,從而在聲壓與振速域噪聲功率比未知的條件下提高了DOA估計(jì)精度.在此基礎(chǔ)上,利用最大能量定向估計(jì)子輸出信息來構(gòu)建運(yùn)動目標(biāo)的量測方程,并在容積Kalman濾波框架下實(shí)現(xiàn)對于動態(tài)聲源的狀態(tài)跟蹤.理論分析與仿真結(jié)果驗(yàn)證了算法的可行性和有效性.
[Abstract]:Aiming at the problem of target location and tracking in non-uniform spatial noise environment, a direction of arrival (DOA) tracking algorithm of maximum energy dynamic acoustic source based on single acoustic vector sensor is proposed. Firstly, combining the estimation results of noise covariance matrix, the prewhitening of the received signal of the sensor is realized, and then the weighted parameter value is determined, and a maximum energy algorithm for the solidification of the weighted parameter is proposed. Therefore, the accuracy of DOA estimation is improved under the condition of unknown noise power ratio in the range of sound pressure and vibration velocity. On this basis, the measurement equation of moving target is constructed by using the output information of the maximum energy oriented estimator, and the state tracking of the dynamic sound source is realized under the framework of volumetric Kalman filter. Theoretical analysis and simulation results verify the feasibility and effectiveness of the algorithm.
【作者單位】： 河南大學(xué)圖像處理與模式識別研究所;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(61300214,U1204611) 河南省高�？萍紕�(chuàng)新團(tuán)隊(duì)支持計(jì)劃資助項(xiàng)目(13IRTSTHN021) 河南省基礎(chǔ)與前沿技術(shù)研究計(jì)劃資助項(xiàng)目(132300410148) 河南省教育廳科學(xué)技術(shù)研究重點(diǎn)資助項(xiàng)目(13A413066,2008A510001) 河南大學(xué)教學(xué)改革重點(diǎn)項(xiàng)目(HDXJJG2013-07)
【分類號】：TN911.7;TP212

【參考文獻(xiàn)】

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1 顧陳;何勁;朱曉華;劉中;;基于傳播算子的聲學(xué)矢量傳感器陣列擴(kuò)展孔徑二維DOA估計(jì)算法[J];電子學(xué)報;2010年10期

2 陳華偉,趙俊渭;聲矢量傳感器陣寬帶相干信號子空間最優(yōu)波束形成[J];聲學(xué)學(xué)報;2005年01期

【共引文獻(xiàn)】

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2 劉兆霆;潘張鑫;;速度傳感器陣列近場聲源定位的孔徑擴(kuò)展算法[J];電子學(xué)報;2013年05期

3 白興宇;楊德森;趙春暉;;基于聲壓振速聯(lián)合信息處理的聲矢量陣相干信號子空間方法[J];聲學(xué)學(xué)報;2006年05期

4 王德俊;李風(fēng)華;;基于單個矢量水聽器和子空間旋轉(zhuǎn)的寬容寬帶雙目標(biāo)分辨與跟蹤方法[J];聲學(xué)學(xué)報(中文版);2007年05期

5 孫國倉;惠俊英;郭龍祥;蔡平;;陣列聲強(qiáng)器及其應(yīng)用[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報;2008年06期

6 尹義龍;李俊寶;邢建新;呂可佳;;弛豫鐵電單晶彎曲梁矢量水聽器研究[J];聲學(xué)學(xué)報;2014年02期

7 熊超;鄭堅(jiān);張炳文;王棟;;基于聲-地震動加權(quán)融合的彈丸落點(diǎn)定位算法[J];探測與控制學(xué)報;2014年01期

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3 梅繼丹;水聲聲圖測量技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

4 陳歡;直線陣潛艇噪聲源高分辨定位識別方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

5 白興宇;基于聯(lián)合信息處理的聲矢量陣測向技術(shù)[D];哈爾濱工程大學(xué);2006年

6 叢豐裕;面向目標(biāo)感知的盲信號處理算法研究[D];上海交通大學(xué);2007年

7 江磊;小尺度陣信號處理技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2008年

8 時潔;基于矢量陣的水下噪聲源近場高分辨定位識別方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

9 孫國倉;淺海矢量聲場及其信號處理[D];哈爾濱工程大學(xué);2008年

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3 陳陽;矢量陣寬帶波束形成和自適應(yīng)相關(guān)器研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2008年

4 羅展;基于虛擬陣列技術(shù)的DOA估計(jì)研究[D];西南交通大學(xué);2012年

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6 劉佳;水下目標(biāo)噪聲源近場定位方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

7 黃悅;水下小孔徑陣列自適應(yīng)目標(biāo)檢測方法的研究[D];華中科技大學(xué);2012年

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9 李冬方;基于矢量水聽器的圓柱陣波束形成方法[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

【二級參考文獻(xiàn)】

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2 惠俊英,劉宏,余華兵,范敏毅;聲壓振速聯(lián)合信息處理及其物理基礎(chǔ)初探[J];聲學(xué)學(xué)報;2000年04期

3 惠俊英,李春旭,梁國龍,劉宏;聲壓和振速聯(lián)合信號處理抗相干干擾[J];聲學(xué)學(xué)報;2000年05期

4 馮海泓,梁國龍,惠俊英;目標(biāo)方位的聲壓、振速聯(lián)合估計(jì)[J];聲學(xué)學(xué)報;2000年06期

5 孫貴青,楊德森,張攬?jiān)?時勝國;基于矢量水聽器的最大似然比檢測和最大似然方位估計(jì)[J];聲學(xué)學(xué)報;2003年01期

6 陳新華,蔡平,惠俊英,梁國龍;聲矢量陣指向性[J];聲學(xué)學(xué)報;2003年02期

7 孫貴青,楊德森,時勝國;基于矢量水聽器的聲壓和質(zhì)點(diǎn)振速的空間相關(guān)系數(shù)[J];聲學(xué)學(xué)報;2003年06期

【相似文獻(xiàn)】

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3 余繼周;;一種新的波達(dá)方向估計(jì)子空間算法研究[J];電波科學(xué)學(xué)報;2006年02期

4 胡雋;;最小方差譜估計(jì)算法的改進(jìn)及應(yīng)用[J];計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用;2007年23期

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6 周菊tD;蔣志勇;楊雙;;智能天線中的DOA估計(jì)算法的研究[J];通信技術(shù);2008年06期

7 王素玲;;平面六邊形天線陣列波達(dá)方向估計(jì)[J];新鄉(xiāng)學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2008年01期

8 張昆帆;趙擁軍;王鋒;王天鵬;;基于自聚焦的寬帶Chirp信號波達(dá)方向估計(jì)[J];信號處理;2009年04期

9 曾浩;張迎輝;楊士中;;基于SVD的二維子空間擬合DOA估計(jì)[J];計(jì)算機(jī)工程;2010年09期

10 岳晉,馮文江,侯劍輝;CDMA通信信號的波達(dá)方向估計(jì)[J];重慶大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2004年12期

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1 陶偉剛;馮新喜;;一種新的目標(biāo)跟蹤自適應(yīng)濾波算法[A];第九屆全國信號處理學(xué)術(shù)年會（CCSP-99）論文集[C];1999年

2 李軍;張華;單梁;;一種基于Mean shift和粒子濾波的綜合目標(biāo)跟蹤算法[A];2009年中國智能自動化會議論文集（第七分冊）[南京理工大學(xué)學(xué)報（增刊）][C];2009年

3 魏崇毓;徐善駕;王東進(jìn);;多探測器目標(biāo)跟蹤算法分析[A];第九屆全國信號處理學(xué)術(shù)年會（CCSP-99）論文集[C];1999年

4 劉進(jìn)忙;姬紅兵;董紅波;;基于紅外單站的航跡跟蹤方法[A];第八屆全國信號與信息處理聯(lián)合學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

5 石章松;劉忠;;一種使用輔助變量的單站純方位目標(biāo)跟蹤算法[A];2003年中國智能自動化會議論文集（下冊）[C];2003年

6 史健芳;馮志永;何承偉;趙丹丹;;基于高階累積量檢測機(jī)動的目標(biāo)跟蹤算法[A];2007'中國儀器儀表與測控技術(shù)交流大會論文集（二）[C];2007年

7 薛航;程良倫;;基于時間異步模式的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)跟蹤動態(tài)成簇算法[A];中國自動化學(xué)會中南六�。▍^(qū)）2010年第28屆年會·論文集[C];2010年

8 趙晉;張建秋;胡波;;基于魯棒外觀濾波與粒子濾波器的圖像跟蹤算法[A];第十二屆全國圖象圖形學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2005年

9 馬璐;占榮輝;張軍;;一種基于無跡粒子濾波的特征輔助跟蹤算法[A];第十四屆全國信號處理學(xué)術(shù)年會(CCSP-2009)論文集[C];2009年

10 郭尊華;謝維信;黃敬雄;;雷達(dá)目標(biāo)聯(lián)合跟蹤與識別技術(shù)研究[A];第十三屆全國信號處理學(xué)術(shù)年會（CCSP-2007）論文集[C];2007年

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1 信永華;新目標(biāo)跟蹤與定位系統(tǒng)問世[N];科技日報;2007年

2 美國專利律師 譚文曄　薛之揚(yáng);無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專利分析[N];科技日報;2010年

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1 唐軍;目標(biāo)跟蹤WMSN的定位方法與動態(tài)分簇研究[D];浙江大學(xué);2009年

2 王宏強(qiáng);目標(biāo)融合跟蹤技術(shù)及性能預(yù)測研究[D];中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2002年

3 詹建;基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同技術(shù)研究[D];蘭州大學(xué);2007年

4 薛皓;時間異步條件下的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)跟蹤關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2009年

5 劉亮;視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)中目標(biāo)定位跟蹤問題研究[D];北京郵電大學(xué);2009年

6 林晴晴;無源探測系統(tǒng)波達(dá)方向估計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

7 李鴻斌;面向目標(biāo)跟蹤的移動無線傳感器協(xié)作算法研究[D];浙江大學(xué);2010年

8 盛衛(wèi)東;天基光學(xué)監(jiān)視系統(tǒng)目標(biāo)跟蹤技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

9 孫曉艷;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)跟蹤問題研究[D];西安電子科技大學(xué);2011年

10 姜明新;智能視頻監(jiān)控中的目標(biāo)跟蹤技術(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2013年

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1 李春昌;多頻連續(xù)波雷達(dá)系統(tǒng)脫靶量測量與目標(biāo)跟蹤算法研究[D];西安電子科技大學(xué);2010年

2 Zakirul Alam Bhuiyan（阿拉姆）;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中協(xié)作的能量高效的目標(biāo)跟蹤協(xié)議研究[D];中南大學(xué);2009年

3 趙浩;第三代移動通信中智能天線數(shù)字波束形成技術(shù)的研究[D];長春理工大學(xué);2007年

4 高爭艷;移動通信中智能天線DOA技術(shù)[D];哈爾濱理工大學(xué);2008年

5 劉運(yùn)杰;基于粒子濾波器的目標(biāo)跟蹤算法研究[D];大連理工大學(xué);2010年

6 徐鐵城;基于分類多模型法的目標(biāo)跟蹤研究[D];武漢理工大學(xué);2011年

7 梁清泉;基于高階統(tǒng)計(jì)量的波達(dá)方向估計(jì)技術(shù)的研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2002年

8 李新波;相關(guān)或相干信號波達(dá)方向估計(jì)研究[D];吉林大學(xué);2005年

9 張輝;基于陣列信號處理的信源DOA估計(jì)算法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2005年

10 王琳;視頻運(yùn)動目標(biāo)跟蹤中有關(guān)問題的研究[D];西北大學(xué);2006年

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本文編號：2390900