基于分布式声矢量传感器MIMO声呐的OMP-DCD成像算法

发布时间：2017-09-06 13:47

  本文关键词：基于分布式声矢量传感器MIMO声呐的OMP-DCD成像算法

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【摘要】：针对声压传感器条件下,声呐成像的左右模糊问题;针对常规MIMO声呐成像算法分辨力受瑞利限的限制问题;针对压缩感知算法重构信号中的数值不稳定问题,本文利用声矢量传感器接收到的信号振速信息和声压信息,利用目标在空间域分布的稀疏性,在压缩感知理论下,提出了基于声矢量传感器的二维坐标下降法(DCD)算法改进的正交匹配追踪(OMP)算法。仿真结果表明,提出的算法可以精准地估计出空间目标的方位;与传统的分布式MIMO成像算法反向投影(Back Projection,BP)相比,使用更少的实验数据,降低了运算的复杂度;当信噪比为10 d B的条件下,BP算法当主瓣级为0 d B时,在x,y,z轴最大的旁瓣级分别为 24.5 d B, 24.3 d B, 5.5 d B,而提出的算法可以获得一个稀疏解,且有效的避免左右模糊问题;避免重构信号中的矩阵求逆运算,数值不稳定得到了解决;并在信噪比为 5 d B以下时,定位精度高于声压OMP-DCD算法,具有更高的抗噪声能力和系统辨识能力。
【作者单位】： 哈尔滨工程大学水声技术重点实验室;哈尔滨工程大学水声工程学院;
【关键词】： 声矢量传感器 分布式MIMO声呐 压缩感知 声呐成像
【基金】：国家自然科学基金资助项目(50909029,61471138,61531012) 国际科技合作专项资助项目(2013DFR20050) 水声技术重点实验室基金资助项目(201420040) 国防基础科研资助项目(B2420132004)
【分类号】：TP212.9;TB56
【正文快照】： 0引言 分布式MIMO技术最近受到广泛的关注,分布式MIMO天线系统的概念最早在1987年提出[1]。近些年开始应用于声呐目标定位中,相比于传统的阵列声呐,MIMO声呐具有更高的自由度和更好的信息截获性能[2 4]。文献[5]提出了一种在二维平面内搜索目标的分布式MIMO算法,上述算法充

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