基于单声学矢量传感器的最大能量动态声源波达方向跟踪算法

发布时间：2018-12-25 08:04

【摘要】：针对在空域非均匀噪声环境下目标定位跟踪问题,提出一种基于单声学矢量传感器的最大能量动态声源波达方向(DOA)跟踪算法.首先结合噪声协方差矩阵估计结果实现对传感器接收信号的预白化处理,进而确定加权参数值,提出一种加权参数固化的最大能量算法,从而在声压与振速域噪声功率比未知的条件下提高了DOA估计精度.在此基础上,利用最大能量定向估计子输出信息来构建运动目标的量测方程,并在容积Kalman滤波框架下实现对于动态声源的状态跟踪.理论分析与仿真结果验证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.
【作者单位】： 河南大学图像处理与模式识别研究所;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(61300214,U1204611) 河南省高校科技创新团队支持计划资助项目(13IRTSTHN021) 河南省基础与前沿技术研究计划资助项目(132300410148) 河南省教育厅科学技术研究重点资助项目(13A413066,2008A510001) 河南大学教学改革重点项目(HDXJJG2013-07)
【分类号】：TN911.7;TP212

【参考文献】

相关期刊论文 前2条

1 顾陈;何劲;朱晓华;刘中;;基于传播算子的声学矢量传感器阵列扩展孔径二维DOA估计算法[J];电子学报;2010年10期

2 陈华伟,赵俊渭;声矢量传感器阵宽带相干信号子空间最优波束形成[J];声学学报;2005年01期

【共引文献】

相关期刊论文 前7条

1 虞飞;陶建武;李京书;;相干声波信号DOA单快拍矢量平滑估计与跟踪算法[J];电子学报;2011年12期

2 刘兆霆;潘张鑫;;速度传感器阵列近场声源定位的孔径扩展算法[J];电子学报;2013年05期

3 白兴宇;杨德森;赵春晖;;基于声压振速联合信息处理的声矢量阵相干信号子空间方法[J];声学学报;2006年05期

4 王德俊;李风华;;基于单个矢量水听器和子空间旋转的宽容宽带双目标分辨与跟踪方法[J];声学学报(中文版);2007年05期

5 孙国仓;惠俊英;郭龙祥;蔡平;;阵列声强器及其应用[J];系统仿真学报;2008年06期

6 尹义龙;李俊宝;邢建新;吕可佳;;弛豫铁电单晶弯曲梁矢量水听器研究[J];声学学报;2014年02期

7 熊超;郑坚;张炳文;王栋;;基于声-地震动加权融合的弹丸落点定位算法[J];探测与控制学报;2014年01期

相关会议论文 前1条

1 孙国仓;惠俊英;;基于阵列声强器的稀疏声矢量传感器阵方位估计[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集（上）[C];2006年

相关博士学位论文 前10条

1 陈阳;水声阵列信号处理理论及实验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

2 李关防;模态域信号处理在水声中的应用[D];哈尔滨工程大学;2009年

3 梅继丹;水声声图测量技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

4 陈欢;直线阵潜艇噪声源高分辨定位识别方法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年

5 白兴宇;基于联合信息处理的声矢量阵测向技术[D];哈尔滨工程大学;2006年

6 丛丰裕;面向目标感知的盲信号处理算法研究[D];上海交通大学;2007年

7 江磊;小尺度阵信号处理技术研究[D];哈尔滨工程大学;2008年

8 时洁;基于矢量阵的水下噪声源近场高分辨定位识别方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年

9 孙国仓;浅海矢量声场及其信号处理[D];哈尔滨工程大学;2008年

10 许凌云;阵列多参数联合估计算法及应用的研究[D];南京航空航天大学;2012年

相关硕士学位论文 前9条

1 何旭东;水声材料反射系数自由场宽带测试技术[D];哈尔滨工程大学;2010年

2 戴福来;基于矢量水听器的声学材料声反射系数现场测试方法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年

3 陈阳;矢量阵宽带波束形成和自适应相关器研究[D];哈尔滨工程大学;2008年

4 罗展;基于虚拟阵列技术的DOA估计研究[D];西南交通大学;2012年

5 才振华;基于单矢量水听器和分数阶傅里叶变换的LFM信号处理技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年

6 刘佳;水下目标噪声源近场定位方法研究[D];哈尔滨工程大学;2012年

7 黄悦;水下小孔径阵列自适应目标检测方法的研究[D];华中科技大学;2012年

8 刘黎力;本地强干扰抑制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年

9 李冬方;基于矢量水听器的圆柱阵波束形成方法[D];哈尔滨工程大学;2013年

【二级参考文献】

相关期刊论文 前7条

1 李关防;惠俊英;;基于经验模态分解的模态域MVDR方法研究[J];电子学报;2009年05期

2 惠俊英,刘宏,余华兵,范敏毅;声压振速联合信息处理及其物理基础初探[J];声学学报;2000年04期

3 惠俊英,李春旭,梁国龙,刘宏;声压和振速联合信号处理抗相干干扰[J];声学学报;2000年05期

4 冯海泓,梁国龙,惠俊英;目标方位的声压、振速联合估计[J];声学学报;2000年06期

5 孙贵青,杨德森,张揽月,时胜国;基于矢量水听器的最大似然比检测和最大似然方位估计[J];声学学报;2003年01期

6 陈新华,蔡平,惠俊英,梁国龙;声矢量阵指向性[J];声学学报;2003年02期

7 孙贵青,杨德森,时胜国;基于矢量水听器的声压和质点振速的空间相关系数[J];声学学报;2003年06期

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 顾涓涓;增元通道增益不一致情况下一种新的DOA快速估计算法[J];安徽大学学报(自然科学版);2003年02期

2 王布宏,王永良,陈辉;相干信源波达方向估计的广义最大似然算法[J];电子与信息学报;2004年02期

3 余继周;;一种新的波达方向估计子空间算法研究[J];电波科学学报;2006年02期

4 胡隽;;最小方差谱估计算法的改进及应用[J];计算机工程与应用;2007年23期

5 张德珍;杨维;李滢;;阵列天线MC-CDMA系统用户波达方向估计[J];北京交通大学学报;2007年05期

6 周菊tD;蒋志勇;杨双;;智能天线中的DOA估计算法的研究[J];通信技术;2008年06期

7 王素玲;;平面六边形天线阵列波达方向估计[J];新乡学院学报(自然科学版);2008年01期

8 张昆帆;赵拥军;王锋;王天鹏;;基于自聚焦的宽带Chirp信号波达方向估计[J];信号处理;2009年04期

9 曾浩;张迎辉;杨士中;;基于SVD的二维子空间拟合DOA估计[J];计算机工程;2010年09期

10 岳晋,冯文江,侯剑辉;CDMA通信信号的波达方向估计[J];重庆大学学报(自然科学版);2004年12期

相关会议论文 前10条

1 陶伟刚;冯新喜;;一种新的目标跟踪自适应滤波算法[A];第九届全国信号处理学术年会（CCSP-99）论文集[C];1999年

2 李军;张华;单梁;;一种基于Mean shift和粒子滤波的综合目标跟踪算法[A];2009年中国智能自动化会议论文集（第七分册）[南京理工大学学报（增刊）][C];2009年

3 魏崇毓;徐善驾;王东进;;多探测器目标跟踪算法分析[A];第九届全国信号处理学术年会（CCSP-99）论文集[C];1999年

4 刘进忙;姬红兵;董红波;;基于红外单站的航迹跟踪方法[A];第八届全国信号与信息处理联合学术会议论文集[C];2009年

5 石章松;刘忠;;一种使用辅助变量的单站纯方位目标跟踪算法[A];2003年中国智能自动化会议论文集（下册）[C];2003年

6 史健芳;冯志永;何承伟;赵丹丹;;基于高阶累积量检测机动的目标跟踪算法[A];2007'中国仪器仪表与测控技术交流大会论文集（二）[C];2007年

7 薛航;程良伦;;基于时间异步模式的无线传感器网络目标跟踪动态成簇算法[A];中国自动化学会中南六省（区）2010年第28届年会·论文集[C];2010年

8 赵晋;张建秋;胡波;;基于鲁棒外观滤波与粒子滤波器的图像跟踪算法[A];第十二届全国图象图形学学术会议论文集[C];2005年

9 马璐;占荣辉;张军;;一种基于无迹粒子滤波的特征辅助跟踪算法[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年

10 郭尊华;谢维信;黄敬雄;;雷达目标联合跟踪与识别技术研究[A];第十三届全国信号处理学术年会（CCSP-2007）论文集[C];2007年

相关重要报纸文章 前2条

1 信永华;新目标跟踪与定位系统问世[N];科技日报;2007年

2 美国专利律师 谭文晔　薛之扬;无线传感器网络技术专利分析[N];科技日报;2010年

相关博士学位论文 前10条

1 唐军;目标跟踪WMSN的定位方法与动态分簇研究[D];浙江大学;2009年

2 王宏强;目标融合跟踪技术及性能预测研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年

3 詹建;基于无线传感器网络的协同技术研究[D];兰州大学;2007年

4 薛皓;时间异步条件下的无线传感器网络目标跟踪关键技术研究[D];北京邮电大学;2009年

5 刘亮;视频传感器网络中目标定位跟踪问题研究[D];北京邮电大学;2009年

6 林晴晴;无源探测系统波达方向估计关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2013年

7 李鸿斌;面向目标跟踪的移动无线传感器协作算法研究[D];浙江大学;2010年

8 盛卫东;天基光学监视系统目标跟踪技术研究[D];国防科学技术大学;2011年

9 孙晓艳;无线传感器网络目标跟踪问题研究[D];西安电子科技大学;2011年

10 姜明新;智能视频监控中的目标跟踪技术研究[D];大连理工大学;2013年

相关硕士学位论文 前10条

1 李春昌;多频连续波雷达系统脱靶量测量与目标跟踪算法研究[D];西安电子科技大学;2010年

2 Zakirul Alam Bhuiyan（阿拉姆）;无线传感器网络中协作的能量高效的目标跟踪协议研究[D];中南大学;2009年

3 赵浩;第三代移动通信中智能天线数字波束形成技术的研究[D];长春理工大学;2007年

4 高争艳;移动通信中智能天线DOA技术[D];哈尔滨理工大学;2008年

5 刘运杰;基于粒子滤波器的目标跟踪算法研究[D];大连理工大学;2010年

6 徐铁城;基于分类多模型法的目标跟踪研究[D];武汉理工大学;2011年

7 梁清泉;基于高阶统计量的波达方向估计技术的研究[D];西北工业大学;2002年

8 李新波;相关或相干信号波达方向估计研究[D];吉林大学;2005年

9 张辉;基于阵列信号处理的信源DOA估计算法研究[D];哈尔滨工程大学;2005年

10 王琳;视频运动目标跟踪中有关问题的研究[D];西北大学;2006年

，

本文编号：2390900