基于空时频联合处理的水下远距离运动目标成像研究

项目名称： 基于空时频联合处理的水下远距离运动目标成像研究

项目编号： No.61301197

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 无线电电子学、电信技术

项目作者： 杜金香

作者单位： 西北工业大学

项目金额： 26万元

中文摘要： 水下目标成像是近年来水下信号处理领域的研究热点问题。本项目以水下传感器阵列远距离复杂运动目标的探测和识别为研究背景，探索基于空时频域联合处理的高分辨声成像方法。研究复杂目标建模的板块元方法，分析具有空间复杂结构目标的声散射特性；利用小波变换研究宽带信号的可分离性；研究基于小波变换的基阵空间二维功率谱，利用小波变换良好的能量聚焦性，抑制噪声和干扰，提高远距离即低信噪比下波束旁瓣抑制能力；综合空间域的角度分布和时频域的距离-速度分布情况，研究基于空时频域联合处理的复杂运动目标角度-距离-强度成像方法，形成复杂目标空间结构的分布情况图像，进而判断其空间姿态和运动方向。本项目的研究意义在于：充分利用复杂结构目标宽带回波的空间、时间、频率域的信息，解决水下远距离目标小扩展角情况下目标空间结构的探测和成像问题，提高声纳或其他水下航行器识别目标的作用距离。

中文关键词： 声成像；水下探测；水下目标；空时频域处理；目标识别

英文摘要： Underwater imaging is a hot topic in underwater signal processing. This project takes underwater array's far-field moving target's detection and recognition for background,probs high resolution acoustic imaging methods based on joint processing in space-time-frequency domain. Target with complex shape is modeled by planar elements method to analize the sound scattering characteristics. We take the wavelet transform to study the target's wideband echoes' separability;2-D spatial spectrum can be derived by the method of wavelet transform to suppress the noise and interferences ulitizing the energy accumulation and to increase the ability to suppress the sidelobes when the target is in far distance and the signal-to-noise ratio is very low.Range and velocity in time-frequency domian and direction-of-arrival(DOA) in spatial domain are united to form the image of the target's structure and the motion attitude can be provided in the meanwhile.The significance and value of the study is solve target's structure imaging with small angle expansion when the target is in far distance, so as to improve the target recognition ability of sonar and other underwater vehicles.

英文关键词： acoustic imaging；underwater detection；underwater target；spatial time-frequency analysis；target recognition