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一种兼顾近场和远场性能的三维摄像声纳系统换能器阵列的稀疏优化方法
本发明公开了一种兼顾近场和远场性能的三维摄像声纳系统换能器阵列的稀疏优化方法，包括以下步骤：根据三维摄像声纳系统中近场数字波束形成算法的类型，确定三维摄像声纳系统的聚焦距离误差参数；利用聚焦距离误差参数确定近场稀疏优化能量函数；采用全局寻优算法，求解使近场稀疏优化能量函数达到最小的稀疏换能器阵列Q1；对Q1中开启的换能器进行二次稀疏优化，求解使远场稀疏优化能量函数达到最小的稀疏换能器阵列Q2；当声纳系统工作在近场状态时，使用Q1进行聚焦波束形成；当声纳系统工作在远场状态时，使用Q2进行远场波束形成。本发明能够在有效降低系统硬件复杂度的同时，保证系统在不同探测距离下都具备稳定的探测性能。
浙江大学
2021-04-11
一种基于CZT变换和剪除分裂基快速傅里叶变换的三维摄像声纳波束形成方法
本发明公开了一种基于CZT变换和剪除分裂基快速傅里叶变换的三维摄像声纳波束形成方法，包括以下步骤：分别计算每个换能器接收到的声波中，与载波频率fk对应的第k个DFT变换系数；利用所得变换系数，构建矩阵C；对应方位角方向，对矩阵C的每一列，进行一维离散卷积运算，得到P×N的矩阵MD；对应仰视角方向，对矩阵MD的每一行，进行一维离散卷积运算，得到P×Q的矩阵ME；利用矩阵ME，构建矩阵MF；计算矩阵MF中每个元素的模，得到三维摄像声纳波束。本发明在FFT运算过程中识别和去除不必要的运算操作，有效降低了三维摄像声纳波束形成方法所需的运算量。
浙江大学
2021-04-11