基于麦克风阵列的小型无人机侦测及定位方案设计

发布时间：2020-06-11 12:06

【摘要】：低空飞行器技术的发展使得小型无人机得到了广泛的应用,但是其滥用也给公共安全带来了严重威胁。小型无人机飞行高度低,飞行速度慢,体积较小,雷达反射面积不明显,成为了低空侦测和防范的难点。本文针对小型无人机的反制设计了一种基于声信号的小型无人机侦测及定位技术方案。在小型无人机侦测识别部分,本文将MFCC特征提取技术用于小型低空飞行器声信号的特征提取,并针对螺旋桨驱动类的小型低空飞行器具有稳定强谐波的特性,对MFCC特征提取技术中使用的梅尔滤波器进行改进。通过对此类谐波处的线性频谱与梅尔谱的转换曲线斜率进行投影替换,提高滤波器对该谐波处信号的感知敏感度,然后使用高斯混合模型设计识别器,最后使用MFCC-GMM识别方法对小型无人机进行识别仿真。仿真结果表明,使用改进的MFCC方法进行小型无人机的侦测识别时,能够获得更好的识别效果。在小型无人机方向定位部分,本文首先建立了小型无人机声信号的远场阵列信号模型,并着重研究了基于SRP-PHAT的定位方法。针对SRP-PHAT方法全局扫描计算量过大的问题,本文在降维搜索的基础上对搜索策略进行改进,利用上一层扫描中的历史数据降低SRP-PHAT函数的计算次数。对于非降维搜索策略,本文将声源在空间的稀疏分布特性与基于SRP-PHAT的SRC定位方法相结合,使用空间点与麦克风对之间的时延差响应构建基于空间稀疏性的声源定位模型,仿真结果表明,改进的二分搜索方法可以进一步减少定位所需的计算量,而CSP-SRC方法能够得到更高的定位精度。在小型无人机的方向跟踪部分,本文分析了螺旋桨驱动类小型无人机声信号的发声机理以及声信号的频谱特征,针对小型无人机声信号频谱包络具有稳定性的特点,提出基于频谱包络MMSE准则的SE-LMS自适应波束形成跟踪方法,该方法通过寻求参考频谱包络与阵列输出频谱包络之间的最小均方误差来确定阵列权重,并使用梯度下降法进行阵列权重的迭代更新。仿真结果表明,该方法能够对小型无人机目标进行有效的方向跟踪。
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反无人机的产品将会出现供不应求的 日在北京举行的“2017 无人机系统及任务的热点，各个反无人机技术研究机构都带预警探测处置拦截系统”、“三坐标低空系统”、“光纤激光定向能毁伤系统”等。20限公司携自主研发的“空降兵”反无人机安“2017 国际 F1 方程式赛车中国大奖赛”反制设备的研发也早已称为了低空防御领预先研究计划局于 2012 年通过 AWARE 项 500 亿，以实现对低空慢速小体积飞行器公司的 MRSR 雷达系统，瑞典萨博公司研发展的低空慢速小型无人飞行器而研制[5]。

.2 资誉电子研发的“空降兵”反无人机安全管控机装备技术体系主要包括探测跟踪和预警、人机工作的原理是：首先对入侵无人机进况，选择对无人机实施捕捉、击毁或者干扰，降低无人机的袭扰成功率。只有将主动与得反无人机效果最优化。目前国外警用与地面目视侦察、雷达探测跟踪等技术，，针对。捕捉和毁伤技术主要采取布网捕捉和攻击装备依据侦察获得的情报信息，采用适当施物理阻止和破坏，使其丧失动力。干扰据链干扰等技术。发展与兴起并没有很长的历史，不合法地
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V279;E926.4

【参考文献】

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1 赵小燕;周琳;吴镇扬;;基于压缩感知的麦克风阵列声源定位算法[J];东南大学学报(自然科学版);2015年02期

2 石超雄;李钢虎;何会会;赵妮;;基于提升小波变换的MFCC在目标识别中的应用[J];声学技术;2014年04期

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1 李新欣;船舶及鲸类声信号特征提取和分类识别研究[D];哈尔滨工程大学;2012年

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1 刘松;基于麦克风阵列的声源定位与跟踪算法的研究[D];南京邮电大学;2014年

2 姜锦云;基于麦克风阵列的近场和远场混合声源定位[D];西南交通大学;2013年

本文编号：2707882