中国科学院声学研究所

本发明公开了一种声学弱目标跟踪方法及系统，包括：步骤1：获取时间方位历程图，对已知的弱目标位置和强目标位置分别进行频率‑时间特征提取，基于频点响应差异构造初始二值掩膜；步骤2：基于弱目标的特征频谱利用二值掩膜对BTR进行选择性增强，并更新二值掩膜；步骤3：在增强BTR上进行局部最大值搜索，转至步骤2，直至搜索时间达到设定值，实现弱目标跟踪。本发明采用强弱目标轨迹交叉区域，有效抑制目标特征混淆，防止误判或目标切换；融合多帧观测信息，保持弱目标在遮挡或干扰条件下的轨迹连续性，适应高噪声、多目标交叉等复杂声学应用场景。算法结构简单、计算开销低，可无缝嵌入现有声呐图像处理与跟踪系统。

本申请提供一种基于信息熵的尾流检测方法和装置，方法包括：对离散水体数据进行网格化成图处理得到声呐水体图像；对声呐水体图像中的至少两帧相邻声呐水体图像进行光流估计，得到对应的光流场，所述光流场包括相邻声呐水体图像之间各像素点的运动方向信息和运动幅度信息；光流向量的分布特征对应尾流气泡的运动特征；根据光流场中各像素点在相邻声呐图像帧之间的速度矢量，确定速度矢量的方向角和幅值；将速度矢量方向划分为n个方向区域；其中n为大于1的整数；计算各个方向区域的速度矢量的信息熵；基于信息熵得到尾流检测结果。由此，将信息熵与尾流气泡运动特征相结合，通过光流场熵变量化尾流气泡的运动无序度，不受尾流回波强度的限制。

本发明属于声学信号与信息处理技术领域，尤其涉及一种声学方位历程图增强方法及系统。该方法包括：对时间方位历程图的每个网格采用开放式峰值提取，得到潜在目标；对于提取到的潜在目标，定义合适的尺寸构建基元U(θ,t)，应用无监督方法构建自适应的二维卷积核；使用构建出的自适应的二维卷积核对时间方位历程图进行二维卷积，实现声学方位历程图的增强。采用本发明的方法可以有效的对时间方位历程图中的弱声学目标进行增强和对时间方位历程图上的环境噪声进行降噪。

本申请涉及光纤水声传感技术领域，特别涉及一种光纤水听器调制解调系统及方法。本申请采用单个声光调制器，通过可编程射频驱动模块在一个调制周期内分时输出两路射频驱动信号，交替产生不同频移的脉冲光；利用具有固定臂差的干涉光路将频差映射为两路干涉脉冲的理想相位差，构造相位解调所需的双路干涉信号；解调模块通过反馈控制调整射频驱动幅值以预补偿两路信号幅值差异，经正交偏差校正补偿实际相位差与理想相位差的偏差后，解算得到水声相位信息。本方案精简了光路结构，消除了多器件失配误差，有效提升了系统长期工作稳定性与工程集成度。

本申请涉及目标轨迹技术领域，特别涉及一种适用于多运动模式的目标航迹聚类拟合方法和系统，包括：构建点迹数据集；建立适用于匀速直线运动、匀加速直线运动及匀速转弯运动的统一矢量运动状态模型；基于统一矢量运动状态模型，引入表征点迹与目标归属关系的隐藏随机变量，建立混合高斯轨迹统计模型；采用期望最大化算法对混合高斯轨迹统计模型进行迭代求解，联合更新目标未知参量集合及各点迹量测数据属于各目标的后验概率，直至满足预设收敛条件，获得未知参量集合的最优联合估计结果，完成多目标航迹拟合；根据各点迹量测数据对应的最大后验概率确定所属目标类别，完成多目标航迹聚类。本申请统一多运动建模，实现目标航迹高精度聚类拟合。

本发明提供了一种面向分层分簇水声通信网络的事件驱动混合MAC协议设计方法，包括：根据所述水声通信网络中簇的个数，构建包括个上行时隙、个控制时隙和一个确认时隙的周期通信结构；各簇头节点按照设定的调度顺序在对应的上行时隙中完成数据上传，汇聚节点在确认时隙完成数据确认；当某簇发生紧急事件时，该簇头节点生成紧急请求帧，并在对应专属的上行时隙或最近的可用控制时隙发送至汇聚节点；汇聚节点收到紧急请求帧，完成调度顺序重构与时隙长度重分配，并在最近可用窗口下发重分配帧；各簇头节点依据重分配帧更新周期通信结构，并按照更新后的时隙顺序和时隙长度执行数据传输。该方法适用于分层分簇水声网络突发事件发生场景。