伯努利滤波水下声源匹配场跟踪方法研究

发布时间：2022-07-15 15:36

　　海洋波导中的声源被动定位问题是水下声信号处理中的一个重要研究领域。匹配场处理是解决该问题的一个常用方法,其基本思想是,对海洋信道进行建模,并将估计参数空间网格化,对每个网格对应参数通过模型计算得到拷贝场,并将其与实际接收阵得到的测量声场进行匹配,得到模糊度平面,并由此得到对声源位置的估计。该方法的主要缺点在于其对模型准确性的依赖性,即在声场模型参数误差较大时,通常导致定位准确率下降且定位误差增大。除此之外,噪声以及强干扰常导致模糊度平面中存在高于感兴趣的声源主瓣的旁瓣,对匹配场方法定位性能的影响极大。为了解决上述问题,本文分为以下几个部分进行研究。首先,本文对低信噪比及环境失配等场景中匹配场的主旁瓣分布进行研究,研究结果表明,在信噪比较低以及环境参数不精确的情况下,模糊度平面中仍存较大概率在声源位置附近得到一个较大的主瓣或旁瓣,这一特性也成为之后研究的基础。其次,为了利用匹配场处理的主旁瓣分布特性,将基于随机有限集的单目标跟踪算法伯努利滤波器引入水下声源跟踪问题,提出匹配场-伯努利滤波框架,用于处理匹配场方法定位性能不佳场景（如低信噪比、环境参数失配等）中的声源定位、跟踪问题。数值仿真... 

【文章页数】：101 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 论文背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究内容
2 匹配场处理原理及方法
    2.1 匹配场处理的基本框架
    2.2 声场模型
    2.3 常用的匹配场算法
    2.4 性能指标
    2.5 小结
3 浅海环境中的匹配场声源定位特性研究
    3.1 仿真环境
    3.2 低信噪比场景下的匹配场定位分析
    3.3 环境失配场景下的匹配场定位分析
    3.4 小结
4 浅海环境中的水下目标跟踪
    4.1 基于匹配场的声源跟踪框架
    4.2 伯努利滤波器
    4.3 实际环境中的单目标跟踪仿真
    4.4 基于SWellEX-96数据的单目标跟踪
    4.5 小结
5 基于标签多伯努利滤波器的水下声源定位
    5.1 标签多伯努利随机有限集
    5.2 贝叶斯多目标滤波
    5.3 标签多伯努利滤波
    5.4 水面声源干扰情况下的水下声源跟踪
    5.5 小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
作者简历



本文编号：3662332